海洋地震勘探中的震源布局分析研究

基于一套BOLT枪震源阵列组合和地震震源阵列子波合成的原理,通过使用Nucleus震源合成模拟软件对震源的组合进行远场子渡模拟,分析震源子阵间距发生改变时,对子波产生的影响.结合野外实际采集资料做了很好的验证,从而对野外资料采集施工过程中的质量控制和提高作业效率,具有较好的参考价值.     

气枪组合震源模拟分析及其应用

在海洋地震勘探中,气枪组合震源得到广泛应用.目前气枪组合震源通常是采用模拟技术,得到震源的远场子波后,通过评价远场子波的参数来评价震源的性能.文章对气枪组合震源性能评价标准进行了简单叙述,对采用震源模拟软件模拟一系列震源进行评价后,优选了3 000 CI,并应用于实际地震勘探中,达到勘探地质目的,取得了良好的资料.     

参量阵浅剖及电火花震源浅剖互补性分析

参量阵浅剖和电火花震源浅剖均具有分辨率高的特性,通过对比探测原理以及分析实测剖面,发现电火花震源浅剖和参量阵浅剖频带范围互不干扰,电火花震源浅剖的鬼波效应造成海底以下10m范围内地层判读困难,而参量阵浅剖则在10m以浅地层内具有极高的分辨率,基于二者良好的互补性,提出在海洋区域地质调查中同步应用参量阵浅剖和电火花震源浅剖两种技术手段的设想,进而提高区域地质调查精度,丰富区域地质调查成果。     

基于上/下源组合思想的立体气枪阵列数值模拟与软件集成

为了解决震源端产生的鬼波的削减问题,同时保护高低频成分,拓展带宽,采用上/下源组合的思想来设计立体气枪阵列。基于单枪、相干枪、单一子阵的数值模拟算法,延时激发与上/下源组合的理论,对海上延迟激发的立体气枪阵列进行了数值模拟,开发了"气枪阵列设计软件系统"。在数值模拟的过程中,为了避免时间域求解的重采样等问题,在频率域实现了数值模拟,提高了精度。通过与实际数据的对比,说明了算法的可行性。并且通过平面阵列与立体阵列结果的对比,再次显示了延迟激发的立体气枪阵列的优越性。     

交错网格波场数值模拟频散分析与校正策略

交错网格高阶差分解法是地震波场模拟的一种有效方法,这种方法的不足是时间和空间网格的离散,以差分代替微分模拟地震波场会引起数值频散.通量传输校正(FCT)方法能够有效地压制数值频散,将FCT方法与交错网格有限差分法相结合,可以提高波场模拟的精度和运算效率.     

定量模拟分析船体与空气枪间的安全距离

海洋地震勘探过程中,水中放置的空气枪与船体之间须保持一定安全距离,否则引起船载设施和仪器剧烈抖动,影响船舶设施和仪器的安全运行,甚至更严重情况下,有可能造成船体的损坏.利用海水压力脉冲与船体受到的冲击压力关系,结合建立的空气枪震源子波模型模拟近场震源子波,可计算出船体与空气枪间的安全距离.研究结果表明,根据震源子波模型模拟的近场子波主峰值,总容量150in3G枪、300 in3相干G枪及760 in3相干G枪的安全距离分别为3.90、6.57 m和9.13 m.由此可知,空气枪与船体间距离只有大于安全距离,才能避免船体大的振动或设备免遭损害,保证海洋地震勘探有效、安全的进行.     

海洋地震震源有效能量的研究

海洋地震勘探和地壳研究中最常用的震源有气枪、炸药和电火花.这些震源在海水中激发地震波时,由于气泡效应,使得除了一次压力波以外,在海水中还形成二次,三次,甚至超过十次的压力波.一次压力波称为冲击波,二次和二次以上的压力波称为重复冲击,二者总称为震源波.海水和空气之间的自由表面是一个极好的反射面.当压力波从海水层入射到自由表面时,在自由表面附近,入射波和反射波的波形和强度都相同,只是相位差π.当震源深度比较小的时候,冲击波和重复冲击与它们的自由表面反射波之间相互干涉,形成复波,分别称为复冲击波和复重复冲击.     

电火花震源系统充电技术研究

电火花震源是海洋工程地震勘探作业中一种较好的震源,但"十五"之前我国的电火花震源主要依靠进口,仪器维护费用高、周期长。"十五"期间国家海洋局第一海洋研究所研制了海洋电火花系统PSS500J,并取得了很好的应用效果。结合PSS500J研究成果,介绍了电火花震源的构架,分析了电火花震源充电技术的两种设计方案,对震源工作中安全保障提出了技术建议。     

基于物理造波和主动消波的黏性数值波浪水槽开发

基于推板造波理论和摇板造波理论,在Open FOAM平台上采用重叠网格技术建立黏性数值波浪水槽,并使用一种结合SIMPLE算法和PISO算法的PIMPLE算法对数值模型进行求解。利用开发的数值模型通过数值收敛性测试和网格独立性测试分别重点研究了时间步长、库朗数和网格尺寸对数值精度和计算效率的影响。并对比研究了此数值模型分别嵌入层流模型和湍流模型的计算精度和计算效率。实现的规则波和二阶有限振幅波与理论结果和试验结果吻合,验证了此黏性数值波浪水槽的造波和主动消波功能。基于二维数值波浪水槽,进一步研究了三维数值造波,数值计算结果与理论结果吻合良好。研究结果不仅验证了重叠网格在二维和三维两相流体域中求解运动物体与流场交互的可靠性和正确性,而且为使用此黏性数值波浪水槽解决更复杂的海洋工程问题提供了依据。     

海上地震勘探中震源阵列的定位算法研究

为了得到海洋地球物理勘探作业中震源阵列位置定位问题的解决方案,文中对航行作业过程中的地震勘探船只拖带的震源阵列实时位置计算方法进行了研究。首先,介绍了基于激光定位系统和相对GPS定位系统的震源阵列定位方法。为了解决相对GPS定位系统输出的定位数据粗差剔除、时间同步等预处理问题,提出了一种基于滑动缓冲区的多项式拟合粗差剔除和数据同步处理算法,满足了粗差剔除要求。并利用该模型函数实现了震源阵列放炮时刻观测值的内插,进而实现了放炮时刻和定位时刻的数据同步。在此基础上,研究了震源阵列导航定位模型,提出了以单个枪体为对象的卡尔曼滤波模型来描述震源阵列的运动状态,以满足海洋地球物理勘探震源阵列定位的需要。