[發(fā)明專利]一種基于初至子波提取的可控震源整形濾波方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410316271.8
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN105319587A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 關(guān)鍵;梁鴻賢;秦寧;石林光;李凌云;徐輝;傅金榮;高麗;孫朋朋;張傳強(qiáng);孫治國;武天祥;王延光;王興謀;王靜軒;王敬閣;王磊;陳震林;孫淑琴;馬季;揭景榮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/36;G01V1/28;G06F19/00
• 代理公司: 東營雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣勘探地震資料處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種利用初至子波信息提取、對可控震源子波進(jìn)行整形濾波的方法。

現(xiàn)有技術(shù)

根據(jù)炸藥震源子波與可控震源子波相位特征的差異，特別是初至起跳方向正好相反。因此目前主要的校正方法是對可控震源單炮直接進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)。但是，炸藥震源與可控震源的相位差異并非是180°。因此，這種簡單的對可控震源單炮直接進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)的相位校正方法并不準(zhǔn)確，存在較大的誤差。

在山前帶、沙漠戈壁或者城區(qū)等復(fù)雜地表?xiàng)l件下進(jìn)行的地震勘探中,為了提高地震資料采集的質(zhì)量,經(jīng)常選用炸藥震源和可控震源聯(lián)合激發(fā)的工作方式。但是兩種震源采集的地震資料在相位特征上并不一致，具體表現(xiàn)在可控震源激發(fā)得到的地震數(shù)據(jù)經(jīng)過自相關(guān)處理后的子波具有零相位特征,而炸藥震源激發(fā)的子波通常認(rèn)為是最小相位的,兩者相位特征差異明顯。這種相位差異，不光對資料品質(zhì)造成影響，還直接影響后續(xù)的處理解釋工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種使可控震源經(jīng)過整形濾波后與炸藥震源相位特征一致，有利于后續(xù)的處理解釋工作的基于初至子波提取的可控震源整形濾波方法。

本發(fā)明的基于初至子波提取的可控震源整形濾波方法技術(shù)路線是：對于多組同炮點(diǎn)位置激發(fā)、同排列接收的炸藥震源單炮和可控炸藥震源單炮分別拾取初至并沿初至校平，再進(jìn)行疊加處理，提取各自的初至子波，再利用得到的多組子波統(tǒng)一計(jì)算整形濾波算子，與可控震源資料褶積，完成可控震源的整形濾波。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括：

（1）選取多組野外同炮點(diǎn)位置激發(fā)，同排列接收得到的炸藥震源單炮和可控震源單炮；

（2）對步驟（1）選取的炸藥震源單炮和可控震源單炮分別進(jìn)行初至拾取；

（3）初至校平，根據(jù)拾取到的初至，將地震單炮沿初至校到同一時間；

（4）對校平后的炸藥震源及可控震源單炮直接進(jìn)行水平疊加，提取各自的初至子波；

（5）可控震源整形濾波算子的求取

（6）再將求得的可控震源整形濾波算子作用于可控震源的所有地震道，完成可控震源子波整形濾波的處理。

其中可控震源整形濾波算子的求取如下：

設(shè)可控震源與炸藥震源單炮的初至子波記錄分別為：可控震源子波x_i(t)（i=1,2，…N）和炸藥震源子波y_i（t）（i=1,2，…N）。其中i為炮號；N為參與運(yùn)算的總炮數(shù)。

設(shè)計(jì)一個整形濾波算子m_i（t）作用于x_i(t)，使可控震源子波x_i(t)經(jīng)過褶積濾波后逼近炸藥震源子波y_i（t）。設(shè)整形濾波后，實(shí)際輸出x_i(t)*m_i（t）與期望輸出y_i（t）的誤差為e_i(t)，那么則有

（1）

誤差能量總和為

（2）

應(yīng)用最小二乘法原理，令總誤差能量E對mi（t）的偏導(dǎo)數(shù)等于零，即

（3）

得到求解整形濾波算子的托布里茲矩陣方程

（4）

式中：R_xx表示輸入道x_i(t)的自相關(guān)函數(shù)矩陣；M為整形濾波算子向量；R_zr表示期望輸出道y_i(t)與輸入道x_i（t）的互相關(guān)函數(shù)向量。公式（4）的矩陣形式為

（5）

求解公式（5）的托布里茲矩陣方程，得到可控震源第i道的整形濾波算子m_i（t）。對每組炸藥震源和可控震源初至子波得到的N個整形濾波算子進(jìn)行平均，就得到可控震源整形濾波算子

（6）

（6）整形濾波算子的應(yīng)用

再將求得的算子作用于可控震源的所有地震道，完成可控震源子波整形濾波的處理。

（7）

如果提取的初至子波具有較高的信噪比，則可控震源子波經(jīng)過整形濾波處理后的振幅、相位、波形都與炸藥震源子波接近。

本發(fā)明的基于初至子波提取的可控震源整形濾波技術(shù)，其技術(shù)優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下三個方面：

第一、技術(shù)針對性強(qiáng)。該方法利用野外實(shí)際地震資料，提取地震子波信息，用來求取整形濾波算子，充分考慮到了工區(qū)的實(shí)際情況，對于解決該工區(qū)炸藥震源與可控震源子波的相位差異，有更好的針對性。