[发明专利]多震源并行激发采集与混合地震记录分离方法

摘要

本发明涉及一种多震源并行激发采集与混合地震记录分离方法，将勘探区内各测线炮点分成对应的若干组，不同震源分别采用不同扫描信号，各震源激发信号基于伪随机方法设计，检波器覆盖所有炮点对应的接收阵列，一次性布设不再滚道；施工过程地震仪中连续记录生成混合地震记录，采集结束后，根据各炮点激发时间，截取各炮点混合地震记录，并以各炮点所使用的震源扫描信号作为参考信号进行互相关检测，即可分离出该炮点单震源地震记录。与现有单震源激发采集方法相比，极大幅度提高了地震勘探效率，采用n台震源并行工作，实际施工时间仅为现有单震源激发采集方法的1/n台时间，生产效率提高了n倍，降低了施工成本，提供了低成本数据采集方法。

主权项

一种多震源并行激发采集与混合地震记录分离方法，其特征在于，包括以下步骤：a、在勘探区域内，按照常规单震源激发采集方法设计炮点和观测系统，设炮点数为m个，对应炮点编号为1～m；对所有炮点的接收排列都布置好检波器，地震仪以脉冲震源模式采集，施工过程中连续记录对应所有检波器排列的可控震源未相关地震数据；所述的多震源并行激发采集方法是指：设参与并行采集施工的可控震源为n台，编号为1～n号，第k号震源在施工过程中始终采用相同的扫描信号sk(t)，其中k∈{1,2,…n}，t为采样时刻序列，取值范围从1到N，其中N＝T×Fs为总采样点数，Fs为地震仪采样率，T为扫描时间，则各并行震源扫描信号集S(t)＝{s1(t),s2(t),…sk(t),…sn(t)}；b、设各震源信号的频带范围为F＝[F1,F2]，F1,F2为震源扫描信号的最低和最高频率，所有震源扫描信号的扫描时间T和频带范围F不变；c、第k号震源扫描信号sk(t)的设计采用如下方法：首先将扫描时间T和频带F随机分成x段，形成子扫描时间集T'＝{T1,T2,…Tx}和子频带集：F'＝{f1～f2,f3～f4,…f2x‑1～f2x}，其中对不同震源，x，Ti，F'随机选取，x选取为4～10之间的随机整数值，Ti在满足T＝T1+T2+…+Tx条件下随机选取，f1,f2,…f2x‑1,f2x在满足F'能够覆盖频带范围F的情况下随机选取，然后定义子信号集Vk＝{vk,1(t),vk,2(t),…vk,x(t)}；其中第i个子信号f2i‑1，f2i为vk,i(t)的起始和终止频率，Ti为vk,i(t)的扫描时间，i∈{1,2,…x}，最后将Vk中的x段子信号首尾相连合并成sk(t)，即sk(t)＝[vk,1(t) vk,2(t) … vk,x(t)]；d、判定扫描信号sk(t)与前k‑1号震源扫描信号s1(t),s2(t),…sk‑1(t)之间的独立性，用两信号sk(t)和sj(t)之间的相关系数Ck,j表示两信号的独立性，其中，当Ck,j≤0.1，判定两信号为极弱相关，若sk(t)与s1(t),s2(t),…sk‑1(t)均满足极弱相关，则sk(t)作为有效的第k号震源扫描信号；否则sk(t)无效，按照步骤c和d重新设计第k号震源扫描信号sk(t)，直到其与之前的所有设计好的震源扫描信号之间独立性为极弱相关；第k号震源分配的任务炮点集为Pk，所有震源完成全部施工任务的炮点：P＝P1∪P2∪…∪Pk∪…∪Pn＝{1,2…m}，且e、各震源按照其任务炮点集内规定的炮点位置进行并行激发，各自独立地工作，直至完成整条测线所有炮点任务，在并行激发过程中，要记录各震源在不同炮点的激发时间，整个施工过程中，地震仪对工作区域布设的全部检波器连续记录，记录方式选择脉冲震源模式，也叫原始非相关记录模式，获得混合地震记录R；f、按c和d步骤所述方法逐一设计n个震源扫描信号，形成并行震源系统扫描信号集S(t)＝{s1(t),s2(t),…sk(t),…sn(t)}；g、多台震源在各炮点并行工作时，一方面记录各炮点处的震源起振时间G(t)＝{τ1,τ2,…τm}，另一方面地震仪连续记录震源施工时间内的所有检波点地震数据R，R是一个包含多炮数据的混合地震记录；混合地震记录中各震源信号存在相互干扰，需要从混合地震记录中分离得到不同炮点处的地震记录；h、对任一个炮点w，w∈{1,2,…,m}，采用如下方法分离得到该炮点的单炮地震记录：以该炮点处震源起振时间τw为计时起点，从混合地震记录R中截取T+l秒的地震记录Rw，其中l为常规地震采集过程所需要的听时间，根据常规地震勘探方法选取；然后以该炮点处使用的震源的扫描信号sq(t)为参考信号，对截取的地震记录Rw进行互相关检测，得到该炮点的单震源地震记录rw，其中代表互相关，这里sq(t)∈S(t)；i、逐一对m个炮点进行步骤i的操作，从混合地震记录R中分离出全部m个单震源地震记录r＝{r1,r2,…,rm}。