多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多震源觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)及方法，包括拖纜、震源、控制模塊，控制模塊包括中央處理器、雙通道地震采集模塊、高精度時(shí)鐘模塊、授時(shí)模塊，有序控制多震源激發(fā)、多拖纜接收地層數(shù)據(jù)，高效率高質(zhì)量地完成地震勘探任務(wù)，在一次地震勘探中同時(shí)獲得多套探測(cè)深度和分辨率不同的地震剖面資料。
【專利說(shuō)明】多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于海洋工程地震勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，涉及一種多震源多拖纜觸發(fā) 時(shí)序控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在海洋工程地震勘探作業(yè)中，通常使用海上專用的震源和水聽(tīng)器拖纜，利用觸發(fā) 震源接收地層反射信號(hào)進(jìn)行處理后得到海底地層的地震剖面。海洋地震勘探震源類型很 多，各種震源的特性不同，在地震勘探中使用不同類型的震源，所獲得地震剖面的穿透深度 和分辨率的不同。海洋地震勘探接收拖纜也有諸多類型，拖纜的選用也影響著地震剖面的 穿透深度和分辨率。常規(guī)海洋工程地震勘探，在一次探測(cè)過(guò)程中只能使用某種震源和某種 拖纜進(jìn)行探測(cè)，只能獲得一套穿透深度和相應(yīng)分辨率的地震剖面，勘探資源得不到充分利 用，勘探目標(biāo)效率較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控 制系統(tǒng)及方法，解決探測(cè)深度和分辨能力之間的矛盾，提高勘探效率。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案： 海洋地震勘探中使用一條測(cè)量船，搭載多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)，包括拖纜、震 源、控制模塊，所述控制模塊包括中央處理器、雙通道地震采集模塊、高精度時(shí)鐘模塊、授時(shí) 模塊。
[0005] 進(jìn)一步地，所述多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)，包括兩條以上拖纜和兩套以上 震源，且拖纜數(shù)量多于或等于震源數(shù)量。
[0006] 優(yōu)選地，所述控制模塊配置一套以上與拖纜和震源數(shù)量相對(duì)應(yīng)的雙通道地震采集 模塊，一套雙通道地震采集模塊搭載兩條拖纜與兩套震源。
[0007] 優(yōu)選地，每條所述拖纜內(nèi)部至少配置有6個(gè)水聽(tīng)器組合。
[0008] 優(yōu)選地，每條所述拖纜內(nèi)部配置有6?120個(gè)水聽(tīng)器組合。
[0009] 優(yōu)選地，震源可選擇氣槍震源、水槍震源、等離子體震源、Boomer震源中的一種或 幾種，其中Boomer震源頻譜主頻約500?3000Hz的一種常用震源。
[0010] 采用多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制方法，進(jìn)行地震勘測(cè)，按以下步驟進(jìn)行： A、選擇震源： 震源激發(fā)能量與探測(cè)深度成正比，但與其子波頻譜大小成反比，此外，選擇激發(fā)能量大 的震源雖然能獲得較深地層的地震剖面，但其分辨率低，根據(jù)探測(cè)深度與分辨率的要求，選 擇合適的震源或其組合； 按激發(fā)能量從大到小的順序，常用的震源包括但不限于氣槍震源、水槍震源、等離子體 震源、Boomer震源等；氣槍震源子波主頻在10?250Hz左右；水槍的頻譜主頻約250? 1500Hz ;等離子體震源的頻譜主頻約300?1700Hz ;Boomer震源的頻譜主頻約500? 3000Hz ； 通常認(rèn)為，頻譜主頻10?600Hz的震源為低頻震源，探測(cè)深度約為0. 