[發明專利]海底節點地震數據上下行波場分離的方法及裝置

有效

• 申請號: 201910144556.0
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN111624660B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 高少武;張少華;王成祥;方云峰;詹毅;李鵬
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司
• 主分類號: G01V1/38
• 分類號: G01V1/38
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;薛平

本發明提供了一種海底節點地震數據上下行波場分離的方法及裝置，其中，該方法包括：根據水中檢波器地震數據，確定水中檢波器數據的平均自相關函數；根據水陸檢波器數據，確定水陸檢波器地震數據的平均互相關函數，陸水檢波器數據的平均互相關函數；根據陸地檢波器數據，確定陸地檢波器數據的平均自相關函數；根據該相關函數，確定分離因子特征方程系數；根據該系數，構造分離因子特征方程；根據該方程，執行迭代步驟，得到最佳分離因子值；根據最佳分離因子值，確定最佳波場分離貢獻因子值；根據最佳波場分離貢獻因子值，確定純上行、純下行波場數據。上述技術方案提高了上下行波場數據分離精度和效率，提高了地震數據信噪比和分辨率。

技術領域

本發明涉及地球物理地震勘探技術領域，特別涉及一種海底節點地震數據上下行波場分離的方法及裝置。

背景技術

隨著地震勘探技術的發展，海上油氣勘探的難度和深度也越來越大，對地震資料的信噪比和分辨率要求也越來越高。三維地震可以精確地描述儲層。海上海底結點(OceanBottom?Node，OBN)水陸檢波器數據采集，把水中檢波器和陸地檢波器固定在一起，分別接收氣槍震源產生的壓力波場和速度波場，以獲得高分辨率三維地震數據。它使用一個固定連接電纜，把檢波器固定放置到海底，接收地震波，而一艘航船僅僅拖拽震源進行地震波激發。在海底電纜(Ocean?Bottom?Cable，OBC)數據采集中，至少三艘船：一艘震源船，僅僅拖拽著氣槍震源排列，進行地震波激發；一艘接收船，是固定不動的，連接著海底電纜，接收地震波；一艘船或者幾艘船，鋪設海底電纜和回收海底電纜。OBC目前僅僅局限于水深不超過150米的海域。但是隨著電纜和電纜回收系統的改進，OBC技術正在向更深的海域推進。在一些特殊的地區，為了方便油藏監控試驗，設計試驗系統，把接收電纜保留在海底多年，以方便多次數據采集。在OBN數據采集中，至少兩艘船：一艘震源船，拖拽著氣槍震源排列，進行地震波激發；一艘放線船，作業時在固定排列位置處收放檢波器(水中檢波器和陸地檢波器)，提取數據。OBN采集適應于更深海域。為了得到地下介質高精度的三維圖像，必須精確地知道所有炮點和接收點的位置。GPS(Global?Positioning?System，全球定位系統)數據或者基于海岸的無線電定位，提供炮船精確位置。同時也要精確定位電纜船，把每一個檢波器放置到預先設計的位置。

海底節點水陸檢波器數據采集，提供了同一位置水中檢波器數據和陸地檢波器數據兩種數據，這兩種數據分別使用水中檢波器和陸地檢波器記錄。水中檢波器是一種壓力檢波器，記錄的是地震波產生的壓力變化；陸地檢波器是一種質點速度檢波器，記錄的是質點速度變化。由于這兩種檢波器記錄機理不同，對于同一位置處海平面多次波干擾，表現出不同特征。與水中檢波器記錄的海平面多次波干擾相比，陸地檢波器記錄的海平面多次波干擾表現出極性和振幅特征差異。兩種檢波器記錄的海平面多次波干擾，極性是相反的，振幅是不同的，且相差一個與海底反射系數成比例的常數，這個常數值就是能量匹配系數。因此利用這種振幅和極性特征差異，可以有效消除海平面多次波干擾。將標定后的陸地檢波器數據與對應的水中檢波器數據相加，得到水陸檢波器標定數據(上行波場數據)，消除了海平面多次波干擾；將標定后的陸地檢波器數據與對應的水中檢波器數據相減，得到了與海平面相關的多次波數據(下行波場數據)，用于后續上行波場與下行波場聯合反褶積、去噪和偏移等處理，以進一步提高分辨率和信噪比。

常規處理方法，采用掃描方法計算確定能量匹配系數。采用預先設定一個能量匹配系數范圍值和掃描步長，采用掃描方法給出一系列的能量匹配系數值，然后計算水中檢波器數據和陸地檢波器數據的數據和，再對數據和計算自相關函數，由自相關函數計算最大方差模，最后由最大的最大方差模值，確定出能量匹配系數數值。該方法需要大量的自相關計算和最大方差模計算，因此計算非常費時。同時，由于數據中包括著噪聲，因此在使用能量匹配系數進行上行波場與下行波場分離后，分離出來的上行波場中包含著下行波場，分離出來的下行波場中包含著上行波場，即不能完全實現上行波場與下行波場的完全分離。

針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容