可控震源同源交替滑动扫描DSSS

,可控震源地震采集技术,34,34,实际炸药激发的有限带宽脉冲及其频谱,可控震源信号分析基础理想脉冲及其频谱,35,35,脉冲与扫描,.可控震源信号分析基础有限带宽的脉冲信号和扫描信号具有相同的频谱,36,36,扫描信号的合成,60,10,可控震源信号分析基础幅值频率(F),扫描频率越高,等效的脉冲宽度越窄,从而分辨率越高,37,37,可控震源信号分析基础相关运算,相关滤波把各个地层的反射扫描压缩成为相应的脉冲信号,38,38,2.可控震源信号分析基础,可控震源就是利用长扫描信号产生带限的脉冲能量的系统,.,可控震源,由于震源激发波持续时间T一般比目的层的反射时间还要长，所以从各目的层发射回来的信号（也是一长扫描信号）就会互相重叠，组成很复杂的波形。为了把可控震源记录变成类似于炸药震源的记录，在地震采集设备中安装了相关器，采用了相关运算。,4,4,提高,倍。）最后结果送记录系统记录到磁带上，成为这,一“炮”的相关叠加磁带记录。这样形成的磁带记录与使用炸药震源形成的磁带记录长度是一样的，经过同样的回放处理就能形成野外监视记录。,m,可控震源施工方法1、可控震源多台组合：34台可控震源，以一定的组合形式，在一个振点(即炮点)上同时振动1次甚至几十次。每次振动的持续时间为816s，在同一地点振动规定的次数就算完成一“炮“。2、多次叠加：可控震源在炮点上每振动一次，相关叠加器便将采集的这一次振动的地震信号与可控震源的扫描信号进行相关，相关结果再与该炮点前一次振动的相关和叠加的结果叠加起来。可控震源在一个炮点上振动m次，相关叠加器就进行m次相关和m次叠加（不仅使记录的数据量压缩了m倍，而且能使记录的信噪比,8,8,可控震源施工参数3.扫描频率试验F1的选择扫描低频（左）与（右）试验目的层反射波频谱对比,9,9,可控震源施工参数3.扫描频率试验F2的选择扫描高频为120（左）与80（右)单炮记录频谱对比,12,12,可控震源施工参数4.扫描长度的选择的基本原则1.避免二次谐波：可控震源在振动过程中，当介质表现为弹性或者塑性的时候，如果越出了弹性形变的范围，震动信号除了产生所需要的扫描振动信号外，还伴有分频信号和倍频信号，若倍频与基本扫描频率有重叠，将在记录中产生二次谐波虚象；2.避免多初至：若分频与基本扫描频率有重叠，将在记录中产生“多初至”虚象。此时，可以通过改变扫描时间的长度，将记录产生的相关虚象出现在有效记录之外，减少“多初至”对勘探目的层反射波的影响,13,13,可控震源施工参数5.斜坡参数选择斜坡设置（左）与（右）不同试验目的层反射波记录频谱对比,14,14,为宜，否则过大时激发信号波形会失真。,可控震源施工参数6.驱动幅度的选择驱动电平:可控震源激发地震波强弱的一个参数，当扫描频率提高到终了频率时，表头上看到的驱动电平的百分比值就是驱动幅度。驱动幅度的调节：激发时则可以通过控制震源输入到地下的信号，使其具有满意的功率谱。驱动幅度的选择的原则当震点地表为松软的土层时，由于可控震源与地表耦合好，一般选择较大一点的驱动电平，有利于改善记录品质；当地表为坚硬的基岩时，震源底板和大地耦合条件差，驱动电平不宜过大。适当降低驱动电平也可削弱分频效应产生的“多初至”现象。在生产中驱动电平的大小，视勘探区反射目的层反射系数大小而定，反射系数大则驱动电平小些，反之则大些。一般设计在7、选择扫描方式：线性（升频、降频）、对数、随机等,38,38,可控震源作业质量控制目的：为什么要对可控震源的激发进行质量控制;如何进行控制(控制的方法);如何对控制结果进行评价;评价的理由(分析的方法);,39,39,可控震源实时质量控制可控震源实时QC:-可控震源性能-可控震源一致性(地面力，相位，畸变)均与地面有关-核实COG位置与理论设计位置(SPS)VE464QC属性:-每台震源，每个扫描.相位,畸变，地面力.