8?10km，分辨率 約為8?120m ; 頻譜主頻600?1500Hz的震源為中頻震源，探測(cè)深度約為100?800m，分辨率約為1? 8m ； 頻譜主頻1500Hz以上的震源為高頻震源，探測(cè)深度在100m以下，分辨率達(dá)到米級(jí)甚至 亞米級(jí)； B、 選擇拖纜 根據(jù)探測(cè)深度和分辨率的要求，選擇內(nèi)部采用不同的水聽(tīng)器配置的拖纜，拖纜的水聽(tīng) 器配置與其采集信號(hào)的震源類型和其頻譜主頻大小相適應(yīng)； 確定拖纜與震源的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即同一震源激發(fā)的信號(hào)由相應(yīng)的一條或多條拖纜采集； 通常地，高頻地震拖纜，選擇使用內(nèi)部配置6?12個(gè)水聽(tīng)器組合的、總長(zhǎng)度約15?25m 的拖纜，水聽(tīng)器主頻約500Hz?12kHz ; 中頻地震拖纜，選擇使用內(nèi)部配置20?25個(gè)水聽(tīng)器組合的、總長(zhǎng)度約40?60m的拖 纜，水聽(tīng)器主頻約20Hz?10kHz ; 低頻地震拖纜，選擇使用內(nèi)部配置80?120個(gè)水聽(tīng)器組合的、總長(zhǎng)度超過(guò)200m的拖 纜，水聽(tīng)器主頻約10Hz?1kHz ; C、 確定震源觸發(fā)間隔： 在條件允許情況下，減小震源觸發(fā)間隔，以提高地層橫向分辨率； 相對(duì)而言，對(duì)于低頻震源，激發(fā)能量大，激發(fā)的地震波地層穿透能力強(qiáng)，蓄能所需時(shí)間 長(zhǎng)，設(shè)定觸發(fā)間隔大；高頻震源激發(fā)能量較小，激發(fā)的地震波地層穿透能力弱，地震波往返 雙程時(shí)間短，蓄能所需時(shí)間短，設(shè)定觸發(fā)間隔??；通常情況下， 低頻震源的優(yōu)選激發(fā)間隔范圍為3000ms-10000ms ; 中頻震源的優(yōu)選激發(fā)間隔范圍為l〇〇〇ms-5000ms ; 高頻震源的優(yōu)選激發(fā)間隔范圍為200mS-2000ms ; D、 確定地震拖纜記錄時(shí)長(zhǎng)： 增加記錄時(shí)長(zhǎng)，可以保留更多深部地層信息；減少記錄時(shí)長(zhǎng)，可以減少采集記錄系統(tǒng)負(fù) 擔(dān)，減少存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量，降低地震數(shù)據(jù)后處理工作量； 根據(jù)探測(cè)深度要求確定，低頻震源激發(fā)的地震波地層穿透能力強(qiáng)，地震波往返雙程時(shí) 間長(zhǎng)，地震記錄時(shí)間長(zhǎng)；高頻震源激發(fā)的地震波地層穿透能力弱，地震波往返雙程時(shí)間短， 地震記錄時(shí)間短；通常情況下， 低頻地震拖纜的優(yōu)選記錄時(shí)長(zhǎng)范圍為800ms-2000ms ; 中頻地震拖纜的優(yōu)選記錄時(shí)長(zhǎng)范圍為400ms-1000ms ; 高頻地震拖纜的優(yōu)選記錄時(shí)長(zhǎng)范圍為50ms-500ms ; E、 確定多震源之間觸發(fā)間隔： 在條件允許情況下，減小震源之間觸發(fā)間隔，以提高地層橫向分辨率； 震源之間的觸發(fā)間隔不得小于上一次震源觸發(fā)后采集其信號(hào)的拖纜的記錄長(zhǎng)度； F、 按時(shí)序觸發(fā)震源和采集數(shù)據(jù)： 采用η個(gè)震源的系統(tǒng)中按照從低頻到高頻的順序依次觸發(fā)震源，相臨震源的觸發(fā)間隔 依次為w·· Tn_i; 第n個(gè)震源激發(fā)的信號(hào)由kn個(gè)拖纜進(jìn)行采集，分別設(shè)定其記錄長(zhǎng)度，其最大值記為L(zhǎng)n， 且滿足 > Lp T2 > L2,…，Tn_i > Lm ; 根據(jù)確定的震源觸發(fā)順序、同一震源的觸發(fā)間隔、每一拖纜的記錄長(zhǎng)度、相臨震源的觸 