气枪震源子波基本概念

欢迎共阅地震勘探缩写术语2-D Two Dimensional 二维。

3-C Three Component 三分量。

3C3D 三分量三维。

3-D Three Dimensional三维。

9-C Nine Component 九分量。

3分量震源╳3分量检波器=九分量。

传播。

H波H-wave 水力波。

IFP Instantaneous Floating Point 仪器上的瞬时沸点放大器。

K波K-wave 地核中传播的一种P波。

LVL Low Velocity Layer 低速层。

L波L-wave 天然地震产生的长波长面波。

NMO Normal Moveout Correction 正常时差校正，动校正。

OBS Ocean Bottom Seismometer 海底检波器。

P波P-wave 即纵波。

也称初始波、压缩波、膨胀波、无旋波。

QC Quality Control 质量控制。

Q波Q-wave 拉夫波。

Q处理Q Processing 补偿高频随距离的增加而损失的一种反褶积，它使波形不依赖时间。

通常Q是未知的，所以常估算为速度的3%（以米/秒表示时）。

二维地震勘探采用纵测线或非纵测线观测的方法得到剖面资料的地震勘探方法。

二维滤波频率-波数滤波，也叫f-k滤波。

它是根据有效波和干扰波在频率-波数谱上的差异来压制干扰波提高信噪比。

几何地震学地震波运动学是通过波前、射线等几何图形来研究地震波的传播规律，称为几何地震学。

人工神经网络是对人的大脑的模拟。

是欲大量的神经元（处理单元）广泛互连而形成的网络。

在地震勘探中用于地震速度的拾取；进行地震道编辑；进行地震属性表定；进行地震地层模式识别；求取储层特征；进行储层横向预测等。

入射角射线与界面法线的夹角。

它与各向同性介质中波前与界面的夹角相同。

三画反Q滤波得到的记录象是经过了低通滤波一样，称为Q滤波。

设计出一个与Q滤波特性相反的滤波器，对记录进行滤波，去掉地层的吸收作用，就是反Q滤波。

地震勘探基本知识一、基本概念1、地震：地壳的震动2、地震波：地壳质点震动向周围传播的形式。

3、地震勘探：用人工的方法（炸药爆炸、可控震源、电火花、空气枪等）使地壳产生震动，利用不同岩石中地震波传播规律不同的特性，探查构造寻找有用矿产的方法。

4、波阻抗：介质传播地震波的能力。

波阻抗等于波速与介质密度的[sub] [/sub]乘积（Z=Vρ）。

5、反射波：地震波在传播过程中遇到不同介质的分界面时，一部分按照光学原理发生反射，即反射波。

6、透射波：地震波在传播过程中遇到不同介质的分界面时，一部分按照光学原理发生透射，继续传播，即透射波。

入射波反射波透射波V[sub]2[/sub]ρ[sub]2[/sub]7、折射波：地震波以邻界角入射到介质分界面时，透射角等于90°，透射波沿界面滑行，引起上层介质震动而传到地表，这种波叫做折射波。

