[发明专利]脉冲编码可控震源的多维匹配冲击方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地球物理勘探方法，尤其是适用于以脉冲编码可控震源多维匹配冲击作为震源进行激发的高分辨率地震勘探。

背景技术

震源是地震勘探中信号的源头，其信号质量对于地震记录的分辨率和信噪比具有决定性作用。炸药震源是一种陆地地震勘探中的有效震源形式，然而其对于环境的破坏和污染等弊端已无法适应城市及工程等领域中对于非破坏性地震勘探的要求。可控震源作为一种非破坏性震源形式在陆地地震勘探中得到了广泛的应用，其中具有代表性的是基于Vibroseis技术的连续振动方式可控震源。Vibroseis可控震源以Chirp信号作为震源扫描信号以线性扫频的形式向地下引入连续的地震波，其原始地震记录经相关解码等运算后可压缩为单脉冲形式的地震剖面。然而由于Chirp信号的自相关函数旁瓣能量较强，使得Vibroseis可控震源Chirp扫描的地震剖面中存在明显的旁瓣效应，降低了地震信号的分辨率。

为了压制可控震源Chirp线性扫描地震剖面中的旁瓣效应，数字通信领域中的伪随机编码方案被应用到连续振动方式可控震源的信号设计中。其中二元m-序列伪随机扫描方法可以有效压制Chirp扫描所产生的旁瓣效应，然而由于相关运算的作用而使地震剖面中出现了能量较强的相关噪声，降低了地震信号的信噪比。基于连续振动方式可控震源的匹配扫描方法依次激发两个相互匹配的伪随机扫描信号，通过将采集到的两个匹配的原始地震记录进行解码和叠加运算，能够有效压制地震响应剖面中的旁瓣效应和相关噪声干扰，同时提高了地震信号的分辨率和信噪比，是一种有效的连续振动方式可控震源编码方式。Vibroseis可控震源除了旁瓣效应及相关噪声等干扰之外，由于可控震源基板与地面耦合的频率响应的非线性以及耦合条件的差异等因素，容易使震源信号产生畸变，在解码地震剖面中出现的谐波干扰以常规数据处理方法难以消除。

基于编码冲击方式的脉冲编码可控震源不同于连续振动方式的Vibroseis可控震源，其结合了Vibroseis技术线性扫频的思想和Mini-SOSIE技术随机冲击的思想，按照一定的时间间隔规律向地下激发扫描冲击序列，各次冲击之间的时间间隔按线性规律变化。扫描冲击方式的脉冲编码可控震源不受连续振动方式Vibroseis可控震源耦合条件的限制和影响，所产生的冲击序列信号具有良好的稳定性和一致性，近年来在浅层高分辨率地震勘探等领域中得到了广泛的应用和不断的完善。目前适用于脉冲编码可控震源的编码方案为线性扫描冲击编码方案。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提共一种适用于冲击式脉冲编码可控震源的多维匹配冲击方法。

该方法通过依次激发4个相关联的多维匹配冲击信号，并对采集得到的4个相互关联的你原始地震记录进行解码叠加等运算来进一步提高地震信号的信噪比，压制解码地震剖面中出现的相关噪声和随机噪声等干扰信号。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

①首先确定用于产生多维匹配冲击信号的匹配伪随机序列偶(a_k}和{b_k}的长度N。

②依次构造由“1”、“-1”所构成且长度为N的两个相关联的匹配伪随机序列偶(a_k)和{b_k)。

③以正弦载波信号对两个匹配伪随机序列偶(a_k}和{b_k}进行调制产生连续振动方式可控震源的匹配扫描信号p_a(t)和p_b(t)。

④将p_a(t)和p_b(t)中以0相位起始的各正弦波保留，以p相位起始的各正弦波置零得到两个子信号p_a1(t)和p_b1(t)；将p_a(t)和p_b(t)中以0相位起始的各正弦波置零，以p相位起始的各正弦波保留并做反相处理得到两个子信号p_a2(t)和p_b2(t)。

⑤将4个子信号p_a1(t)、p_b1(t)、p_a2(t)、p_b2(t)各正弦波周期中的单个正弦波对应一个元素“1”，零信号对应一个元素“0”，得到4个由“0”、“1”构成的多维匹配伪随机子序列{a_k1}、{b_k1}、{a_k2}、{b_k2}。