發(fā)間隔，并選擇零時(shí)刻點(diǎn)，由高精度時(shí)鐘模塊確定相應(yīng)時(shí)刻點(diǎn)，授時(shí)模塊將信號(hào)傳遞給雙通 道地震采集模塊，雙通道地震采集模塊按時(shí)序觸發(fā)震源與開(kāi)放接收拖纜數(shù)據(jù)，輸出至存儲(chǔ) 器或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在： 采用本發(fā)明的多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)和方法，可以設(shè)定不同的探測(cè)深度與 分辨率目標(biāo)，采用多套震源與多條拖纜進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，震源觸發(fā)與數(shù)據(jù)采集有序進(jìn)行，在同 一次地震勘探中既能獲得大穿透深度的深層地震數(shù)據(jù)，又可以獲得高分辨率的淺層地震數(shù) 據(jù)，更高質(zhì)量地完成勘探目標(biāo)，節(jié)省了資源，提高勘探效率。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是雙震源雙纜海洋地震勘探方法工作示意圖； 圖3是雙震源雙纜采集系統(tǒng)各組成部分連接示意框圖； 圖4a是雙震源雙纜采集系統(tǒng)時(shí)間同步控制裝置時(shí)序圖； 圖4b是縮短高頻震源觸發(fā)間隔后雙震源雙纜采集系統(tǒng)時(shí)間同步控制裝置時(shí)序圖； 圖5是雙震源三纜海洋地震勘探方法工作示意圖； 圖6是雙震源三纜采集系統(tǒng)各組成部分連接示意框圖； 圖7是雙震源三纜采集系統(tǒng)時(shí)間同步控制裝置時(shí)序圖； 圖8是三震源三纜海洋地震勘探方法工作示意圖； 圖9是三震源三纜采集系統(tǒng)各組成部分連接示意框圖； 圖10是三震源三纜采集系統(tǒng)時(shí)間同步控制裝置時(shí)序圖。
[0013] 圖中的標(biāo)號(hào)分別為： 100 :控制模塊；201 :低頻震源；202 :中頻震源；203 :高頻震源；301 :低頻拖纜；302 : 中頻拖纜；303 :高頻拖纜；401 :淺地層；402 :中地層；403 :深地層。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下結(jié)合附圖介紹本發(fā)明多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)及方法的具體實(shí)施方 式，但本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方案。
[0015] 海洋地震勘探中使用一條測(cè)量船，地震勘探設(shè)備除震源和拖纜外，還配有控制模 塊，包括中央處理器、雙通道地震采集模塊、高精度時(shí)鐘模塊、授時(shí)模塊，雙通道地震采集模 塊的數(shù)量與震源、拖纜的數(shù)量相匹配，授時(shí)模塊通常選用GPS授時(shí)系統(tǒng)，將時(shí)間信號(hào)輸出到 高精度時(shí)鐘模塊，高精度時(shí)鐘模塊和雙通道地震采集模塊準(zhǔn)確控制各震源的激發(fā)時(shí)刻、對(duì) 應(yīng)拖纜的記錄時(shí)刻與時(shí)錄時(shí)長(zhǎng)，使各震源激發(fā)、反射地層數(shù)據(jù)采集有序進(jìn)行，直至完成數(shù)據(jù) 采集任務(wù)，同時(shí)獲得多套頻率成分不同的地震剖面資料。
[0016] 震源的子波頻譜影響地震勘探的探測(cè)深度和地層分辨能力。震源子波頻譜主頻較 低時(shí)例如低于100Hz，地層穿透能力強(qiáng)例如大于1000m，地層分辨率較低例如大于10m ;震源 子波頻譜主頻較高時(shí)例如高于1000Hz，地層分辨率高例如優(yōu)于2m，地層穿透能力較差例如 小于200m。，在本技術(shù)方案中，各套震源之間激發(fā)能量和子波頻譜有較大區(qū)別。例如，同時(shí)使 用氣槍震源和等離子體震源，氣槍震源的子波頻譜在100Hz左右，而等離子體震源的子波 頻譜在1000Hz左右。