峰值出力与平均出力.历史与门槛值-GIS图形显示,.地表硬度、粘度分布属性图,40,40,可控震源的日检和月检激发信号与数据相关用的参考信号的一致性；激发与数据采集系统启动指令的同步精度；遥控状态下的参数传输；实时质量控制数据的采集与传输；主要振动性能指标：相位、输出力、畸变大小；实时质量控制结果的显示与输出；,41,41,可控震源的日检项目日检是可控震源队每天正常生产前必须做的一项检查。可控震源的日检侧重于对其生产参数下的参数一致性、振动输出信号相位的检测与评价，常规的检查项目主要有：激发参数的一致性检查；。,42,42,可控震源的月检项目月检是可控震源队每月正常生产前必须做的一项检查，侧重检查可控震源在生产参数下的振动性能，在目前的过渡阶段，原则上仍然允许采用震源控制系统提供的检测手段进行检测，有线一致性。年检（出工验收，独立检测设备）,.,43,43,激发过程中的控制激发过程中的控制主要目的在于：实时控制激发质量，确认不偏离目标；确认激发质量异常的产生原因；激发过程质量控制的主要方法：传统的“一致性”方法；实时QC数据监视；,44,44,事后分析产生的超前（反馈）控制事后分析的主要目的不是要决定是否“补炮”，如果真是那样，只能说明前面的工作有较大的失误。事后QC分析的主要目的是要防患于未然并为QC评价提供更科学、合理的依据：QC数据的统计（分布）规律；数据异常的群（个）体以及发生的区段；数据异常的群（个）体以及发生的震源或操作人员；,45,45,如何监视震源的激发质量？按照目前试行的方法，震源激发质量的监视方法包括：震源每日的一致性；震源的实时QC数据显示；震源控制系统设置误差超限报警功能；原始记录信噪比检查（仪器）；经验分析；实时现场处理分析；,46,46,检查震源的实时QC数据震源的实时QC数据包括的主要内容：图形/曲线：互相关子波、相位误差曲线、输出信号振幅曲线；数字型数据：扫描库、信号方式、出力/相位/畸变（峰值/平均值）、检查和、故障检测结果等；检查的主要内容：扫描信号的同一性、各震源的同步性、激发能量的均匀性；震源的工作状态；激发点的正确位置；,47,47,QC-1：输出力问题对输出力信号的评价主要侧重于：振幅的均匀性评价一个兼顾低频信号与高频信号的均匀振幅具有高穿透性与高分辨力的特点；峰值出力与均值出力的差越小越好在采用基值力控制下，一个70%左右的振幅控制水平可以相当于峰值力控制下的90%左右,48,48,QC-2：相位误差问题相位误差的评价主要侧重于：控制趋势评价只有收敛的控制趋势才能是正常；震荡或发散的趋势都是不正常的；平均相位反映的是稳态相位误差，将影响最终的相关结果，因此对平均相位的分析更重要；相位误差的确定在1ms采样率下，1/4的样点误差是0.25ms，等于主频50Hz子波相位误差4.5度,49,49,QC-2：相位误差评价的主导思想允许平均相位误差的确定：最大允许1/4的样点误差的概念；在1ms采样率下，1/4的样点误差是0.25ms，等于主频50Hz子波相位误差4.5度所以，要求平均相位误差在5度以内，但实际上野外的控制误差基本在2度以内针对不同的勘探目的与精度，可以修正评价标准；要有分辨系统误差的概念。,50,50,QC-3：畸变的评价原则对输出力畸变的评价侧重于相对性评价在相同型号的震源、完全相同的激发参数、基本相同的激发环境下，震源输出力信号的畸变水平应该相当，即各激发信号相对之间的畸变误差应该在一定的范围内；经验值确定的范围为10%,51,51,QC-3：畸变的产生原因在可控震源的激发过程中畸变产生的原因较多，主要发生在下述环节：控制、执行系统的非线性；近地表物性非线性的影响；控制过程中的扰动信号的影响；因此，震源输出信号不发生畸变是不可能的，通过一些途径来降低畸变水平是有可能实现的。