[发明专利]一种海上地震勘探气枪阵列震源三维空间组合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能源开发勘探方法，特别是关于一种海上地震勘探气枪阵列震源三维空间组合方法。

背景技术

深水勘探是海上地震勘探的重要方向之一。在深水复杂地质构造条件下，提高地震资料的分辨率非常重要。除了在地震资料处理中采用特定的技术提高分辨率以外，在地震资料采集中获得高分辨率的原始地震数据更加重要。因此，海上地震勘探高分辨率震源组合的研究十分迫切。

气枪震源是海上地震勘探中应用最广泛的震源，它具有成本低、清洁环保、性能稳定、高度可控性、可重复等优点。震源远场子波是衡量气枪震源好坏的极为重要的参数，也是地震数据处理解释必不可少的因素。理想的震源远场子波要求具备较高的脉冲输出、初泡比、低频能量，以及较宽的频带宽度、频谱相对平滑、较好的抑制陷波作用等特点。单支气枪激发的震源远场子波远远达不到要求，往往采用气枪阵列组合的方式来增强震源能量，压制气泡脉冲，提高震源远场子波的品质。

传统的气枪阵列组合采用平面组合方式，所有的气枪沉放在同一深度，同时激发。其存在两方面的问题，一方面，针对海上复杂地质条件，某一种组合方式往往只能在某一方面或几方面优化震源子波，而另外一些方面效果较差，得不到全面高质量的理想远场子波。另一方面，传统平面组合的气枪震源在水中激发，由于海面虚反射（即鬼波）的作用，使得震源子波的频谱存在陷波，在陷波点上能量低，严重影响了震源子波的频带宽度，限制了海上地震勘探的分辨率，对后续地震资料的处理和解释极为不利。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种针对不同海上勘探环境，能够获取最理想远场子波的海上地震勘探气枪阵列震源的三维空间组合方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种海上地震勘探气枪阵列震源三维空间组合方法，包括以下步骤：1）根据勘探要求、地质条件和施工要求，确定气枪阵列震源总容量和子阵列个数；2）分析气枪阵列震源子波模拟结果中的各项性能参数，根据是否达到勘探要求来判断其是否是合适的气枪阵列震源；3）确定枪阵中每个子阵列气枪类型，整个阵列使用一种以上气枪类型；4）根据气枪阵列震源总容量和施工要求，确定每个子阵列的容量和子阵列中各子阵单元的容量；5）对每个子阵列中的子阵单元进行排列组合，确定大容量气枪与小容量气枪的相对位置；6）确定各子阵列在枪阵中的位置，并且通过改变子阵列在水平面上的组合间距，对比分析不同间距情况下震源子波模拟结果，优选出最佳组合间距；7）根据勘探要求和目的层地质条件，对比分析枪阵不同沉放深度情况下震源子波模拟结果，确定气枪阵列的最佳沉放深度；8）返回步骤5），重复步骤5）～8）的过程，在沉放深度的变化范围内，模拟并优选每一种沉放深度下的最佳枪阵平面排列方式和子阵间距，对比分析不同沉放深度时的模拟子波和频谱，选取满足勘探要求的模拟子波所对应的枪阵平面排列参数；9）对上述平面排列的气枪阵列进行三维空间立体组合，在保持同一个子阵列中各子阵单元的沉放深度H都相同的情况下，通过改变各子阵列在三维立体空间中的相对位置，对比分析不同情况下的震源子波，确定气枪阵列最佳的三维空间立体组合方式和上下源沉放深度相关参数；10）对步骤9）得到的气枪阵列三维空间立体组合方式和上、下源沉放深度，进行测试并选取最佳的上源与下源之间的激发延迟时间；11）经步骤10）得到的延迟激发三维空间立体组合气枪阵列震源，即为最终的海上地震勘探气枪阵列震源三维空间组合。

所述步骤2）中，是否是合适的气枪阵列震源的判定标准包括震源子波模拟结果和性能参数，所述震源子波模拟结果包括远场子波图和频谱图，所述性能参数包括远场子波图中的主脉冲、峰峰值、初泡比、气泡周期和频谱图中的低频能量、带宽、稳定性、抑制陷波作用。

所述步骤3）中，整个枪阵中每个子阵列气枪类型采用Bolt枪和Sleeve枪中的一种或一种以上。

所述步骤6）中，组合间距的变化范围为4m～12m，枪阵整体呈对称分布。

所述步骤7）中，沉放深度的变化范围为4m～12m。

所述步骤1）中，子阵列个数的选择范围为三子阵、四子阵和六子阵。