可控震源应用技术

可控震源应用技术

1、国内外技术现状及发展趋势 (1)

可控震源的现状及发展趋势 (1)

电控箱体的特点及发展趋势： (2)

2、扫描信号 (3)

可控震源使用的信号 (4)

如何生成一个有限带宽的震源信号 (4)

扫描信号的形式及技术应用 (5)

3、应用技术 (6)

线性扫描 (6)

非线性扫描 (9)

组合扫描 (12)

4、谐波畸变特性分析及压制技术 (16)

谐波干扰的压制 (20)

5、多源激发 (22)

交替激发 (22)

滑动扫描 (23)

6、质量控制（QC） (27)

原始采集数据质量的一些要求（SHELL COMPANY） (27)

关于可控震源，参加施工的可控震源应满足如下技术要求： (27)

有关评价指标的说明及应用方法 (28)

统计分析 (30)

进入21世纪，地震勘探领域发生了许多变化，地震勘探技术取得了很大的进步，尤其是通过一系列突破性的技术进步，提高了地球物理数据的质量，使得地震勘探水平快速增长，而地震勘探技术已成为油田勘探和开发的必不可少的重要手段。随着中国石油工业的发展，地球物理勘探已由东部转移到了西部，而我国西部地表条件十分复杂，地震资料信噪比低、施工效率低、地震资料采集成本高。对此，在戈壁、小沙漠、河床、部分山沟等采用可控震源，该举措既能提高地震资料质量，又能提高生产效率降低生产成本。因此，可控震源在地震勘探中得到了广泛的应用，但是到目前为止，对可控震源的性能以及震源参数的科学设计等方面，未进行深入细致的研究，还没有充分发挥可控震源的潜力，而现有的可控震源施工方法仅仅是靠经验来确定，缺乏理论依据。

众所周知，地震波在大地的传播当中，由于大地的滤波作用，其地震能量随深度和频率呈指数衰减关系，使地震分辨率随地震波的传播路径大大降低，从而也就降低了地震资料的精确成象。尤其对于确定小幅度构造、岩性油气藏以及断褶带地区影响极大。在地震采集和处理活动中，人们一直设法保护地震资料的有效频带，力争地震资料的谱白化，以提高地震资料的分辨率。在可控振源的扫描信号的选取当中，人们曾使用不同的扫描形式，以补偿大地的频率吸收作用，并收到了较好的效果。

与炸药震源相比可控振源有其自己的独特优点，既激发信号是已知的，信号的频率和能量是可以控制的。信号的扫描形式主要包括线形扫描、非线性扫描，伪随机扫描，以及变相位技术。人们可通过对实际资料的定量分析，正确的选择扫描形式和扫描参数。从而达到最佳采集。本项目的目的：就是从研究大地滤波的特性出发，根据可控振源信号的可控制性，通过对资料的定量分析，采用不同的扫描形式，决定最佳的扫描参数，寻找可控震源参数设计的理论依据，由定性分析上升到定量研究。

1、国内外技术现状及发展趋势

可控震源的现状及发展趋势

可控震源施工在国内外已得到了较为广泛的应用，在我国东部地区发现了二连油田，在复杂的西部地区也得到了较好的应用。目前国内使用的可控震源300多台，主要包括：小吨位震源（出力在140kN左右），如美国莫兹公司进口的M12/602型、M12/602A型；中等量级震源（出力在200kN 左右），如M18/612型、M18/615型及Y2700型；使用较多的还是国产可控震源KZ-13型、KZ-20型和KZ-28型，震源出力分别为130kN、197kN、275kN。

可控震源的发展趋势：在纵波勘探领域，未来安全、环保等要求，更需要可控震源；大吨位可控震源将成为未来震源发展的主流；中等量级的可控震源将依然有一定的市场；常规可控震源将逐步淘汰；可控震源将在开发地震中发挥更积极的作用。

