構(gòu)建海上地震勘探使用的空氣槍陣的方法及空氣槍陣的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種構(gòu)建海上地震勘探使用的空氣槍陣的方法，該空氣槍陣包括：槍架以及在所述槍架的多個(gè)設(shè)槍位置設(shè)置的多個(gè)空氣槍，其中，該方法包括：將所述槍架按行劃分為以行中心線對稱的兩個(gè)對稱部，根據(jù)所述多個(gè)空氣槍的容量在所述兩個(gè)對稱部的每一個(gè)對稱部上以所述行中心線對稱地設(shè)置所述多個(gè)空氣槍，其中位于所述兩個(gè)對稱部的每一個(gè)對稱部的非邊緣位置的空氣槍是容量大于與其鄰近的空氣槍的容量的主空氣槍，并且位于所述主空氣槍的至少一個(gè)鄰近位置的空氣槍為單槍。通過在每一個(gè)對稱部的中部位置設(shè)置大容量空氣槍，能夠獲得更充足的低頻成分，提高分辨率，進(jìn)而從總體上獲得更強(qiáng)的震源激發(fā)能量。
【專利說明】構(gòu)建海上地震勘探使用的空氣槍陣的方法及空氣槍陣
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地震勘探領(lǐng)域，具體地，涉及一種構(gòu)建海上地震勘探使用的空氣槍陣的方法及空氣槍陣。
【背景技術(shù)】
[0002]地震勘探是鉆探前勘測地質(zhì)資源的手段，廣泛應(yīng)用在礦產(chǎn)和工程地質(zhì)勘察、區(qū)域地質(zhì)研究和地殼研究等方面。地震勘探的原理是在地表以人工方法激發(fā)地震波，在向地下傳播時(shí)，遇有介質(zhì)性質(zhì)不同的巖層分界面，地震波將發(fā)生反射與折射，利用接收裝置(例如，檢波器)接收這種地震波。收到的地震波信號與震源特性、檢波點(diǎn)位置、地震波經(jīng)過的地下巖層的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)。通過對地震波記錄進(jìn)行處理和解釋，可以推斷地下巖層的性質(zhì)和形態(tài)。對于不具有可視地形條件的海上石油勘探來說，地震勘探更為重要。
[0003]海上地震勘探一般使用空氣槍陣作為震源?，F(xiàn)有技術(shù)中提供的空氣槍陣包括槍架和設(shè)置在槍架不同位置的空氣槍。由于空氣槍陣震源的使用效果不僅受限于空氣槍陣總?cè)萘?，還受到單個(gè)空氣槍的容量以及各空氣槍排列位置的影響，因此在空氣槍陣中設(shè)置空氣槍時(shí)需要考慮諸多因素。然而，現(xiàn)有技術(shù)中沒有提供空氣槍在空氣槍陣中的設(shè)置方法。因此，針對如何排列空氣槍以能夠在有限的總?cè)萘康臈l件下使震源具有較好的性能參數(shù)的問題，現(xiàn)有技術(shù)中尚無有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種構(gòu)建海上地震勘探使用的空氣槍陣的方法及空氣槍陣，該方法能夠在有限的總?cè)萘康臈l件下構(gòu)建具有優(yōu)良的性能參數(shù)的空氣槍陣。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種構(gòu)建海上地震勘探使用的空氣槍陣的方法，該空氣槍陣包括:槍架以及在所述槍架的多個(gè)設(shè)槍位置設(shè)置的多個(gè)空氣槍，其中，該方法包括:將所述槍架按行劃分為以行中心線對稱的兩個(gè)對稱部，根據(jù)所述多個(gè)空氣槍的容量在所述兩個(gè)對稱部的每一個(gè)對稱部上以所述行中心線對稱地設(shè)置所述多個(gè)空氣槍，其中位于所述兩個(gè)對稱部的每一個(gè)對稱部的非邊緣位置的空氣槍是容量大于與其鄰近的空氣槍的容量的主空氣槍，并且位于所述主空氣槍的至少一個(gè)鄰近位置的空氣槍為單槍。
[0006]進(jìn)一步地，其中所述主空氣槍為容量最大的單槍和/或容量和最大的相干槍，其中所述相干槍為在同一設(shè)槍位置的兩個(gè)容量相同的單槍。
[0007]進(jìn)一步地，其中，位于所述主空氣槍的至少一個(gè)鄰近位置的空氣槍的設(shè)置方式為:將所述多個(gè)單槍按照容量由大到小、位置由近到遠(yuǎn)設(shè)置在所述主空氣槍的鄰近位置。
[0008]進(jìn)一步地，其中所述方法還包括在所述主空氣槍的鄰近位置以所述行中心線對稱設(shè)置容量和等于所述主空氣槍容量的兩個(gè)單槍，其中所述兩個(gè)單槍中的一個(gè)單槍為備用槍。