[0017] 地震拖纜的內(nèi)部水聽(tīng)器配置影響地震勘探的探測(cè)深度和地層分辨率。水聽(tīng)器組合 個(gè)數(shù)多，水聽(tīng)器主頻低，則可接收深層地震反射信號(hào)；水聽(tīng)器組合個(gè)數(shù)少，水聽(tīng)器主頻高，則 可接收高分辨率的淺層地震信號(hào)。在本發(fā)明技術(shù)方案中，各條拖纜內(nèi)部采用不同的水聽(tīng)器 配置，分別針對(duì)采集不同分辨率和穿透深度的地震資料。例如，使用內(nèi)部配置100個(gè)低頻水 聽(tīng)器組合的、總長(zhǎng)度超過(guò)200m的拖纜，采集穿透深度超過(guò)700m的地震資料；使用內(nèi)部配置 25個(gè)中頻水聽(tīng)器組合的、總長(zhǎng)度約50m的拖纜，采集穿透深度約300m的地震資料；使用內(nèi) 部配置8個(gè)高頻水聽(tīng)器組合的、總長(zhǎng)度約20m的拖纜，采集穿透深度約150m的地震資料。這 種方法可以在同一次地震勘探中既能獲得大穿透深度的深層地震數(shù)據(jù)，又可以獲得高分辨 率的淺層地震數(shù)據(jù)，提高勘探效率。
[0018] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作具體說(shuō)明。
[0019] 實(shí)施例1，雙震源雙纜采集海洋地震勘探： 如圖2所示，為本發(fā)明雙震源雙纜海洋地震勘探方法工作示意圖。圖中表示使用一條 低頻水聽(tīng)器拖纜和一條高頻水聽(tīng)器拖纜、兩種不同的采集頻率和記錄時(shí)間分別接收來(lái)自兩 個(gè)震源反射淺地層401與中地層402的地震信號(hào)，兩個(gè)震源分別為低頻震源201和高頻震 源203,同時(shí)獲得兩套探測(cè)深度和分辨能力不同的地震剖面。
[0020] 如圖3所示，雙震源雙纜海洋地震勘探的具體各組成部分連接框圖。其中雙纜地 震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作于主動(dòng)觸發(fā)模式，接口 F和接口 S為雙通道地震采集模塊的兩個(gè)端口， 順序輸出觸發(fā)信號(hào)。接口 F觸發(fā)信號(hào)用于觸發(fā)高頻震源例如，等離子體震源，接口 S觸發(fā)信 號(hào)用于觸發(fā)低頻震源例如，氣槍震源。高頻震源例如，等離子體震源激發(fā)后，地震反射信號(hào) 由高頻水聽(tīng)器拖纜接收，雙纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口 F采集；低頻震源例如，氣槍震源激發(fā) 后，地震反射信號(hào)由低頻水聽(tīng)器拖纜接收，由雙纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口 F采集。
[0021] 圖4a和圖4b給出了雙震源雙纜地震采集系統(tǒng)的兩種觸發(fā)時(shí)序?qū)嵗龍D，圖中： ① 低頻震源觸發(fā)間隔； ② 高頻震源觸發(fā)間隔； ③ 低頻震源與高頻震源之間觸發(fā)間隔； ④ 低頻水聽(tīng)器拖纜記錄長(zhǎng)度； ⑤ 高頻水聽(tīng)器拖纜記錄長(zhǎng)度。
[0022] 如圖4a所示，低頻震源激發(fā)間隔4500ms，即分別在0ms，4500ms，9000ms，……時(shí) 激發(fā)。低頻震源激發(fā)后，低頻水聽(tīng)器拖纜接收地震反射信號(hào)，記錄長(zhǎng)度800ms。高頻震源激 發(fā)間隔4500ms，即分別在1500ms，6000ms，……時(shí)激發(fā)。高頻震源激發(fā)后，高頻水聽(tīng)器拖纜 接收地震反射信號(hào)，記錄長(zhǎng)度500ms。低頻震源激發(fā)與高頻震源激發(fā)之間觸發(fā)間隔不得小于 低頻水聽(tīng)器拖纜記錄長(zhǎng)度。
