气枪震源子波基本概念

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。对于远场子波，用主脉冲和第一个压力负脉冲之间的差值表示震源子波的能量，即子波峰－峰值（图4-3中pA）。远场子波初泡比用压力脉冲的峰－峰值pA与第一个气泡脉冲的峰－峰值bA（图4-3）之比表示。初泡比越大，主脉冲占子波能量的比例越大，子波信噪比越高。初泡比是气枪震源子波参数中最不稳定，最容易受到施工条件影响的参数。气泡周期用主脉冲与气泡脉冲正峰值之间的时间表示，在气泡正脉冲很难确定的条件下，也可以用压力脉冲和气泡脉冲负峰值之间的时间表示。两种情况得到的气泡周期几乎相同，标准偏差约为1-2%。气枪震源子波影响因素枪震源的工作参数，包括气枪容量、工作压力、震源沉放深度、电缆沉放深度等，和海面虚反射都会对气枪震源产生重要影响。气枪震源工作参数对震源子波的影响是共同作用的。通过大量的现场试验，人们总结出很多气枪震源工作参数与远场子波品质参数的经验方程，对于理解气枪震源具有重要意义。单枪容量在影响震源激发能量的同时（图4-5），还会影响震源子波的视频率。通常震源子波能量与气枪容量的立方根成正比。气枪容量越大，震源子波的视频率越低气枪的沉放深度对气枪震源子波的影响包括能量、初泡比和频谱三个方面（图4-7）。气枪沉放较浅，外界静水压力较小，气枪中的高压空气迅速释放到水中，气枪震源子波的脉冲宽度变窄，子波视频率向高频方向移动。气泡振荡受到海面影响，造成能量损失，子波振幅变小。同时气泡振荡作用受到削弱，子波初泡比增大。随着沉放深度的增加，能量消耗减小，子波能量增加，但气泡振荡随之加强，子波初泡比减小。子波视频率向低频方向移动。震源沉放深度决定了震源虚反射的旅行时，从而造成不同的陷波作用，电缆沉放深度和震源沉放深度一样，会引起不同的虚反射陷波作用。不同电缆沉放深度，不同频率的能量会发生改变。当电缆深度由5m增加到10m时，优势频带内的能量随之增加；深度由10m增加到15m时，低频带的能量增加很小，但高频带能量出现明显降低。