[0009]進(jìn)一步地，其中所述多個(gè)空氣槍的總?cè)萘繛?000-5500立方英寸。[0010]進(jìn)一步地，其中所述主空氣槍的容量為300-420立方英寸。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面還提供了一種海上地震勘探使用的空氣槍陣，該空氣槍陣是通過根據(jù)以上所述的方法構(gòu)建的。
[0012]上述技術(shù)方案，通過在每一個(gè)對稱部的中部位置設(shè)置大容量空氣槍，能夠獲得更充足的低頻成分，同時(shí)對稱的設(shè)置方式，使產(chǎn)生的氣泡之間的作用力相等，能夠最大程度地抑制相對稱的兩個(gè)空氣槍產(chǎn)生的氣泡的振動(dòng)，從而獲得更寬的激發(fā)有效頻帶寬度，提高分辨率，進(jìn)而從總體上獲得更強(qiáng)的震源激發(fā)能量。
[0013]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)建海上地震勘探使用的空氣槍陣的方法流程圖；
[0016]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的通過本發(fā)明的方法構(gòu)建的空氣槍陣示意圖；
[0017]圖3是圖2所示的空氣槍陣震源遠(yuǎn)場子波波形模擬圖；
[0018]圖4是圖2所示的空氣槍陣震源遠(yuǎn)場子波歸一化模擬頻譜示意圖；
[0019]圖5是圖2所示的空氣槍陣震源遠(yuǎn)場子絕對值化模擬頻譜示意圖；以及
[0020]圖6是圖2所示的空氣槍陣震源空間能量云分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0022]空氣槍陣作為海上地震勘探的主要設(shè)備，其特性影響著地震勘探的效果。在以下的說明中，單槍為在所述多個(gè)設(shè)槍位置的一個(gè)上設(shè)置的單一空氣槍；相干槍為在所述多個(gè)設(shè)槍位置的一個(gè)上同時(shí)設(shè)置的兩個(gè)空氣槍；以及備用槍為在所述單一空氣槍所設(shè)置的位置設(shè)置的不與所述單一空氣槍同時(shí)使用的空氣槍。
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)建海上地震勘探使用的空氣槍陣的方法流程圖。如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種構(gòu)建海上地震勘探使用的空氣槍陣的方法，該空氣槍陣包括:槍架以及在所述槍架的多個(gè)設(shè)槍位置設(shè)置的多個(gè)空氣槍，其中，該方法包括:S101，將所述槍架按行劃分為以行中心線對稱的兩個(gè)對稱部，S102，根據(jù)所述多個(gè)空氣槍的容量在所述兩個(gè)對稱部的每一個(gè)對稱部上以所述行中心線對稱地設(shè)置所述多個(gè)空氣槍，其中位于所述兩個(gè)對稱部的每一個(gè)對稱部的非邊緣位置的空氣槍是容量大于與其鄰近的空氣槍的容量的主空氣槍，并且位于所述主空氣槍的至少一個(gè)鄰近位置的空氣槍為單槍。
[0024]上述技術(shù)方案，通過在每一個(gè)對稱部的中部位置設(shè)置大容量空氣槍，能夠獲得更充足的低頻成分，同時(shí)對稱的設(shè)置方式，使產(chǎn)生的氣泡之間的作用力相等，能夠最大程度地抑制相對稱的兩個(gè)空氣槍產(chǎn)生的氣泡的振動(dòng)，從而獲得更寬的激發(fā)有效頻帶寬度，提高分辨率，進(jìn)而從總體上獲得更強(qiáng)的震源激發(fā)能量。
[0025]優(yōu)選地，其中所述主空氣槍為容量最大的單槍和/或容量和最大的相干槍，其中所述相干槍為在同一設(shè)槍位置的兩個(gè)容量相同的單槍。通過成對設(shè)置的相干槍，能夠在獲得大容量的氣泡的同時(shí)，利用相干原理最大程度地降低氣泡振動(dòng)。在一種實(shí)施方式中，位于所述主空氣槍的至少一個(gè)鄰近位置的空氣槍的設(shè)置方式為:將所述多個(gè)單槍按照容量由大至IJ小、位置由近到遠(yuǎn)設(shè)置在所述主空氣槍的鄰近位置。例如，當(dāng)主空氣槍的容量為300立方英寸(cubic inch或cuin)時(shí),與其相鄰的單槍按其位置與該主空氣槍的遠(yuǎn)近可以依次為:210cuin、150cuin、100cuin、70cuin、40cuin。通過由大到小、由近到遠(yuǎn)設(shè)置的單槍，可以對主空氣槍產(chǎn)生的氣泡噪音進(jìn)行充分而有效的壓制，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)震源特征的優(yōu)化。