[0023] 在高頻震源激發(fā)速度允許條件下，可以減小其激發(fā)間隔，如圖4b所示。低頻震源 激發(fā)間隔4500ms，即分別在0ms，4500ms，9000ms，……時(shí)激發(fā)。低頻震源激發(fā)后，低頻水聽(tīng) 器拖纜接收地震反射信號(hào)，記錄長(zhǎng)度800ms。高頻震源激發(fā)間隔1500ms，即分別在1500ms， 3000ms, 6000ms, 7500ms……時(shí)激發(fā)。高頻震源激發(fā)后，高頻水聽(tīng)器拖纜接收地震反射信號(hào)， 記錄長(zhǎng)度500ms。低頻震源激發(fā)與高頻震源激發(fā)之間觸發(fā)間隔不得小于低頻水聽(tīng)器拖纜記 錄長(zhǎng)度。
[0024] 高頻震源如等離子體震源激發(fā)、高頻水聽(tīng)器拖纜接收到的淺層反射記錄，地震剖 面高頻成分豐富，分辨率可達(dá)2?3m，各種地震相的形態(tài)反映的非常清楚；低頻震源如氣槍 震源激發(fā)、低頻電纜接收到的中深層反射記錄，較好地反映了中層的沉積結(jié)構(gòu)和構(gòu)造形態(tài)。 在一次勘探過(guò)程中可以同時(shí)獲得兩套頻率成分不同的地震剖面資料，分別由于研究不同深 度的地層，既提高了分辨率又增加了穿透深度，取得較好的探測(cè)效果。
[0025] 實(shí)施例2，雙震源三纜采集海洋地震勘探： 如圖5所示，為本發(fā)明雙震源三纜海洋地震勘探工作示意圖。圖中表示使用一條低頻 水聽(tīng)器一條拖纜、一條中頻水聽(tīng)器拖纜和一條高頻水聽(tīng)器拖纜、三種不同的采集頻率和記 錄時(shí)間分別接收來(lái)自兩個(gè)震源反射的淺地層401、中地層402和深地層403的地震信號(hào)，兩 個(gè)震源分別分低頻震源與高頻震源，同時(shí)獲得三套探測(cè)深度和分辨能力不同的地震剖面。
[0026] 如圖6所示，為本發(fā)明雙震源三纜海洋地震勘探方法的具體各組成部分連接框 圖。其中三纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口 F和接口 S為第一個(gè)雙通道地震采集模塊的兩個(gè)端 口，工作處于主動(dòng)模式，順序輸出觸發(fā)信號(hào)。接口 F觸發(fā)信號(hào)用于觸發(fā)高頻震源例如，等離 子體震源，接口 S觸發(fā)信號(hào)用于觸發(fā)寬頻震源例如，氣槍震源。三纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口 Μ為第二個(gè)雙通道地震采集模塊的其中一個(gè)端口，工作于被動(dòng)模式，觸發(fā)信號(hào)由雙纜地震數(shù) 據(jù)采集系統(tǒng)的接口 S給出。高頻震源例如，等離子體震源激發(fā)后，地震反射信號(hào)由高頻水聽(tīng) 器拖纜接收，三纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口 F采集；低頻震源例如，氣槍震源激發(fā)后，地震反 射信號(hào)由中頻水聽(tīng)器拖纜和低頻水聽(tīng)器拖纜同時(shí)接收，分別由三纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口 Μ和接口 S采集。
[0027] 圖7給出了雙震源三纜地震采集系統(tǒng)的觸發(fā)時(shí)序?qū)嵗龍D，圖中： ① 低頻震源觸發(fā)間隔； ② 高頻震源觸發(fā)間隔； ③ 低頻震源與高頻震源之間觸發(fā)間隔； ④ 低頻水聽(tīng)器拖纜記錄長(zhǎng)度； ⑤ 中頻水聽(tīng)器拖纜記錄長(zhǎng)度； ⑥ 高頻水聽(tīng)器拖纜記錄長(zhǎng)度。
[0028] 如圖7所示，低頻震源激發(fā)間隔4500ms，即分別在0ms，4500ms，9000ms，……時(shí)激 發(fā)。低頻震源激發(fā)后，低頻水聽(tīng)器拖纜、中頻水聽(tīng)器拖纜分別接收地震反射信號(hào)，低頻水聽(tīng) 器拖纜記錄長(zhǎng)度1100ms，中頻水聽(tīng)器拖纜記錄長(zhǎng)度800ms。高頻震源激發(fā)間隔1500ms，即分 別在1500ms，3000ms，6000ms，7500ms……時(shí)激發(fā)。高頻震源激發(fā)后，高頻水聽(tīng)器拖纜接收地 震反射信號(hào)，記錄長(zhǎng)度500ms。低頻震源激發(fā)與高頻震源激發(fā)之間觸發(fā)間隔不得小于低頻水 聽(tīng)器拖纜記錄長(zhǎng)度。