,52,52,QC-3：降低畸变的问题降低畸变实际上降低的是近激发源的畸变，如果不考虑激发因素的改变，可通过下述方法降低或改善输出信号品质：降低激发强度；优化控制参数；影响/风险：降低激发能量，可能影响深层资料品质；,54,54,QC-4：特殊的分析方法直方统计：整体质量评价与分析；单台震源的质量评价与分析；线性统计：异常调查；异常定位；操作性异常分析；,55,55,单台震源的质量评价与分析,峰值相位误差；平均相位误差；峰值振动输出力；平均振动输出力；峰值畸变；平均畸变；,93,93,频率范围：5-250hz,峰值出力：266.8KN，62,000lbs,频率范围：5-250hz,峰值出力：400.3KN，90,000lbs,NOMAD90T,NOMAD65,6.可控震源高效采集技术发展可控震源装备技术的进步重型震源的发展,96,96,VPn,VPn+1,可控震源卫星导航只要组内的震源准备好，主震源的,DSD计算出震源组的重力中心点,把CoG发送到仪器,ReadyCoG,(DSDnetwork,WiFiconnection)master,vibrator,c任意一组震源可以任何顺序激发震点,自1997年VE432释放就具备的功能,仪器自动寻找SPS文件所对应的震点,给DPG提供点火和F0。ItprovidestheDPGwithGo&FODPG给震源发送T0，以及给仪器TB,指令启动采集。c震点之间无损失时间，无定位误差。,FOGo,TB,LCIRecorder,T0DPG,97,97,送一个震点的坐标.,VPn,VPn+1,c每组震源按预设顺序激发炮点,随车平板电脑屏幕实时显示震点位置，箭头指示驾驶员下一点的方向。DPGGo+coordinatesofthenextVPLCIRecorderc实现无桩号采集,可控震源卫星导航当仪器给DPG发送Go指令，同时发,98,98,DPG,VE464,TBCoG状态,参数FOCoG状态,428XL,无线网络&DGPSDSDVE464,TDMA,-记录设备和可控震源间的完全双向互联，使得.可控震源导航采集(无桩号采集技术).减少检波线滚动造成的延迟时间(超级排列技术).可控震源驱动作业(VE432/464).每台震源的实时QC检查(e-428技术),VE464箱体：最大管理32组震源，生产效率得到极大提高,可控震源高效采集技术发展可控震源装备技术的进步控制箱体和记录设备的高度集成,100,100,c周期时间减少c连续记录,listen,move-up,move-up,sweeplistenrecordCycletime,sweeprecord,4.几种高效可控震源采集方式有效多震源组管理减少周期时间:,-标准1组震源c最多95VP/h-2-3组震源采用交替扫描(没有重叠)c最多180VP/h-2-12组震源采用滑动扫描(有重叠)c最多720VP/h,102,102,4.2.滑动扫描，多组震源重叠采集周期，连续记录为了提高可控震源地震勘探的工作效率。1996年安曼石油公司发明了一种称为滑动扫描的工作方法。它采用多组震源同时振动，并且不要求必须在前一炮振动完成后，后一炮才开始振动，而仅仅要求2次振动之间相隔的时间至少大于听时间。后图是滑动扫描与常规扫描（包括交替扫描）工作的时序图。由于滑动扫描各炮的振动是相互重叠的，因此得到的记录也是重叠的，为了将各炮的记录分开，在进行相关处理时，它根据辅助道中的时断信号，对原始记录按不同的时间与各自的扫描信号相关，从而将各炮的听记录分开。,103,103,4.2.滑动扫描，多组震源重叠采集周期，连续记录,滑动扫描的工作原理,104,104,4.2.滑动扫描，多组震源重叠采集周期，连续记录,最多320VP/h(4组震源)-滑动扫描采用多组可控震源(2-8)在同一时间用同样重叠扫描,但不同的频率,周期时间连续记录,扫描时间,震源移动时间,第1组震源,周期时间=滑动时间=听时间+延迟第2组震源第3组震源,105,105,S2S1Pilot2Pilot1,4.2.