[0026]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還可以包括在所述主空氣槍的鄰近位置以所述行中心線對稱設(shè)置容量和等于所述主空氣槍容量的兩個(gè)單槍，其中所述兩個(gè)單槍中的一個(gè)單槍為備用槍。由于主空氣槍的容量較大，因此，在實(shí)際使用時(shí)容易損壞而出現(xiàn)故障。為了在某個(gè)主空氣槍出現(xiàn)故障時(shí)保證整個(gè)空氣槍陣的正常使用，可以在容易出現(xiàn)故障的主空氣槍的鄰近位置設(shè)置容量和等于所述主空氣槍容量的兩個(gè)單槍，并使這兩個(gè)單槍中的一個(gè)單槍為備用槍。在正常工作時(shí)，備用槍不工作。而當(dāng)與該備用槍鄰近的主空氣槍出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，該備用槍開始工作。因?yàn)檫@兩個(gè)單槍的容量和等于出現(xiàn)故障的主空氣槍，而位置又在這個(gè)主空氣槍附近。因此，能夠在一定程度上替代出現(xiàn)故障的主空氣槍，保證整個(gè)空氣陣的正常使用。
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的通過本發(fā)明的方法構(gòu)建的空氣槍陣示意圖。如圖2所示，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，使用根據(jù)本發(fā)明的方法構(gòu)建了 6行7列的空氣槍陣，其中該空氣槍陣包括3個(gè)子陣，每個(gè)子陣包括2行7列空氣槍。其中所述多個(gè)空氣槍的總?cè)萘繛?000-5500立方英寸。所述主空氣槍的容量為300-420立方英寸。
[0028]在一種實(shí)施方式中，將該6行7列的空氣槍陣劃分為以行中心線對稱的上、下兩個(gè)對稱部，其中每個(gè)對稱部包括3行7列空氣槍。在每個(gè)對稱部中第2行第2、3列分別設(shè)置相干槍210cuin和單槍300cuin,并在該相干槍和單槍鄰近設(shè)置其他單槍以及備用槍。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，在第I行第3列的位置設(shè)置備用槍150cuin。其中，所述多個(gè)空氣槍的容量可以包括:40cuin、70cuin、lOOcuin、150cuin、210cuin 以及 300cuin。具體地，所述多個(gè)空氣槍包括:6 個(gè) 40cuin、12 個(gè) 70cuin、6 個(gè) IOOcuinUO 個(gè) 150cuin、6 個(gè) 210cuin 以及2個(gè)300cuin容量的空氣槍。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述多個(gè)空氣槍還可以包括2個(gè)150cuin和210cuin容量的空氣槍作為備用槍。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，將該6行7列的空氣槍陣中第2列都設(shè)置為相干槍。
[0029]需要說明的是，在本發(fā)明實(shí)施方式中，多個(gè)空氣槍的總?cè)萘繛?000_5500cuin是受限于空氣壓縮機(jī)的容量。而通過本發(fā)明實(shí)施方式提供的空氣槍陣的設(shè)置，使多個(gè)空氣槍的總?cè)萘靠刂圃?040cuin。這樣，在空氣槍陣使用時(shí)不僅保證了空氣壓縮機(jī)容量的有效釋放，又為整個(gè)震源提供了較高的使用安全系數(shù)。為空氣壓縮機(jī)預(yù)留充分的冗余容量，不僅能夠減少空氣壓縮機(jī)的損耗，也能夠降低空氣槍陣在使用過程中丟炮的風(fēng)險(xiǎn)。
[0030]以下結(jié)合附圖3-6對使用本發(fā)明提供的方法構(gòu)建的空氣槍陣的特性進(jìn)行說明。其中，圖3是圖2所示的空氣槍陣震源遠(yuǎn)場子波波形模擬圖；圖4是圖2所示的空氣槍陣震源遠(yuǎn)場子波歸一化模擬頻譜示意圖；圖5是圖2所示的空氣槍陣震源遠(yuǎn)場子絕對值化模擬頻譜示意圖；以及圖6是圖2所示的空氣槍陣震源空間能量云分布圖。