[0029] 高頻震源例如，等離子體震源激發(fā)、高頻水聽(tīng)器拖纜接收到的淺層反射記錄，地震 剖面高頻成分豐富，分辨率可達(dá)2?3m，各種地震相的形態(tài)反映的非常清楚；低頻震源例 如，氣槍震源激發(fā)、中頻和低頻電纜接收到的中深層反射記錄，較好地反映了中、深層的沉 積結(jié)構(gòu)和構(gòu)造形態(tài)。在一次勘探過(guò)程中可以同時(shí)獲得三套頻率成分不同的地震剖面資料， 分別由于研究不同深度的地層，既提高了分辨率又增加了穿透深度，取得較好的探測(cè)效果。
[0030] 實(shí)施例3，三震源三纜采集海洋地震勘探。
[0031] 如圖8所示，為本發(fā)明三震源三纜海洋地震勘探工作示意圖。圖中表示使用一條 低頻水聽(tīng)器一條拖纜、一條中頻水聽(tīng)器拖纜和一條高頻水聽(tīng)器拖纜、三種不同的采集頻率 和記錄時(shí)間分別接收來(lái)自三個(gè)震源反射的淺地層401、中地層402和深地層403的地震信 號(hào)，三個(gè)震源分別分低頻震源、中頻震源與高頻震源，同時(shí)獲得三套探測(cè)深度和分辨能力不 同的地震剖面。
[0032] 如圖9所示，為本發(fā)明三震源三纜海洋地震勘探方法的具體各組成部分連接框 圖。其中三纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作于主動(dòng)模式，接口 F、接口 Μ為第一個(gè)雙通道地震采集 模塊的兩個(gè)端口，接口 S為第二個(gè)雙通道地震采集模塊的其中一個(gè)端口，接口 F、接口 Μ、接 口 S順序輸出觸發(fā)信號(hào)。接口 F觸發(fā)信號(hào)用于觸發(fā)高頻震源例如，Boomer震源，接口 Μ觸 發(fā)信號(hào)用于觸發(fā)中頻震源例如，等離子體震源，接口 S觸發(fā)信號(hào)用于觸發(fā)低頻震源例如，氣 槍震源。高頻震源例如,Boomer震源激發(fā)后，地震反射信號(hào)由高頻水聽(tīng)器拖纜接收，三纜地 震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口 F采集；中頻震源例如，等離子體震源激發(fā)后，地震反射信號(hào)由中頻水 聽(tīng)器拖纜接收，三纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口 Μ采集；低頻震源例如，氣槍震源激發(fā)后，地震 反射信號(hào)由低頻水聽(tīng)器拖纜同時(shí)接收，由三纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口 S采集。
[0033] 圖10給出了三震源三纜地震采集系統(tǒng)的觸發(fā)時(shí)序?qū)嵗龍D，圖中： ① 低頻震源觸發(fā)間隔； ② 低頻震源與中頻震源之間觸發(fā)間隔； ③ 中頻震源與高頻震源之間觸發(fā)間隔； ④ 低頻水聽(tīng)器拖纜的記錄長(zhǎng)度； ⑤ 中頻水聽(tīng)器拖纜的記錄長(zhǎng)度； ⑥ 高頻水聽(tīng)器拖纜的記錄長(zhǎng)度。
[0034] 如圖10所示，低頻震源激發(fā)間隔4500ms，即分別在0ms，4500ms，9000ms，…… 時(shí)激發(fā)；低頻震源激發(fā)后，低頻水聽(tīng)器拖纜接收地震反射信號(hào)，低頻水聽(tīng)器拖纜記錄長(zhǎng)度 1100ms。中頻震源激發(fā)間隔4500ms，即分別在1500ms，6000ms，……時(shí)激發(fā)；中頻震源激發(fā) 后，中頻水聽(tīng)器拖纜接收地震反射信號(hào)，記錄長(zhǎng)度800ms。高頻震源激發(fā)間隔4500ms，即分 別在3000ms，7500ms，……時(shí)激發(fā)；高頻震源激發(fā)后，高頻水聽(tīng)器拖纜接收地震反射信號(hào)， 記錄長(zhǎng)度500ms。震源激發(fā)之間觸發(fā)間隔不得小于水聽(tīng)器拖纜記錄長(zhǎng)度。