滑动扫描记录分离母记录TB2TB1,428XL服务器采用循环储存器，存储母记录无限制。,从母记录中提取部分数据相关记录单炮记录,110,110,5.高效可控震源采集技术-加密炮点，提高资料品质CGGV的V1:采用单台震源作业，加密震点网格-单台大功率震源（62,000lbs)多组震源作业=提高生产效率-增大扫描长度（多达50s）比短扫描、多次震动改善资料品质更有效两次采集，不同震源参数对比：-第一次采集：3组震源，4台每组，滑动扫描，扫描长度16秒，S/N=kx4xsqrt16=16k-第二次：12组震源，单台每组，滑动扫描，扫描长度40秒，S/N=kx1xsqrt40=6.3k-扫描类型相同，检波点相同-单台震源炮点网格加密-生产率相当(1.1-1.4km/h),112,112,-获得的高覆盖和高空间采样的益处远大于噪音的污染,6.多台震源同时扫描:ISS独立同时扫描(BP)无需通许，只需GPS保持震源和记录仪同步:-主机连续记录-每台震源独立作业优点:14台震源达到1200震点/小时-无震源台数限制-对任意震源无等待时间，只需根据定义好的震点作业即可,-很适合复杂困难地形和无线通讯有障碍的地区炮点分离:-通过随机化的起始时间以及炮点间分隔的距离来分离数据-炮点间的干扰视为噪音,fromDaveHoweetal,BP,SEG,2008,114,114,VVVVVVVVVVVVVVVV,VVVVVVVVVVVVVVVV,VVVVVVVVVVVVVVVV,VVVVVVVVVVVVVVVV,生产时间滑动时间听时间排列滚动震源搬家延误.,日效：1200炮,ISS-,单个震源在排列不同部分工作，全排列接收。,超级排列，高覆盖，大约每台震源750VPs/天,12台震源9000VP/天,ISS与常规作业方法区别VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV常规方法：一到二套震源沿测试方向移动，排列随炮线滚动。,118,118,ISS试验据SaudiAramco:45,000震点/天-Argas(CGGV)用18台N-65每台独立作业：在1.8kmx1.8km范围内分3x6扇区以25mx25m的炮点网格每台激发4,320个震点,fromS.Huoetal.SA,EAGEMay2011,ISS炮点网格固定9,216检波点排列,12条检波线的记录点没有去混叠,12条检波线的记录点去混叠后,常规3DPSTM时间切片,ISS没有去混叠PSTM时间切片,ISS去混叠后PSTM时间切片,120,120,同时扫描:DS3(DSSS)拉开距离同时扫描（DSSS,BP）:两群震源以较远距离以同样的扫描信号同时扫描，这样能避免数据混叠群的概念始于：428XLv.3.0/VE464v.1.0版本-两组或多组震源群同时扫描-对群内的每组震源，都是独立的点位,(CoG).据J.Bouska,BP,SEGSpring09course,121,121,交替扫描或滑动扫描的DSSS为了提高生产率,DSSS常结合交替扫描或滑动扫描,Listen,SweepSweep,SweepSweep,ListenSweep,Listen,Sweep,Simultaneoussweep,Cluster1Fleet1Fleet2,Fleet6,Cluster2Fleet3Fleet4Cluster3Fleet5,Listen,SweepSweep,Listen,CycleTime,SweepSweep,Fleet1Fleet2,Listen,SweepSweep,Listen,SweepSweep,Fleet3Fleet4,Simultaneoussweep,Cluster1,Cluster2,SlipTimeCycleTime=SlipTime/nfleets二者的