[发明专利]一种震源位于拖缆下方的海洋地震探测系统及其方法

说明书

本发明公开了一种震源位于拖缆下方的海洋地震探测系统及其方法，属于海洋地震勘探领域。系统包括母船、震源、光电复合缆和独立式组合拖缆装置；母船通过光电复合缆与震源相连；独立式组合拖缆装置通过抱箍固定于光电复合缆上；独立式组合拖缆装置包括供电及采集单元、多道拖缆和阻力装置；首先根据勘探目标布设震源，然后通过调节抱箍在光电复合缆上的位置，固定多道拖缆的深度，最后调整抱箍与供电及采集单元之间的距离，使得震源位于多道拖缆中间位置的正下方。本发明一方面可以记录到对海底浅层结构成像至关重要的近(零)偏移距，另一方面能够获取不受鬼波影响的浅层高分辨率地震数据，进而可以有效改善海底浅层结构的成像效果。

技术领域

本发明属于海洋地震勘探领域，具体涉及一种震源位于拖缆下方的海洋地震探测系统及其方法。

背景技术

现有的海上多道地震探测系统，通常采用气枪作为地震震源，拖缆则位于震源后方一定距离处。震源通常放置在水下5-20m深度范围内，可以采用单一深度或者多深度组合模式，拖缆则一般放置在水下5-50m之间，呈水平或者倾斜姿态。这种采集方式能够保证获得中深部反射信号，但也造成了近(零)偏移距数据的缺失，降低了海底浅层结构的成像精度。同时，海水-空气强反射界面的存在，在地震记录中引入了震源鬼波和水听器端鬼波，造成了频率域陷波效应，降低了地震资料的有效频带宽度和地层分辨率。

多道地震采集系统获取的地震数据在叠加之前需要对共反射点道集做动校正，不同偏移距数据的动校正量可表示如下：

其中，t₀为自激自收时间(零偏移距)，x为偏移距，v_NMO为动校正速度。

动校正过程会对数据造成不同程度的动校拉伸，通常用频率畸变进行表示：

其中，f是优势频率，Δf是频率畸变量。

动校拉伸随着水深增加以及偏移距增大而增大，在进行共反射点道集叠加时，需要对拉伸过大的道集进行切除，以保证地层分辨率。常规的采集方式由于缺少小偏移距数据，从而造成海底浅层数据，尤其是浅水区域有效叠加道数过少，从而影响后续成像效果。

此外，常规气枪震源和拖缆放置水深较浅，气枪激发的震源子波经海面反射后形成尾随首波的震源鬼波，首波和鬼波经地下反射层位反射后，向上传播到拖缆，被水听器记录，波场继续向上传播后经海面再次反射后到达拖缆，形成水听器端的鬼波。鬼波的存在使得原本简单的震源子波复杂化，并且在频率域造成陷波，严重影响了子波频谱完整性，进而降低了地震资料的有效频带宽度。因此，通过合理地设计海洋地震采集系统，增大浅水区域有效叠加道数，获取不受鬼波影响的浅层高分辨率地震数据对于海底浅层结构成像具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，为了记录到对海底浅层结构成像至关重要的近(零)偏移距，同时获取到不受鬼波影响的浅层高分辨率地震数据，改善海底浅层结构成像效果，本发明提出了一种震源位于拖缆下方的海洋地震探测系统及其方法。

本发明的技术方案如下：

一种震源位于拖缆下方的海洋地震探测系统，包括母船、震源、光电复合缆和独立式组合拖缆装置；所述的母船通过光电复合缆与震源相连；所述的独立式组合拖缆装置通过抱箍固定于光电复合缆上；所述的独立式组合拖缆装置位于震源上方，包括供电及采集单元、多道拖缆和阻力装置；所述的供电及采集单元的一端通过距离可调装置与抱箍相连，另一端与多道拖缆相连，多道拖缆的尾部连接有协助拉直拖缆的阻力装置，并可通过移动抱箍在光电复合缆上的位置，调节多道拖缆在海洋中的深度。

优选的，所述的独立式组合拖缆装置还包括辅助浮球，辅助浮球设置于供电及采集单元与多道拖缆之间。

优选的，所述的震源位于多道拖缆中间位置的正下方。