[0035] 高頻震源例如，Boomer震源激發(fā)、高頻水聽(tīng)器拖纜接收到的極淺層反射記錄，地層 穿透深度50m，分辨率可達(dá)0. 3m ;中頻震源例如，等離子體震源激發(fā)、中頻水聽(tīng)器拖纜接收 到的中層反射記錄，地層穿透深度500m，分辨率可達(dá)2m，各種地震相的形態(tài)反映的非常清 楚；低頻震源例如，氣槍震源激發(fā)、低頻電纜接收到的深層反射記錄，地層穿透深度l〇〇〇m， 分辨率約2〇 m，較好地反映了深層的沉積結(jié)構(gòu)和構(gòu)造形態(tài)。在一次勘探過(guò)程中可以同時(shí)獲得 三套頻率成分不同的地震剖面資料，分別由于研究不同深度的地層，既提高了分辨率又增 加了穿透深度，取得較好的探測(cè)效果。
[0036] 本發(fā)明僅以上述實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，實(shí)施例選擇的震源和拖纜數(shù)量均在3個(gè)以內(nèi)， 但本發(fā)明的多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)和方法對(duì)于多震源多拖纜的勘測(cè)系統(tǒng)都是適 用的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理進(jìn)行數(shù)量的不同選擇或裝置等同變 換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1. 多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)，其特征在于，包括拖纜、震源、控制模塊，所述控制 模塊包括中央處理器、雙通道地震采集模塊、高精度時(shí)鐘模塊、授時(shí)模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)，其特征在于包括兩條以上 拖纜和兩套以上震源，且拖纜數(shù)量多于或等于震源數(shù)量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制模塊 配置一套以上與拖纜和震源數(shù)量相對(duì)應(yīng)的雙通道地震采集模塊，一套雙通道地震采集模塊 搭載兩條拖纜與兩套震源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)，其特征在于每條 所述拖纜內(nèi)部至少配置有6個(gè)水聽(tīng)器組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)，其特征在于每條 所述拖纜內(nèi)部配置有6?120個(gè)水聽(tīng)器組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多震源多拖纜觸發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)，其特征在于所述 震源為氣槍震源、水槍震源、等離子體震源、Boomer震源中的一種或幾種。
7. 多震源多纜觸發(fā)時(shí)序控制方法，其特征在于包括以下步驟： A、 選擇震源： 震源激發(fā)能量與探測(cè)深度成正比，但與其子波頻譜大小成反比，此外，選擇激發(fā)能量大 的震源雖然能獲得較深地層的地震剖面，但其分辨率低，根據(jù)探測(cè)深度與分辨率的要求，選 擇合適的震源或其組合； 按激發(fā)能量從大到小的順序，常用的震源包括但不限于氣槍震源、水槍震源、等離子體 震源、Boomer震源等；氣槍震源子波主頻在10?250Hz左右；水槍的頻譜主頻約250? 1500Hz ;等離子體震源的頻譜主頻約300?1700Hz ;Boomer震源的頻譜主頻約500? 3000Hz ； 通常認(rèn)為，頻譜主頻10?600Hz的震源為低頻震源，探測(cè)深度約為0. 8?10km，分辨率 約為8?120m ; 頻譜主頻600?1500Hz的震源為中頻震源，探測(cè)深度約為100?800m，分辨率約為1? 