[发明专利]一种浅底地层剖面结构探测系统、探测方法及应用

说明书

本发明属于海上地震数据处理技术领域，公开了一种浅底地层剖面结构探测系统、探测方法及应用。通过压电传感器的表面电压变化产生声波，进行浅底地层剖面探测。所述浅底地层剖面结构探测方法包括：利用换能器进行信号发射；数据采集，利用GPS采集数据。浅底地层剖面结构探测系统设置有便携式甲板单元处理器；以太网连接缆一端接入便携式甲板处理器上的USB以太网接口，以太网连接缆另一端接入笔记本电脑的USB接口。便携式甲板单元处理器通过换能器接口与换能器连接。本发明震源的产生方式和频率独特，独特的频率范围以及高的安全性和实用性使其更广泛的应用于浅底地层剖面探测的技术方法中。

技术领域

本发明属于海上地震数据处理技术领域，尤其涉及一种浅底地层剖面结构探测系统、探测方法及应用。

背景技术

目前，海上地震数据采集系统采用的震源是多种多样的，其中最常使用的震源是水下气泡膨胀产生的弹性波震源。

反射地震学是一种用以确定地球次表层的一部分的性质的地球物理勘探方法，这些性质是石油和天然气工业中特别有用的信息。海上反射地震学基于受控震源的使用，所述受控震源将能量波发送到地下。通过测量反射回到多个接收器所花的时间，可以估计造成此类反射的特征的深度和/或组成。这些特征可能与地下烃沉积物相关联。

为了进行海上应用，震源基本上是冲击性的（例如，压缩空气能突然膨胀）。一种最常用的震源是气枪。气枪在短时间内产生大量的声能。此种震源由船拖行在水面或在某深度。来自气枪的声波在所有方向上传播。所发出的声波的典型频率范围是在6Hz与300Hz之间。然而，冲击性震源的频率组成不完全可控，并且取决于特定勘测的需要来选择不同的震源。另外，冲击性震源的使用可能会造成某些安全和环境问题。

海上振动器生成频率变动（即，扫频）的长音。将这个信号应用于活动零件，例如活塞，从而生成对应的地震波。由对应于多个海上振动器的多个活塞的移动产生的瞬时压力可能低于气枪阵列所产生的瞬时压力，但是由于信号的持续时间延长，由海上振动器传输的总声能可能类似于气枪阵列的能量。然而，此类震源需要扫频以便获得所需能量。

在发明名称为“用于优化来自地震振动器阵列的能量输出的方法（Methodforoptimizingenergyoutputfromaseismicvibratorarray）”的第20100118647A1号美国专利申请公开案中，揭示了通过机电致动器激活并且在扫频期间在两个不同深度处发出地震能量的两个弯张振动器（低频和高频），其中所述美国专利申请公开案以全文引用的方式并入本文中。振动器通过扫描频率信号来驱动，每个信号具有不同的选定频率响应。例如最长序列（MLS）或Gold序列（GoldSequence，GS）等信号也用以驱动振动器。然而，这个文献中的驱动信号并未将地震振动器或振动器操作时所处的介质的各种物理限制条件考虑进去。

在发明名称为“复合带宽海上可控震源阵列（Compositebandwidthmarinevibroseisarray）”的第6,942,059B2号美国专利中描述了非线性扫频，其中所述美国专利以全文引用的方式并入本文中。这个文献揭示了一种用于使用振动器震源（vibratorsource）进行地震海上勘测的方法，这些震源中的每个震源是放在不同深度处的。通过在多个不同的带宽上划分地震带宽，振动器震源展现出了与气枪阵列（单个深度）相当的地震能量水平。每个带宽由振动器阵列使用非线性扫描来生成，以便使输出能量最大化。然而，这个文献在确定扫频时并未考虑海上可控震源阵列的各种物理限制条件。