[其他]寬頻帶互耦水中震源陣列及其實施方法

在審

• 申請號: 101986000003768
• 申請日: 1986-06-12
• 公開（公告）號: CN1003057B
• 公開（公告）日: 1989-01-11
• 發明（設計）人: D.雷蒙德.揚格
• 申請（專利權）人: 埃克森生產研究公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 欒本生

一種水下震源陣列及其實施方法，這里將三個或更多個震源按其臨界源間距布放，從而使震源在水中引爆時所產生的聲波脈沖在給定記錄頻帶寬度內的原生信號分量與氣泡后續振蕩分量之比達到極大值。在一個最佳實施方案里，陣列中包括四個震源，近似位于邊長等于2Ｒ的正方形的四個頂點，這里Ｒ是假如陣列中的每個震源單獨引爆會產生的氣泡的最大半徑。

概括地說，本發明與地震勘探有關。更具體地說，本發明涉及一種由彼此相隔一臨界距離的若干單個震源組成的水中震源陣列，還涉及利用彼此相隔這樣一個臨界距離的若干水中震源產生地震脈沖的方法。

在水中地震勘探時，將一個或幾個震源放置在水體中并引爆，使之向水中釋放聲能，從而產生地震脈沖，或者說振動波。它們向水體下面的地下地質巖層中傳播。這些脈沖經過水體向水體下面的地質巖層中傳播并以聲波形式反射回來。一個由檢波器、水聽器或其他類似設備組成的陣列，檢測這些反射聲波并將它們轉換成電信號。把這些電信號記錄下來供以后分析解釋之用。通過對這些記錄信號的分析能夠得出地下地質巖層的結構以及在這些巖層中的儲油體。

在這里及在權利要求中使用的“水”字的含義包括沼擇水、泥漿、低、濕地中的水，以及含有足夠的水從而能在其中操作本發明所用的水中震源的任何其他液體。

在一種陸地地震勘探方法中，將一個水中震源放置在平時鉆井作業中使用的淺水池或泥漿池中。由放在地面上的檢波器檢測水中震源產生的反射聲波脈沖。也可以把檢波器放在附近的井孔內。在這項技術的一個變體中，由放在水池或泥漿池中的水聽器來檢測反射聲波脈沖。

有許多用于在水體中產生聲波脈沖的傳統的水中震源。例如，可利用炸藥（如黃色炸藥）來產生進入水體下巖層的強脈沖。另一種傳統的水中震源是利用通過一個水面下的電極的一組電容器放電，來產生一個迅即消失的爆發性氣泡。當希望從近地表地質巖層得到高分辨力的響應時通常使用這種產生聲波脈沖的方法。

使用爆炸性氣體（例如丙烷與空氣的混合物或丙烷與氧氣的混合物）在引燃時產生聲波脈沖的水中震源已經得到廣泛的承認。爆炸性氣槍的主要類型包括：（1）其工作方式是在一柔性隔板的后面引爆混合氣，而該隔板又與水接觸，從而產生聲波脈沖。US-3800907給出了一種在地震振動傳輸中用的可換置的振動膜結構，具體地說，一種用于傳輸地震源產生的強能量脈沖的金屬或合成的振動膜;（2）其工作方法是讓氣體爆炸產生的氣泡直接傳入水中。前一種氣槍的一個實例的描述見1972年4月25日頒發給Neal等人的美國3，658，149號專利，而后一種氣槍的一個實例的描述見1980年3月18日頒發給Kirby的美國專利4，193，472。

利用高壓氣體代替爆炸性混合氣體的各種聲波能源也在工業界得到廣泛的承認。開口排氣式壓縮氣槍的典型設計可見1972年4月2日發給Chelminski的美國3，653，460號專利和1979年2月27日發給Baird的美國4，141，431號專利。一個用于水中地震勘探的典型壓縮氣槍包括一個外罩，它含有一個氣室，用于在高壓下封閉住一定量的壓縮氣體。氣室裝有一個閥門，當氣室內的壓強增大時，該閥門是關閉的。一旦氣槍被“引爆”，閥門即迅速打開，于是使壓縮氣體從氣室向外擴張，經過外罩上的排氣孔進入周圍介質，從而產生一個聲波脈沖。

一種特殊的壓縮氣槍-空氣槍-已作為水中地震能源被廣泛使用。典型的空氣槍具有上面描述的壓縮氣槍結構，只是使用的壓縮高壓氣體是空氣。在典型情況下，這種空氣槍中的壓縮空氣在釋放到水中產生所需聲波脈沖之前保持其壓強在2000至6000磅/平方英寸的水平。