多震源混合采集技术是一项可以提高采集效率,降低勘探成本,增加采集密度,改善成像质量的新方法,这种方法实现了从逐炮激发,逐炮接收的传统低效采集方式,到同步激发,连续接受的多震源高效采集方式的思路转变,新技术本身也从陆地可控震源的同步激发采集,发展到现如今的海洋脉冲震源的混合激发采集,备受业界青睐。多震源混合采集是针对海洋脉冲震源不可控的特点特别提出的,不同空间位置的震源以一定时间延迟依次激发,短时间内获得大量地震信息,但检波器接受的地震数据存在多个震源波场相互叠加的现象,因此需要将混合地震数据分离为单炮数据。本文主要介绍了多震源混合采集原理,并对波场混合的数据分离工作做了大量研究,提出了有效分离混合地震数据的方法,并通过了模拟数据和实际数据的验证,为该技术的发展和应用提供了理论支持和技术储备。本文从数学和物理两个方面对多震源混合采集原理的解释,通过数学公式的推导和物理角度的分析阐述了该技术的理论依据,并在解释过程中,引入了与混合采集相关的采集参数:震源密度比、采集时间比和混合度。本文还介绍了两种不同的海上混合采集方式,单船混合采集和多船混合采集,并对其进行了模拟。在公式推导过程中,通过对混合震源算子的介绍,将采集模式进行了分类。并针对欠定型的混合采集方法,伪分离的概念的介绍为后续混合采集数据的分离做了理论准备。对混合采集数据的伪分离处理并没有消除混合采集时相邻震源的干扰,其信号在非共炮域表现为随机脉冲噪声。基于此特点,通过对常用分离方法的研究,本文结合常用滤波方法、迭代阈值方法和预测噪声法实现混合数据的分离。对非共炮域的伪分离数据做噪声压制,提取出有效信号并重新混合、伪分离,其与噪声压制结果的差便是预测噪声。通过一步步迭代,预测噪声更接近原始混叠噪声,分离结果也更接近原始单炮记录。为了更好的保护数据中的有效信息,本文提出了ROD-ROAD检测噪声方法,先检测噪声再用反距离加权法压制噪声,结合预测噪声法迭代处理,有效信息得到了较好的保留,第一次迭代便能得到很高的信噪比。对于复杂的地震数据,本文提出在噪声检测后,对噪声和非噪声使用一大一小两个滤波窗口使用全方位多级中值滤波,多次迭代优化分离结果,此方法既能够有效去除噪声,又能够保护有效信息。通过对模拟数据和实际数据进行测试,本文提出的分离方法的正确性和有效性得到了验证。以上的研究结果表明,多震源混合采集技术带来的技术革新,将改变地震数据采集的思路。混合采集得到的波场混叠的数据可以通过分离技术分离为普通的单炮记录,以方便进行后续处理。