入射波折射波透射波V[s ub]2[/sub]ρ[sub]2[/sub]8、观测系统：检波点与激发点之间的位置关系。

9、排列长度：激发点与最远一道检波点之间的距离。

10、偏移距：激发点与最近一道检波点之间的距离。

二维观测系统（六次叠加）三维观测系统11、信噪比：有效波振幅与干扰波振幅的比值。

12、分辨率：两个波可以分辨开的最小距离叫做分辨率。

13、屏蔽：地震波传播到介质分界面后，一部分能量返回形成反射波，一部分能量透过界面继续往下传播，当遇到另一分界面时，一部分返回，另一部分透过界面继续传播。

第二个界面往回返的能量遇到第一个界面时，一部分能量返回下部，另一部分能量透过界面回到地表，地面接收到的第二个界面反射的能量大大降低，我们称这种现象叫作屏蔽。

上部界面的反射系数越大，则接收到的下部界面的能量越小，称屏蔽作用越厉害。

二、地震勘探的阶段划分（一）设计1、收集测区有关的地质、物探及测绘资料。

2、实地踏勘，了解地震地质条件（包括地形、地貌、植被、河流、道路、潜水位、新生界盖层厚度、岩性及结构、勘探目的层的埋藏深度、构造形态和断裂发育程度等等）。

第１１期（总第４４３期）国　际　地　震　动　态Ｎｏ．１１（ＳｅｒｉａｌＮｏ．４４３）２０１５年１１月ＲｅｃｅｎｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｉｎＷｏｒｌｄＳｅｉｓｍｏｌｏｇｙＮｏｖｅｍｂｅｒ，２０１５檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐殐殐地震科普气枪：水下震源理论与操作（Ⅱ）单枪ＰａｕｌＭＫｒａｉｌ（德克萨斯州立大学，休斯顿，美国）中图分类号：　Ｐ３１５．６２； 文献标识码：　Ａ； 犱狅犻：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２３５ ４９７５．２０１５．１１．００９２　单枪２．１　气枪的工作原理气枪是一种装置，它在水下释放空气的高压气泡并将其作为一种能源，产生用于地震反射测量的声波／压力波。

高压气泡在水中产生的压力变化与时间之间的函数关系，可以表征气枪特性。

为了了解气枪特性的本质，我们必须观察气泡释放后的持续运动情况，因为它控制着气枪特性的详细情况。

气泡的水下照片（图１）表明，气枪释放的气泡，可以假设成一个近似球形，并在后续的运动中保持该形状。

因此，我们可以将气泡视为空气球。

由于气泡内的初始气压大大超过了周围水的静水压力，气泡迅速膨胀。

气泡的快速膨胀在气泡周围会形成一个急剧升降的冲击波。

２．２　气泡运动气泡运动的结果是形成一个从气泡中心向外围流体的径向位移，并形成向外传播的压力扰动。

随着气泡的膨胀，气泡的压力下降，直到与周围压力相当，但惯性会导致其过度膨胀，最终气泡压力会小于周围水的静水压力。

接着，快速膨胀的气泡在周围水压收稿日期：２０１５ ０５ ０５。

的作用下，开始收缩。

结果，气泡又被挤压到接近它原来的体积。

膨胀和收缩过程持续作用，使得气泡振荡，形成许多水波。

随着气泡振荡和压力变化，压力波也不断向外传播到水里。

我们对“近场”和“远场”的辐射范围还存在一些困惑，因为当前关于震源的描述有不同定义。

在物理学上，如果震源大小用犱表示，波长为犔＝犮／犳，其中，犮是水中声速，犳是频率，狉是震源到观测点的距离（图１）。

现代海洋地震勘探震源——气枪系统介绍【摘要】随着上个世纪三次石油危机的爆发，世界各国对能源安全越发重视。

传统的石油勘探也由陆地为主逐渐的发展到了海洋，上个世纪八九十年代相继有一批大型的海上油田被发现，这在一定程度上缓解了石油的需求压力。

海洋地震勘探是目前海洋石油勘探应用最广的一种，由震源激发和数据记录组成，再将采集到的信息进行处理分析得到海洋地层信息。

本文主要介绍了海洋地震勘探中震源——气枪系统的类型、工作原理。

【关键词】气枪电磁阀检波器1 气枪类型及工作原理气枪制造目前在全球呈现三分天下的格局：BOLT公司、SERCEL公司和ION 公司。

虽然各种气枪的结构不完全一样，但它们的原理基本相同，可概括如下：利用压缩机将空气压缩到一定的压力下（一般为2000PSI，现在为了在小容量的情况下获得较好的声源，也有将压力提高到2500PSI，甚至于3000PSI的）通过瞬间释放喷入海水中，从而产生声波信号。