在多波勘探领域：储层研究、裂隙研究的需要、多波可控震源将成为下世纪震源发展的重点；多波可控震源将逐步取代常规可控震源的市场；三分量数字式陆上检波器的工业化革命，必将激活

未来多波、多分量勘探的市场；多波可控震源将在开发地震中发挥革命性的作用。

电控箱体的特点及发展趋势：

从1992年开始引进法国Sercel公司的VE-416和美国Pelton公司的ADV震源电控箱体，能针对不同的地表地质条件，选择有利的激发方式和激发参数，同时对复杂地表地区，具有快速的自适应功能，能实时地对信号进行振幅和相位控制，从而改善可控震源激发信号品质。随着可控震源的发展，其性能有了很大的提高，可控震源的箱体设计更具科学性和实用性，先进可控震源箱体的QC质量控制系统可以实时监控可控震源的工作情况。在国内可控震源施工过程中，大都采用线性扫描和非线性扫描，激发频带在10-80hz之间，扫描长度在12-20s之间，震动台数为3-5台，震动台次为6-8次，很少采用变频扫描。在国外的可控震源施工中，变频扫描已得到了广泛应用，效果较为明显。由于我国的表层地震地质条件很复杂，变频扫描应用较少。随着可控震源技术的发展，设计“谱白化”的扫描方式是可控震源发展的总趋势，同时应充分利用先进的可控震源电子箱体监控。

早期的电控箱体为先进Ⅰ的三型电子箱体，只允许使用线性信号；

先进Ⅰ的五型箱体允许使用线性信号，当配置了选件后，也允许使用非线性信号、变频扫描信号；

先进Ⅱ型电控箱体允许使用线性信号，dB/oct型的非线性信号、脉冲信号，当配置相应的选件和辅助计算机后，还可以使用DB/HZ 型、时间幂型、t2型等非线性信号、伪随机码（频率随机和振幅随机）信号及各种组合信号，允许变相位和变频技术；

VE416电控箱体允许使用线性信号，组合线性信号、dB/oct、log、t2型等非线性信号、脉冲信号（有边叶和无边叶两种）、伪随机码信号（两种滤波门，两种固定扫描长度），允许变相位和变频技术。

VE432、VIB PRO系统是新一代电控系统的代表，展示了未来可控震源的发展方向。新一代可控震源电控系统可以实现几乎所有的、先进的可控震源应用技术，如：伪随机码扫描；多组激发源交替或滑动扫描；编码扫描；分段扫描；滑动扫描等。

对VE432电控箱体而言，DPG可以同时产生四种不同的扫描信号。最终输出的参考信号或扫描信号从预先设定的32个基本扫描信号库中调出，并结合扫描升、降频方式、初始相位生成完整的扫描信号。基本扫描信号由频率范围、频率函数关系、周期、斜坡和振幅函数构成。一台DPG可以同时控制四组震源生产，控制总数可达28台震源。通过一个自动标定的过程，VE432系统的可控震源数字模型可以适应配有标准伺服阀的任何类型的可控震源，不需要人工进行适配调节。全数字、自适应伺服控制系统通过最优控制技术达到减小控制相位误差、降低输出信号畸变、控制可控震源最大基值力输出的效果。最优控制技术允许用户采用：更快的扫描速率；无间隔时间的扫描段组合，如分段扫描或多源激发技术；无公害的伪随机码扫描。

电控箱体对最大扫描长度的要求：

不同电控箱体在扫描长度的设计上有一定的区别：先进Ⅰ型系列最大的扫描长度为32s；先进Ⅱ型系列为64s，但采用不同的存储方式扫描长度最大可达128s；VE416电控箱体的最大扫描长度为64s，VE432电控箱体的最大扫描长度为128s

扫描频率的极限设置

扫描信号的低频设置主要取决于可控震源重锤最大行程，也要考虑可控震源运载车作用于平板上的力。如果解决不了运载车辆的固有频率问题，低频极限只能在5.6Hz左右。可控震源高频信