[發明專利]基于高次余弦幅度加權的地震波束形成方法

有效

• 申請號: 201310263893.4
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103336302A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 姜弢;宋健;徐學純;林君;葛利華;賈海青
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術領域：

本發明涉及一種地震勘探數據預處理方法，尤其是在強背景噪聲下利用定向地震波束原理進行地震數據預處理時，采用基于高次余弦幅度加權的地震波束形成方法。

背景技術：

目前定向地震波束的實現方法主要有兩種，一種是采用相控震源直接激發定向地震波束；一種是基于接收陣列的時域地震波束形成方法。基于接收陣列的時域地震波束形成方法既可以采用等幅加權也可以采用非等幅加權。等幅加權方式能通過控制相位或延時參數來控制波束方向，通過合理的波束方向設計，可令地震波聚焦，使得地震接收陣列主要接收來自地下目標體方向的數據，改善接收數據信噪比。等幅加權方式的不足之處是雖然波束方向可控，但波束形態不能靈活控制，因此無法根據地質目標情況及地震觀測系統參數靈活控制定向地震波場的能量分布，達到更好改善接收排列信噪比的目的。

發明內容：

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種適于強背景噪聲下，利用定向地震波束原理，采用基于高次余弦幅度加權的接收端地震波束形成方法用于地震數據預處理過程，進一步提高地震數據信噪比。

本發明提出針對地下結構及觀測系統參數，通過對多炮地震數據進行余弦不等幅加權疊加的方法，在接收端合成波束形態可控的定向地震波，改善地震數據信噪比。主要思想：首先依據地震波束形成原理與觀測的目標層、觀測系統參數，設計定向地震波方向及波束形成延時控制參數；然后，根據余弦加權分布函數計算各單炮記錄對應的幅度權值因子；最后通過延時及加權疊加的波束形成方法獲得高信噪比定向地震波數據。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

基于高次余弦幅度加權的地震波束形成方法，包括以下步驟：

a、取一條測線上的所有N個單炮記錄，并對各單炮記錄順序標號，構建地震記錄集U={R₁,R₂,...,R_i,...,R_N},其中i為炮點序號，i取值范圍為1到N的整數，R_i為第i炮記錄，N為總炮數，地震測線采用等偏移距觀測方法，即每一炮點記錄的最大炮檢距x₂和最小炮檢距x₁保持不變，記錄道數不變，道間距不變，炮點距為D；

b、將取得的多炮地震記錄分組，設波束形成控制參數為p，p取值為大于5的整數，則第一分組對應的單炮記錄編號為1,2,L，p，第二分組對應的單炮記錄編號為2,3,L，p+1，以此類推，則共有N-p+1組,在記錄集U上定義N-p+1個子集U₁,U₂,...,U_w...,U_l，其中l=N-p+1，任一子集U_w代表一個地震記錄分組，包含以第w個炮點為起始的相鄰p個單炮點記錄，U_w={R_w(t),R_w+1(t),L,R_g(t)}，w為該分組記錄起始炮記錄編號，g=w+p-1為該組終止炮記錄編號；

c、根據觀測的目標層位置設置波束方向θ_max，計算延時參數τ，對所有分組內的p個相鄰炮點記錄依次等間隔延時τ,以第w組U_w為例，即R_w延時0得到r_w，R_w+1延時得到r_w+1，…，R_g延時為(p-1)τ得到r_g，則u_w={r_w,r_w+1,K,r_g}為第w組依次延時τ后生成的新組，相應地延時后形成的新記錄集為u={u₁,u₂,L,u_w,L,u_l}，w=1,2,L,l、l=N-p+1，根據公式（1）計算θ_max，由θ_max和上覆介質平均速度計算τ：