可控震源地震勘探发展历程和基本原理概述

amplitude
Frequency dependent delays
Generator
amplitude
Hz
10
60
Hz
10
60
由短脉冲生成长扫描信号
二、可控震源工作基本原理
S（t）＝A（t）Sin2π[F1+(F2-F1) t/2T]t
0≤t≤ TD
[1+Cosπ（t/T1+1）]/2 ，
0≤t＜T1
第一家被授权的公司是Seismograph Service Corporation（SSC）， 150美圆项技术，SSL（Seismograph Service Limited）发展了电磁“correlator”。
一、可控震源地震勘探技术发展历程
可控震源地震勘探发展历程和基本原理
主讲人：王井富 东方公司采集技术支持部
二○一七年六月
提纲
一、可控震源地震勘探技术发展历程 二、可控震源工作基本原理 三、可控震源勘探技术现状及展望
一、可控震源地震勘探技术发展历程
在地震勘探中，通过人工方法来产生地震波就叫做地震波的 激发。地震勘探采用的激发方式有炸药震源、可控震源、气枪震 源及其它震源。
3 记录生成
Subsurface
receiver line
二、可控震源工作基本原理
3 记录生成
S11

S 21

S 31 S 41
S M 1
S12
1993年，Shell公司首次使用可控震源交替扫描激发。 1996年，由阿曼石油公司提出可控震源滑动扫描激发。 2006年, BP公司发明多组震源同时随机施工技术（ISS),
并在2008年开始规模应用。 2009年，由PDO公司（阿曼石油开发公司）首次使用距离
分割同步激发技术（DSSS) 。
SU 1/6
A uxiliary line
2 野外施工
Auto correlation result
C ross correlation
result
R ad io
V E 432-D SD
T
Pilot
M ERTZ VIBRATOR
+
GF
可控震源野外地震采集系统示意图
二、可控震源工作基本原理
3 记录生成
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一、可控震源地震勘探技术发展历程
一、可控震源地震勘探技术发展历程
可控震源的优点:节能、环保，参数可调 可控震源的缺点：地表激发，有限频宽
一、可控震源地震勘探技术发展历程
不同可控震源高效采集的日均生产效率
日均炮数
常规技术
提纲
一、可控震源地震勘探技术发展历程 二、可控震源工作基本原理 三、可控震源勘探技术现状及展望
线性降频扫描信号
二、可控震源工作基本原理
amplitude
(t)
t 炸药震源
3 记录生成
Hz
可控震源
10
Hz
60
可控震源信号与炸药震源信号特点比较
二、可控震源工作基本原理
可控震源相关记录形成示意图
3 记录生成
左边a为地质模型，右边第1道表示传入大地的可控震源信号，第2、3、4道分 别表示几个地层反射信号。这些反射信号在时间上相互重叠、干涉后形成第5 道可控震源原始记录, 第6道为相关后的记录。
二、可控震源工作基本原理
一套能正常工作的可控震源包括：
可控震源机械设备本身 可控震源箱体 无线数据通讯设备
现代施工的可控震源可能还要包括：
定位设备 导航设备 局域网设备 信号记录设备
1 硬件设备
二、可控震源工作基本原理
1 硬件设备
INOVA X-VIB
INOVA AHV-IV
Sercel NOMAD90
BGP KZ23
BGP KZ28
BGP KZ34
二、可控震源工作基本原理
现在主流的可控震源控制系统是： INOVA的VIBPRO SERCEL的VE464 SEISMIC SOURCE的FORCEII和FORCEIII
1 硬件设备
二、可控震源工作基本原理
R ad io
Pilot
APM
V E 432-D P G
二、可控震源工作基本原理
3 记录生成
井炮激发：11口×8米×3公斤
震源激发：4台×2次、8－72Hz、12秒扫描、70％出力
二、可控震源工作基本原理 高保真采集（HFVS)
4 sweep/VP 24 sec 6 – 96 hz
Vib4
Vib3
Vib2 Vib1
six geos bunched
240m
地震勘探中唯一采用的激发方式。 1960年，Conoco推出可控震源激发技术，并授权进行工业化
生产。
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一、可控震源地震勘探技术发展历程
1952.8.2,Bill Doty, Continental Oil Company (Conoco)公司球物 理学家,提出用长信号代替脉冲信号作为地震勘探的载体,在最深目的层 的反射时间内信号不能重复； 1952.8.3,John Crawford, Conoco,提出用正弦曲线作为扫描信号， 震源施工理论的雏形。 1953.1 John Crawford、Bill Doty、Bill Miller形成专利。 1960，Conoco决定推出这项技术，并授权进行工业化生产。
A（t）＝ 1 ,
T1≤t＜TD-T2
[1+Cosπ（1+（TD-t）/T2]/2 ， TD-T2≤t≤TD
3 记录生成
式中，A（t）为扫描信号S（t）的振幅包络函数，T1、T2称为斜坡长度。F1为扫描 信号的起始频率， F2为扫描信号的终了频率，TD为扫描振动持续时间，称为扫描 长度。
线性升频扫描信号
t
炸药震源信号与频谱
Hz
可控震源信号与频谱 10
Hz
60
气枪子波示意图
炸药震源信号、可控震源信号和气枪特点比较
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一、可控震源地震勘探技术发展历程
1921年，美国人J.C.卡彻首次将炸药震源用于地震采集。 1951年,中国首次规模化应用炸药震源激发进行地震勘探。 1953年，重锤等其他激发方式出现，在此之前，炸药激发是
激发源的特性影响了地震资料的分辨率和信噪比，因此选择 激发源是非常谨慎的，通常考虑以下五方面：
（1）满足最深目的层有足够的有效能量； （2）频宽满足地震资料对分辨率的要求； （3）满足资料信噪比的要求； （4）环境的的影响； （5）性价比。
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一、可控震源地震勘探技术发展历程
amplitude
(t)