压缩空气突然释放到水中，可产生短促、高能的地震脉冲。

气枪均由电磁阀、检波器和枪体三个组成部分。

电磁阀负责气枪的激发，检波器负责监视气枪的工作状态。

检波器将接收到的电信号传到气枪控制器，通过控制器的处理分析控制气枪的激发时间，使所有的气枪尽可能的控制在同一时刻（瞄准点）触发。

多个气枪瞬间的同时激发产生巨大的能量足以穿透底层，采集系统的电缆接收地层的反馈信息完成地震数据采集。

1.1 BOLT气枪（工作原理如图1所示）图1？BOLT气枪工作原理（1）从储气瓶出来的额定压力的高压气体经过控制面板分流到各个阵列的气枪。

高压气体首先经高压气管进入气枪返回腔，高压气压推动梭阀下移，封住主气室排气口，通过梭阀的中间孔给主气室充入高压气体。

（2）在返回腔和主气室充满高压气体时，返回腔内的梭阀受力面积远远大于主气室内梭阀受力面积，因此高压气体推动梭阀封住主气室排气口，梭阀处于动平衡状态。

（3）当电磁阀通电，吸合电磁阀内的阀芯打开返回腔内高压气体与枪体内部气体通路，给启爆室充高压气体，即返回腔内梭阀内侧充高压气体。

地震勘探缩写术语2-D Two Dimensional 二维。

3-C Three ponent 三分量。

3C3D 三分量三维。

3-D Three Dimensional三维。

9-C Nine ponent 九分量。

3分量震源╳3分量检波器=九分量。

9C3D 九分量三维。

A/D Analog to Digital模数转换。

AGC Automatic Gain Control 自动增益控制。

AVA Amplitude Variation With Angle 振幅随采集平面的方位角的变化。

AVO Amplitude Variation With Offset 振幅随偏移距的变化。

AVOA 振幅随炮检距和方位角的变化。

CDP mon Depth Point 共深度点。

CDPS mon Depth Point Stack共深度点迭加。

CMP mon Mid Point 共反射面元。

共中心点。

CPU Central Processing Unit 中央控制单元。

CRP mon Reflection Point 共反射点。

D/A Digital to Analog 数模转换。

d B/octa d B/octve 分贝/倍频程。

DMO Dip Moveout Processing 倾角时差校正。

G波G-wave 一种长周期（40—300秒）的拉夫波。

通常只限于海上传播。

H波H-wave 水力波。

IFP Instantaneous Floating Point 仪器上的瞬时沸点放大器。

K波K-wave 地核中传播的一种P波。

LVL Low Velocity Layer 低速层。

L波L-wave 天然地震产生的长波长面波。

NMO Normal Moveout Correction 正常时差校正，动校正。

OBS Ocean Bottom Seismometer 海底检波器。

P波P-wave 即纵波。

也称初始波、压缩波、膨胀波、无旋波。

地震勘探行业名词解释地震勘探行业名词解释基于子波相位谱扫描法的子波求取方法实现地震道零相位化的子波相位谱消去法测井约束地震绝对波阻抗反演地震子波频率浅析波阻抗反演技术中空变子波的求取地震道：（1）指由检波器到记录仪所组成的一道地震抗接收仪器。

