[发明专利]一种便携式高频可控震源地震信号谐波干扰消除方法

说明书

本发明涉及一种便携式高频可控震源地震信号谐波干扰消除方法，按照常规可控震源地震勘探的信号激发与采集流程进行施工，距震源基板1m以内沿测线方向布置一道检波器。震源激发后，从特别布置的近震源基板检波器采集的信号中，根据初至信号与其它地震波的到时不同和能量差异，识别初至信号并提取出来。将提取的初至信号作为参考因子与采集的地震记录进行互相关处理，得到子波形式的地震记录，可有效消除谐波干扰。本发明适用于消除便携式高频可控震源地震信号的谐波干扰，互相关子波的同向轴更连续，震相清晰，信噪比明显提升，尤其对于地质条件复杂，基板与大地耦合不佳情况下的谐波消除更为有效。本发明为城市地下空间探测等浅层高分辨率勘探提供了有效的技术支持。

技术领域

本发明涉及地震勘探领域，尤其是一种便携式高频可控震源地震信号谐波干扰消除方法。采用本发明可消除便携式可控震源地震信号的谐波干扰，尤其对于地质条件复杂，基板与大地耦合不佳情况下的谐波消除更为有效。

背景技术

便携式高频可控震源是一种基于电磁感应原理驱动激振器高频振动的地震勘探激发源。与目前常规应用的液压式可控震源相比，其特点表现为激发信号频带宽泛，通常可实现高于1000Hz的振动，同时体积轻便移动灵活，广泛适用于工程物探、城市地下空间探测等浅层高分辨率地震勘探。

针对便携式高频可控震源的地震记录，为了得到与脉冲震源相似的子波，采取将地震记录与参考因子进行互相关的预处理方法。目前的常规方法将震源扫描信号或近基板检波器信号作为参考因子，通过实验数据验证，两种方法均存在不同程度的谐波干扰问题。尤其在地质条件复杂地区，基板与大地耦合情况不佳的情况下，谐波干扰尤其突出，严重降低了便携式高频可控震源地震信号的分辨率，限制了仪器的进一步应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种便携式高频可控震源地震信号谐波干扰消除方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种便携式高频可控震源地震信号谐波干扰消除方法，包括如下步骤：

a、在勘探区域内，按照常规地震勘探的要求设计激发系统，每个激发点的震源参数一致，扫描信号为s(t)，且保持震源基板与地面形成良好耦合；

b、按照常规地震勘探的要求设计观测系统，沿测线布置若干道检波器，各道检波器之间的距离相同，且保持检波器与地面形成良好耦合；

c、每个震源点激发时，在距震源基板1m之内沿测线方向布置一道检波器，称为近震源基板检波器；

d、通过便携式高频可控震源激发地震波，经测线上排列的检波器采集地震信号，并由地震仪保存，得到原始的未相关地震记录。

进一步，本发明还包括如下步骤：

e、针对i号激发点得到的未相关地震记录，提取第1道信号，即近震源基板检波器信号g_i(t)。将g_i(t)与震源扫描信号s(t)进行互相关运算，得到其中符号代表互相关运算；

f、从yj_i(t)中，根据初至信号与其它地震波的到时不同识别初至信号。其中，将yj_i(t)中的波峰值点认为是初至信号的到时，其它地震波包括反射波、折射波、面波和随机噪声；

g、以f步识别的初至信号到时为中点，根据扫描信号s(t)的自相关子波脉宽、yj_i(t)的波形形态和能量占比要求，左右各取相同时间长度的窗口，提取初至信号，得到yf_i(t)。其中，要求窗口内只含有初至信号且不包含其他信号，同时窗口内信号能量占整个初至信号能量的90％以上；