[發(fā)明專利]一種高頻海洋聲導(dǎo)波頻散分析裝置及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011104174.4 | 申請日： | 2020-10-15 |
| 公開（公告）號： | CN112285768B | 公開（公告）日： | 2021-05-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王元;游慶瑜;郝天珧;胡耀星;趙春蕾;張妍;徐錫強(qiáng) | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所 |
| 主分類號： | G01V1/24 | 分類號： | G01V1/24;G01V1/38;G01V1/18;G01V1/50 |
| 代理公司： | 北京律遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11574 | 代理人： | 王冠宇 |
| 地址： | 100029 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 高頻 海洋 聲導(dǎo) 波頻散 分析 裝置 方法 | ||
1.一種高頻海洋聲導(dǎo)波頻散分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
步驟101：基于多道水聽計(jì)海洋地震探測設(shè)備，設(shè)計(jì)海洋聲導(dǎo)波地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；按照海洋聲導(dǎo)波地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成海上施工，包括多道水聽計(jì)投放、氣槍投放、氣槍放炮、多道水聽計(jì)回收、氣槍回收；
步驟102：將原始采集的多道水聽計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SU或SEGY格式，提供單個(gè)氣槍放炮點(diǎn)的共炮點(diǎn)道集，進(jìn)行道均衡、帶通濾波處理；
步驟103：讀取垂向分量的海洋聲導(dǎo)波共炮點(diǎn)數(shù)據(jù)，利用線性傾斜疊加法進(jìn)行頻散能量成像；從頻散能量譜圖中，按照能量振幅極大值，提取多階海洋聲導(dǎo)波頻散曲線；
步驟104：建立描述頻散曲線與海洋地球物理模型變量的目標(biāo)函數(shù)，通過遺傳算法迭代求解該目標(biāo)函數(shù)，獲得最優(yōu)模型；
步驟105：保存并輸出最優(yōu)反演模型為海底淺部沉積層剪切波速度結(jié)構(gòu)結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的高頻海洋聲導(dǎo)波頻散分析方法，其特征在于，所述方法步驟101中，對多道水聽計(jì)儀器設(shè)備的要求如下：聲學(xué)水聽計(jì)頻帶范圍覆蓋5Hz–500Hz，具備低頻聲學(xué)信號記錄能力；聲學(xué)水聽計(jì)數(shù)據(jù)采樣率1000SPS；聲學(xué)水聽計(jì)終端數(shù)采系統(tǒng)時(shí)鐘誤差在1ms以內(nèi)；對于氣槍激發(fā)震源的要求，氣槍總?cè)萘啃?000inch3，激發(fā)子波頻帶范圍寬度大于50Hz，其中高頻不高于100Hz，低頻不低于1Hz。
3.如權(quán)利要求1所述的高頻海洋聲導(dǎo)波頻散分析方法，其特征在于，所述方法步驟101中，以多道水聽計(jì)拖纜為海洋聲導(dǎo)波數(shù)據(jù)采集裝備，地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要求如下：氣槍激發(fā)震源的最大偏移距Δ，取值最小為2500m；多道水聽計(jì)拖纜設(shè)備總長度最小為2450m，多道的道間距小于25m；氣槍投放深度范圍為5m–10m，作業(yè)方式中先投放多道水聽計(jì)拖纜，然后投放氣槍，同時(shí)開動船只按照軌跡前往作業(yè)點(diǎn)位進(jìn)行放炮作業(yè)，作業(yè)完成后，先回收氣槍，再回收多道水聽計(jì)拖纜。
4.如權(quán)利要求1所述的高頻海洋聲導(dǎo)波頻散分析方法，其特征在于，所述方法步驟103中，用線性傾斜疊加法計(jì)算海洋聲導(dǎo)波頻散能量譜方法如下：對原始數(shù)據(jù)V(x,t)的N道地震道集記錄進(jìn)行變換至拉冬域m(p,τ)
t是時(shí)間，τ是偏移距為零時(shí)的時(shí)間，p是慢度，xk是炮檢距，xmin是最小偏移距，xmax是最大偏移距；對上式進(jìn)行傅里葉變換，得到：
令V(xk,f)＝d(xk,f)，上式就寫成如下的矩陣形式：
m＝LTd
式中：d和m為數(shù)據(jù)空間和模型空間向量；L＝ei2πfpx為拉冬正變換算子，LT為矩陣L轉(zhuǎn)置。
5.如權(quán)利要求1所述的高頻海洋聲導(dǎo)波頻散分析方法，其特征在于，所述方法步驟104中，反演一維模型最大深度Hmax的選擇依據(jù)海洋聲導(dǎo)波的半波長理論：
其中，vmax為所提取頻散曲線中海洋聲導(dǎo)波的最大相速度取值，fmin為所提取頻散曲線中最小的頻率值；選取了最大深度后，選取相同或不同的層厚度來建立一維淺部沉積層地球物理模型；模型包括四個(gè)參數(shù)：層厚度h，單位m；壓縮波速度vp，單位m/s；剪切波速度vs，單位m/s和密度ρ，單位g/cm3；模型第一層為海水層，厚度根據(jù)實(shí)測海水深度確定，壓縮波速度取值1500m/s，剪切波速度取值0m/s，密度取值1.03g/cm3。
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