（2）指由一道地震接收仪记录到的地震记录。

地震记录按次序排列的地震记录道。

有五种显示方法：光点记录；变面积记录；变密度记录；波形加变面积记录和波形加变密度记录。

地震解释把地震测量数据变成地质成果的过程。

[同相轴]lineups;地震记录上各道振动相位相同的极值(俗称波峰成波谷)的连线称为同相轴。

在解释地震勘探资料时，常常根据地震记录上有规律地出现的形状相似的振动画出不同的同相轴，它们表示不同层次的地震波。

[转换波] converted wave; 无论纵波还是横波倾斜入射到弹性分界面时，都将产生反射横波、反射纵波、透射横波、透射纵波。

与入射波型相同的波如P11、P12称为同类波，波型改变的如P1S1、P1S2则称为转换波。

转换波的反射和透射遵循斯奈尔定律：即入射波的速度与反射波或透射波速度之比等于入射角的正弦与反射角或透射角的正弦之比。

转换波的产生，是由于入射波作用在分界面上可分解为垂直界面的力和切向力两部分，结果产生体变和切变及其相应的纵波和横波。

因此，转换波的能量与入射角有关，垂直入射时不能形成转换波；只有入射角相当大时。

才有足够能量的转换波可被记录下来。

故在地震勘探中主要利用同类波，在一些特殊问题中才用转换波，例如研究薄层时，利用转换波的横波，分辨力较高。

[折射波法] refraction survey；是利用地震折射波进行地质勘探的方法。

由于折射波首先到达地面，所以容易观测和识别。

但必须在盲区以外接收它。

通过折射波法可以求得界面速度，从而了解折射界面的岩石成分，进行地层对比等。

折射波法对激发条件的要求不如反射波法严格，干扰背景较小，不必使用自动振幅控制和混波等措施，故可充分利用波的动力学特点，对于确定断层，煤田边界效果较好。

地震子波的再认识一、地震子波概念：地震子波是地震记录褶积模型的一个分量，通常指由2至3个或多个相位组成的地震脉冲，确切地说，地震子波就是地震能量由震源通过复杂的地下路径传播到接收器所记录下来的质点运动速度（陆上检波器）或压力（海上检波器）的远场时间域响应。

一个子波可以由它的振幅谱和相位谱来定义，相位谱的类型可以是零相位、常数相位、最小相位、混合相位等；对零相位和常数相位子波而言，可简单将其看作是一系列不同振幅和频率的正弦波的集合，所有的正弦波都是零相位或常数相位的（如90°）；在频率域中，子波提取问题由两部分组成：确定振幅谱和相位谱，确定相位谱更加困难，并且是反演中误差的主要来源。

二、子波提取方法：子波提取方法分为三个主要类型：1)、纯确定法：即用地表检波器或其它仪器直接测量子波；2)、纯统计法：即只根据地震数据测定子波，这种方法很难测定可靠性的相位谱；3)、使用测井曲线法：即使用测井曲线与地震数据结合，理论上这种方法能够提取井点位置精确的相位信息，但问题是该方法要求测井和地震间必须要有良好的对应关系，而将深度域样点转换为双程旅行时的深时转换可能产生不恰当的对应关系，而这种不恰当的对应关系必将影响子波提取的结果。

子波在各地震道之间是变化的，而且是旅行时间函数，即子波是时变和空变的，也就是说，对每个地震剖面而言，都应该能提取大量的子波，但在实际应用中提取可变子波可能会引起更多的不确定性，比较实用的做法是对整个剖面或某个目的层只提取单一的平均子波。

三、零相位子波和常数相位子波：零相位子波和常数相位子波(Zero Phase and Constant Phase Wavelets.) 首先，让我们来考虑雷克子波(Ricker Wavelet)，雷克子波由一个波峰和两波谷，或叫两个旁瓣组成, 雷克子波依赖它的主频，也就是说，它的振幅谱的峰值频率，或主周期在时间域的反函数（主周期可以通过测量波谷到波谷的时间来获得）。