[0031]從圖中可以看出，使用本發(fā)明提供的方法構(gòu)建的空氣槍陣的優(yōu)點(diǎn)如下:震源子波峰-峰值較大，能夠有效地降低振動(dòng)干擾。使震源容量適中。在充分考慮提高震源容量以提高激發(fā)能量的前提下，降低對震源容量的依賴，給物探船空壓機(jī)預(yù)留充分的冗余容量，減少空壓機(jī)損耗及作業(yè)過程中丟炮的風(fēng)險(xiǎn)。產(chǎn)生更強(qiáng)的震源激發(fā)能量，實(shí)現(xiàn)了激發(fā)震源能量在全頻帶包絡(luò)范圍內(nèi)能量的整體增強(qiáng)。具有更好的壓制氣泡的能力，實(shí)現(xiàn)了氣泡比最大程度的提高。具有更寬的激發(fā)有效頻帶寬度，最終實(shí)現(xiàn)了最大程度的有效激發(fā)震源頻帶寬度的拓展，實(shí)現(xiàn)了低頻端能量充足，高頻端舒展加強(qiáng)，全頻段寬闊、流暢的激發(fā)震源頻譜特征。具有更充足的低頻能量成分，從地震采集目的和要求出發(fā)，在不同容量空氣槍種類及對應(yīng)數(shù)目的選擇上更加靈活、合理，實(shí)現(xiàn)了激發(fā)震源能量在全頻帶包絡(luò)范圍內(nèi)更強(qiáng)，尤其是低頻端能量更加充足的能量成分優(yōu)勢，更有利于勘探目的層深度對激發(fā)震源能量和頻率成分的需求。更高效、合理的空氣槍組合方案，綜合分析空氣槍的損耗，預(yù)先為大容量相干空氣槍設(shè)置了備用槍，從而實(shí)現(xiàn)了采集質(zhì)量和采集效率的雙重提高。
[0032]眾所周知，空氣槍點(diǎn)震源的特征對壓制震源激發(fā)產(chǎn)生的氣泡噪音、提高反射同相軸的成像精度至關(guān)重要。通過使用本發(fā)明提供的方法構(gòu)建的空氣槍陣，能夠獲得良好特征的空氣槍陣。
[0033]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0034]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0035]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種構(gòu)建海上地震勘探使用的空氣槍陣的方法，該空氣槍陣包括:槍架以及在所述槍架的多個(gè)設(shè)槍位置設(shè)置的多個(gè)空氣槍，其中，該方法包括: 將所述槍架按行劃分為以行中心線對稱的兩個(gè)對稱部，根據(jù)所述多個(gè)空氣槍的容量在所述兩個(gè)對稱部的每一個(gè)對稱部上以所述行中心線對稱地設(shè)置所述多個(gè)空氣槍，其中位于所述兩個(gè)對稱部的每一個(gè)對稱部的非邊緣位置的空氣槍是容量大于與其鄰近的空氣槍的容量的主空氣槍，并且位于所述主空氣槍的至少一個(gè)鄰近位置的空氣槍為單槍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述主空氣槍為容量最大的單槍和/或容量和最大的相干槍，其中所述相干槍為在同一設(shè)槍位置的兩個(gè)容量相同的單槍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，位于所述主空氣槍的至少一個(gè)鄰近位置的空氣槍的設(shè)置方式為:將所述多個(gè)單槍按照容量由大到小、位置由近到遠(yuǎn)設(shè)置在所述主空氣槍的鄰近位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述方法還包括在所述主空氣槍的鄰近位置以所述行中心線對稱設(shè)置容量和等于所述主空氣槍容量的兩個(gè)單槍，其中所述兩個(gè)單槍中的一個(gè)單槍為備用槍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述多個(gè)空氣槍的總?cè)萘繛?000-5500立方英寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述主空氣槍的容量為300-420立方英寸。
7.—種海上地震勘探使用的空氣槍陣，該空氣槍陣是通過根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法構(gòu)建的。
【文檔編號】G01V1/387GK103901477SQ201210590152
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】陳華, 張亞斌, 姚剛, 魏赟, 王征, 李欣, 何進(jìn)勇, 張鵬 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油(中國)有限公司上海分公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司