[發明專利]一種基于受迫振動的震源非線性掃描信號設計方法

在審

• 申請號: 202011549246.6
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112764090A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 田新琦;碗學儉;張偉;王寧;許亞博;康智清;曹志剛;劉明;王永平;師晨旭;馮麗華
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團有限公司;中石化石油工程技術服務有限公司;中石化石油工程地球物理有限公司;中石化石油工程地球物理有限公司華北分公司
• 主分類號: G01V1/02
• 分類號: G01V1/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

1.一種基于受迫振動的震源非線性掃描信號設計方法，其特征在于，該設計方法包括以下步驟：

1)獲取可控震源掃描激發時近地表受迫振動系統振動特性信息，所述振動特性信息用頻率-能量數據進行表征；

2)根據近地表受迫振動系統振動特性信息確定共振頻率及優勢頻帶；

3)將優勢頻帶作為加強掃描能量頻帶，并將可控震源最大瞬時出力值的1.5倍至2倍作為該頻帶能量設計值；

計算步驟2)確定的共振頻率振幅值與所述加強掃描能量頻帶的能量設計值的比值，將步驟1)獲得的頻率-能量數據除以該比值獲得初始目標頻率-能量數據，再將優勢頻帶即加強掃描頻帶的能量值統一修改為所述能量設計值，非加強掃描頻帶的低頻部分，保持按比例轉換后的能量值不變；非加強掃描頻帶的中高頻部分，能量值修改為設計的可控震源瞬時出力最大值；最后對全頻帶內離散能量值進行擬合，擬合結果即為目標頻率-能量值；

4)根據目標頻率-能量值、可控震源振動系統性能參數計算非線性掃描信號頻率變化速率、瞬時頻率、瞬時相位和瞬時出力數據，完成基于受迫振動的可控震源非線性掃描信號設計。

2.根據權利要求1所述的基于受迫振動的震源非線性掃描信號設計方法，其特征在于，所述的步驟1)中的振動特性信息采用單頻掃描方式得到：統計各單頻激發地震記錄中距震源最近或偏移距最小接收道的直達波初至的振幅屬性，建立單頻掃描頻率與統計振幅屬性之間的擬合曲線，該擬合曲線就是所要得到頻率-能量數據。

3.根據權利要求1所述的基于受迫振動的震源非線性掃描信號設計方法，其特征在于，所述的步驟1)中的振動特性信息采用炮資料方式得到：利用初至拾取對單炮記錄進行線性動校正，將初至波校正至同一時刻；分析不同單炮線性動校正地震記錄中震源附近直達波初至信息分析的振幅譜，該結果為頻率-能量數據；所述震源附近指接收排列中距震源一定偏移距范圍內接收道，所述直達波初至信息是指覆蓋初至波在內1個完整周期波形地震記錄。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的基于受迫振動的震源非線性掃描信號設計方法，其特征在于，所述頻率-能量數據中的能量為均方根振幅。

5.根據權利要求1所述的基于受迫振動的震源非線性掃描信號設計方法，其特征在于，整個頻帶范圍內的離散能量值中非加強能量頻帶范圍的能量值為振幅值轉換得到能量值或理論能量值，所述理論能量值與設計的驅動幅度有關。

6.根據權利要求1所述的基于受迫振動的震源非線性掃描信號設計方法，其特征在于，所述步驟3)中的擬合方法為平滑樣條擬合或高斯擬合方法。

7.根據權利要求1所述的基于受迫振動的震源非線性掃描信號設計方法，其特征在于，所述非線性掃描信號頻率變化速率的計算公式為：

SR(f)＝β·[F_constraint(f)/F_target(f)]²(F_e-F_s)/SL

F_constraint(f)為可控震源頻率-出力上限；F_target(f)為目標頻率-能量值；F_e為掃描截止頻率；F_s為掃描起始頻率；SL為掃描時長；β為比例因子；SR(f)為頻率變化速率；f為瞬時頻率。