8m ； 頻譜主頻1500Hz以上的震源為高頻震源，探測(cè)深度在100m以下，分辨率達(dá)到米級(jí)甚至 亞米級(jí)； B、 選擇拖纜 根據(jù)探測(cè)深度和分辨率的要求，選擇內(nèi)部采用不同的水聽(tīng)器配置的拖纜，拖纜的水聽(tīng) 器配置與其采集信號(hào)的震源類型和其頻譜主頻大小相適應(yīng)； 確定拖纜與震源的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即同一震源激發(fā)的信號(hào)由相應(yīng)的一條或多條拖纜采集； 通常地，高頻地震拖纜，選擇使用內(nèi)部配置6?12個(gè)水聽(tīng)器組合的、總長(zhǎng)度約15?25m 的拖纜，水聽(tīng)器主頻約500Hz?12kHz ; 中頻地震拖纜，選擇使用內(nèi)部配置20?25個(gè)水聽(tīng)器組合的、總長(zhǎng)度約40?60m的拖 纜，水聽(tīng)器主頻約20Hz?10kHz ; 低頻地震拖纜，選擇使用內(nèi)部配置80?120個(gè)水聽(tīng)器組合的、總長(zhǎng)度超過(guò)200m的拖 纜，水聽(tīng)器主頻約10Hz?1kHz ; C、 確定震源觸發(fā)間隔： 在條件允許情況下，減小震源觸發(fā)間隔，以提高地層橫向分辨率； 相對(duì)而言，對(duì)于低頻震源，激發(fā)能量大，激發(fā)的地震波地層穿透能力強(qiáng)，蓄能所需時(shí)間 長(zhǎng)，設(shè)定觸發(fā)間隔大；高頻震源激發(fā)能量較小，激發(fā)的地震波地層穿透能力弱，地震波往返 雙程時(shí)間短，蓄能所需時(shí)間短，設(shè)定觸發(fā)間隔小； D、 確定地震拖纜記錄時(shí)長(zhǎng)： 增加記錄時(shí)長(zhǎng)，可以保留更多深部地層信息；減少記錄時(shí)長(zhǎng)，可以減少采集記錄系統(tǒng)負(fù) 擔(dān)，減少存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量，降低地震數(shù)據(jù)后處理工作量； 根據(jù)探測(cè)深度要求確定，低頻震源激發(fā)的地震波地層穿透能力強(qiáng)，地震波往返雙程時(shí) 間長(zhǎng)，地震記錄時(shí)間長(zhǎng)；高頻震源激發(fā)的地震波地層穿透能力弱，地震波往返雙程時(shí)間短， 地震記錄時(shí)間短； E、 確定多震源之間觸發(fā)間隔： 在條件允許情況下，減小震源之間觸發(fā)間隔，以提高地層橫向分辨率； 震源之間的觸發(fā)間隔不得小于上一次震源觸發(fā)后采集其信號(hào)的拖纜的記錄長(zhǎng)度； F、 按時(shí)序觸發(fā)震源和采集數(shù)據(jù)： 采用η個(gè)震源的系統(tǒng)中按照從低頻到高頻的順序依次觸發(fā)震源，相臨震源的觸發(fā)間隔 依次為W·· L ; 第η個(gè)震源激發(fā)的信號(hào)由kn個(gè)拖纜進(jìn)行采集，分別設(shè)定其記錄長(zhǎng)度，其最大值記為L(zhǎng)n， 且滿足 > Lp T2 > L2,…，Tn_i > Lm ; 根據(jù)確定的震源觸發(fā)順序、同一震源的觸發(fā)間隔、每一拖纜的記錄長(zhǎng)度、相臨震源的觸 發(fā)間隔，并選擇零時(shí)刻點(diǎn)，由高精度時(shí)鐘模塊確定相應(yīng)時(shí)刻點(diǎn)，授時(shí)模塊將信號(hào)傳遞給雙通 道地震采集模塊，雙通道地震采集模塊按時(shí)序觸發(fā)震源與開(kāi)放接收拖纜數(shù)據(jù)，輸出至存儲(chǔ) 器或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G01V1/38GK104049278SQ201410286261
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】李保華, 裴彥良, 劉晨光, 李西雙, 孫蕾 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋局第一海洋研究所, 國(guó)家深?；毓芾碇行?br>
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