震源相关子波震源是指地震的发生地点，是地震波的起点。

地震波是指地震能量在地球内部传播时所激发的弹性波动。

根据地震波的传播速度和传播方向的不同，可以将地震波分为P波、S波和表面波等不同类型的波动。

那么什么是震源相关子波呢？震源相关子波是指由震源产生的地震波在地球内部传播过程中所形成的波动。

我们来了解一下P波和S波。

P波又称为纵波或压缩波，它是一种沿着传播方向振动的波动。

P波在固体、液体和气体中都能传播，其传播速度最快，一般为纵波速度的1.7倍左右。

而S波则是横波或剪切波，它是一种垂直于传播方向振动的波动。

S波只能在固体中传播，传播速度比P波略慢。

接下来，我们来了解一下表面波。

表面波是地震波中传播最慢的一种波动，它沿着地表面传播，主要是由P波和S波的能量耦合形成的。

表面波分为两种类型，一种是Rayleigh波，另一种是Love波。

Rayleigh波是一种类似于海浪的波动，它使物体发生上下、前后的滚动和颤动。

Love波是一种横向的波动，它使物体发生水平方向的滑动。

除了P波、S波和表面波，还有一种特殊的波动叫做震源相关子波。

震源相关子波是由地震波在地球内部传播过程中所形成的一种特殊波动。

它是由震源引发的地震能量在地球内部反射、折射和散射而形成的波动。

震源相关子波具有特定的频率、幅度和相位特征，可以用来研究地球内部的结构和地震的发生机制。

震源相关子波的研究对于地震学和地球物理学具有重要意义。

通过对震源相关子波的分析，可以推断地震的震源深度、震源机制和地震破裂过程等信息。

震源相关子波还可以用来研究地壳的结构和地球内部的物理特性。

通过对不同地震事件的震源相关子波进行对比分析，可以揭示地球内部的变化和地震活动的规律。

在实际应用中，震源相关子波可以用来定位地震事件的震源位置。

通过测量地震波在不同地震台站的到时差，可以计算出震源的位置。

这对于地震监测和地震预警具有重要意义。

另外，震源相关子波还可以用来解决勘探地震学中的反问题，即通过地震波记录反推地下的地质结构和岩性。

气枪信号的估算及海洋地震资料的子波处理Li.,Y.;张应波【期刊名称】《石油物探译丛》【年(卷),期】1989(000)003【摘要】这一新技术直接从海洋地震资料中估算出气枪阵信号,并用所得的估算信号对反褶积数据进行相位补偿,接着用与估算的震源信号相匹配的滤波器进行限频。

气枪信号由高斯阻尼正弦函数模拟。

信号的估算是根据这一函数按所有可能出现的一次波和多次波射径的波至做叠加,并考虑每一射径中的球面扩散和佐伊普里茨反射系数。

模拟信号的参数,包括频率、相位和阻尼,通过迭代直至模拟第一波至和实际地震资料中的第一波至取得最佳的吻合。

高斯阻尼正弦波作为气枪阵信号的有效性,已通过对估算信号和深水中记录到的实际信号作比较,并取得高达0.97的相关系数而得到检验。

分别对不含噪声和含噪声的合成资料的定量比较证明,这一新的子波处理方法,既保存信号的高频成份又同时压制噪声,比常规处理方法优越;把新方法应用于实际海上资料,也证实新方法的性能比常规方法更好。

【总页数】8页(P33-40)【作者】Li.,Y.;张应波【作者单位】不详;不详【正文语种】中文【中图分类】P631.443【相关文献】1.子波一致性校正方法在海洋地震资料处理中的应用 [J], 张旭东2.震源子波反褶积在海洋地震资料处理中的应用 [J], 王红丽;丁在宇;桂德军;黄金连3.三维地震资料拼接中的地震子波处理 [J], 王西文;周立宏4.海洋地震空气枪系统子波测试标准及方法 [J], 於国平;魏学进5.远场子波在海洋地震资料信号处理中的应用 [J], 张旭东; 尹成; 赵斌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

气枪震源子波基本概念（气枪震源子波、初泡比、峰- 峰值）描述气枪震源子波的主要参数有子波主脉冲能量（子波主脉冲零—峰值、子波主脉冲峰—峰值）、子波气泡周期、子波初泡比及子波频谱。

