宽频立体枪阵优化设计

杨宸; 刘怀山; 赵明鑫; 杨熙镭; 李枫林; 张罗成

doi:10.16028/j.1009-2722.2022.150

宽频立体枪阵优化设计

1.
中国海洋大学海洋地球科学学院，青岛 266100

2.
中国海洋大学海底科学与探测教育部重点实验室，青岛 266100

基金项目: 国家自然科学基金（91958206）

详细信息

作者简介: 杨宸（1997—），男，硕士，主要从事海洋地球物理勘探方面的研究工作. E-mail：1057176030@qq.com

通讯作者: 刘怀山（1962—），男，博士，教授，主要从事海洋地球物理勘探数据采集方面的研究工作. E-mail：lhs@ouc.edu.cn

中图分类号: P631.4

收稿日期: 2022-05-11

刊出日期: 2023-10-28

Optimization design of the broadband stereo gun array

1.
College of Marine Geosciences, Ocean University of China, Qingdao 266100, China

2.
Key Laboratory of Submarine Geosciences and Prospecting Techniques, MOE, Ocean University of China, Qingdao 266100, China

More Information

Corresponding author: LIU Huaishan, lhs@ouc.edu.cn

Received Date: 11 May 2022

Publish Date: 28 October 2023

摘要

摘要:
在海洋油气勘探这一过程中，震源设计是关键环节，其性能的优劣直接影响采集信号的质量。气枪以其质量可靠、组合灵活、安全环保等优势成为海洋勘探领域应用最广泛的激发震源，然而，随着勘探环境的复杂化，平面阵列的激发子波难以满足高分辨率勘探需求。因此，在立体阵列的基础上，分析不同容量气枪子波信号与时间关系，通过优化沉放深度，使不同容量单枪激发产生的振幅在接收时同相叠加，达到拓宽频带和压制陷波效应，进而改进震源的性能。将优化的立体阵列与常规阵列进行属性对比，证明宽频立体气枪阵列拥有更强的振幅能量和更宽的有效频带，可明显压制陷波效应，对复杂地质目标有较好的识别效果。
- 宽频 /
- 气枪震源 /
- 立体阵列
Abstract:
In offshore oil and gas exploration, seismic source design is the key to ensure good pickup of signals, for which air gun has become the most widely used excitation source in marine exploration due to its reliable quality, flexible combination, safety, and environmental protection. However, with the complexity of exploration environment, conventional excited wavelet of planar array is no longer to satisfy high-resolution exploration. Therefore, based on the stereoscopic array, we analyzed the relationship between wavelet signals and time of gas guns with different capacities. By optimizing the sinking depth, the amplitudes generated by the excitation of single gun with different capacities are superimposed in the same phase during receiving to broaden the frequency band and suppress the notch effect and improve the seismic source performance. By comparing the properties of the optimized stereoscopic array with the conventional array, it was proved that the broadband stereo air gun array had stronger amplitude energy and wider effective frequency band, which could suppress the notch effect obviously, and achieved better recognition results at complex geological targets.
- broadband /
- air gun source /
- stereoscopic array

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图 1 理想气体方程和范式气体方程在不同压强下对比

Figure 1.

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图 2 随机枪阵的平面阵列与宽频子波阵列频谱图对比

Figure 2.

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图 3 平面气枪阵列平面图

Figure 3.

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图 4 平面气枪阵列子波

Figure 4.

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图 5 不同气枪容量激发后子波到达主峰值时间

Figure 5.

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图 6 平面气枪阵列子波与3种立体气枪阵列子波

Figure 6.

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图 7 平面气枪阵列与3种立体气枪阵列频谱

Figure 7.

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图 8 平面气枪阵列与3种立体气枪阵列属性对比

Figure 8.

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图 9 平面气枪阵列子波（上）与宽频子波气枪阵列子波（下）对marmousi模型的地震褶积成像

Figure 9.

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表 1 平面阵列和3种立体气枪阵列子波及频谱参数对比

Table 1. Comparison of wavelet and spectral parameters between planar array and three stereoscopic arrays

阵列	主峰值/bar·m	气泡周期/ms	气泡比	有效频带宽度/Hz
平面阵列	169.51	70	10.32	66
梯形沉放气枪阵列	150.06	69	15.83	82
平行四边形沉放气枪阵列	151.75	69	15.25	83
宽频子波气枪阵列	176.02	79	9.01	84

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