子波主脉冲能量子波的主脉冲零峰值，即高压气体突然释放后所产生的第一个正压力脉冲的振幅值；零峰值是反应气枪震源子波能量大小的一个参数。

零峰值越高，意味着气枪震源输出的能量就越强。

主脉冲峰峰值，即震源子波的第一个压力正脉冲和第一个压力负脉冲之差，如图2-2 所示。

它与主脉冲零峰值一样，是描述气枪震源能量的一个重要指标。

气枪震源子波能量的大小与零峰值及峰峰值的大小成正比。

研究表明气枪激发所产生的主脉冲零峰值A与气枪容量V 的立方根是成正比的。

子波初泡比气泡在振荡的过程中，产生第一个压力脉冲后会继续振荡产生多个气泡脉冲。

子波初泡比，即子波信号第一个压力脉冲振幅值和第一个气泡脉冲振幅值之比。

初泡比越大，说明气枪激发的信噪比越高，并且气枪震源子波及其频谱也越好。

通常情况下，子波初泡比不能低于10.0。

研究表明当气枪容量的立方根增加时，震源子波初泡比也随之增大；当气枪沉放深度增加时，震源子波初泡比减小。

实际生产中，常使用工作压力2000Psi (1Psi=6.895kPa)的气枪，子波气泡周期气枪产生的气泡在水中进行持续的振荡，这种振荡运动具有一定的周期性。

子波气泡周期，即子波主脉冲峰值时间与第一个气泡脉冲正峰值之间的时间差。

气泡周期与气枪压力和容量正相关，而与气枪沉放深度负相关。

子波频谱子波的频谱直观的体现了子波的频带宽度及能量在不同频带范围的分布情况，并且反映出了气泡的振荡与虚反射作用对子波产生的影响，如图 2-3 所示。

频谱图低频端的曲线振荡明显是由于气泡振荡产生的，海面虚反射产生陷波点。

通常以-6db 来衡量子波的有效频带宽度，震源子波的频率主要与气枪容量及气枪沉放深度有关。

气枪沉放深度增大，能量便向低频端移动。

气枪容量增大，激发子波的视频率变低。

地震勘探缩写术语2-D Two Dimensional 二维。

3-C Three Component 三分量。

3C3D 三分量三维。

3-D Three Dimensional三维。

9-C Nine Component 九分量。

3分量震源╳3分量检波器=九分量。

9C3D 九分量三维。

A/D Analog to Digital模数转换。

AGC Automatic Gain Control 自动增益控制。

AVA Amplitude Variation With Angle 振幅随采集平面的方位角的变化。

AVO Amplitude Variation With Offset 振幅随偏移距的变化。

AVOA 振幅随炮检距和方位角的变化。

CDP Common Depth Point 共深度点。

CDPS Common Depth Point Stack共深度点迭加。

CMP Common Mid Point 共反射面元。

共中心点。

CPU Central Processing Unit 中央控制单元。

CRP Common Reflection Point 共反射点。

D/A Digital to Analog 数模转换。

d B/octa d B/octve 分贝/倍频程。

DMO Dip Moveout Processing 倾角时差校正。

G波 G-wave 一种长周期（40—300秒）的拉夫波。

通常只限于海上传播。

H波 H-wave 水力波。

IFP Instantaneous Floating Point 仪器上的瞬时沸点放大器。

K波 K-wave 地核中传播的一种P波。

LVL Low Velocity Layer 低速层。

L波 L-wave 天然地震产生的长波长面波。

NMO Normal Moveout Correction 正常时差校正，动校正。

OBS Ocean Bottom Seismometer 海底检波器。

第一章地球物理方法(Exploration Methods): 利用各种仪器在地表观测地壳上的各种物理现象，从而推断、了解地下的地质构造特点，寻找可能的储油构造。

它是一种间接找油的方法。

特点：精度和成本均高于地质法，但低于钻探方法。

地震勘探：就是利用人工方法激发的地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，以查明地下的地质构造，从而来确定矿藏（包括油气、矿石、水、地热资源等）等的位置，以及获得工程地质信息。

第二章地震勘探:通过人工方法激发地震波,研究地震波在地层中传播的情况,以查明地下的地质构造,力寻找油气田或其他勘探目的服务的一种物探方法.地震波：在岩层中传播的弹性波。

反射定律:入射波与反射波分居法线两侧,反射角等于入射角,条件为:上下界面波阻抗存在差异,入射波与反射波类型相同.地震子波：震源产生的信号传播一段时间后，波形趋于稳定，我们称这时的地震波为地震子波。

爆炸时产生的尖脉冲，在爆炸点附近的介质中以冲击波的形式传播，当传播到一的距离后，波形逐渐稳定，我们称这时的地震波为地震子波。

几何地震学:地震波的运动学是研究地震波,波前的空间位置与传播时间的关系，他与几何光学相似,也是引用波前,射线等几何图形来描述波的运动过程和规律,因此又叫几何地震学. 波形曲线:选定一个时刻t1,我们用纵坐标表示各质点离开平衡位置的距离,就得到一条曲线,这条曲线就叫做波在t1时刻沿x方向的波形曲线.正常时差的定义：第一种定义:界面水平情况下,对界面上某点以炮检距x进行观测得到的反射波旅行时同以零炮检距(自激自收)进行观测得到的反射波旅行时之差,这纯粹是因为炮检距不为零引起的时差. 第二种定义:在水平界面情况下,各观测点相对于爆炸点纯粹是由于炮检距不同而引起的反射波旅行时间差.倾角时差：当界面倾斜时，炮检距相同，但相邻反射点传播时间不同而产生的角度差由激发点两侧对称位置观测到的来自同一界面的反射波的时差。

这一时差是由于界面存在倾角引起的。