[發明專利]海洋地震數據震源子波提取方法、裝置和存儲介質

有效

• 申請號: 202111083115.8
• 申請日: 2021-09-15
• 公開（公告）號: CN113777652B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 成谷
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01V1/32
• 分類號: G01V1/32;G01V1/36
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱英靜

本發明公開了海洋地震數據震源子波提取方法、裝置和存儲介質，該方法包括：從觀測海洋地震數據中截取包含鬼波的直達波窗口，以獲得各地震道的疊加信號W_dg(t)，所述疊加信號W_dg(t)包含有當前地震道的直達波信號W_d(t)和震源鬼波信號W_g(t)；對任一地震道的疊加信號W_dg(t)進行頻域轉換，獲得當前地震道的頻域疊加信號計算當前地震道上鬼波與直達波的到時差Δt；依據當前地震道上鬼波與直達波的到時差Δt，計算不同圓頻率ω時當前地震道對應的1?e^?iωΔt的數值；依據當前地震道的頻域疊加信號和不同圓頻率ω時當前地震道對應的1?e^?iωΔt的數值，計算當前地震道的頻域直達波信號對當前地震道的頻域直達波信號進行時域轉換，獲得當前地震道的地震震源子波W_d(t)；本發明能夠從直達波和鬼波疊加信號中直接求取地震震源子波。

技術領域

本發明涉及地震數據處理技術領域，尤其涉及海洋地震數據震源子波提取方法、裝置和存儲介質。

背景技術

在海洋地震資料處理時，子波的提取具有重要的作用。地震波激發后在地層介質中傳播時，由于大地濾波作用，尖銳的激發脈沖波形變成具有一定延續時間和有限能量的地震震源子波形態。為提高地震數據的分辨率，通常針對子波的形態進行子波整形等處理，此外，子波也是數據濾波、正演模擬和波形反演等海洋地震數據處理階段的重要參數，但這些處理都是以子波的形態已知為前提的。因此，從觀測的海洋地震數據中提取出地震震源子波一直是地震數據處理中的重點和難點。

如圖1所示，地震數據中的直達波，是地震震源激發后由激發源直接傳播到接收電纜(拖纜)被記錄的波形。因未曾在地下界面發生反射、折射，故只攜帶最淺層的速度信息，不攜帶地下地層界面的信息。即直達波的波形直觀表征了地震震源信號子波的形態，因此相對于反射波等其它地震波型來說，利用直達波提取地震震源子波具有一定的優勢。此外，直達波傳播路徑最短，在多數地震道上通常最早出現，不受反射波、折射波等其它波形的干擾，相對容易識別。因此，利用直達波提取地震震源子波是地震數據處理中的一個主要研究方向。

2019年李福元等在石油地球物理勘探期刊發表了一篇文章“從海洋地震資料直達波提取地震震源子波”。該文通過推導直達波時距曲線，考慮了震源和接收系統組合效應，結合氣泡振蕩理論，得到直達波與震源信號之間的關系式，并給出了頻率域利用直達波計算震源信號遠場子波的解析解。當地震數據接收位置滿足震源組合陣列遠場條件時，可利用直達波計算震源信號遠場子波。

利用直達波提取地震震源子波具有一定的優勢，但在海洋地震勘探中通常存在震源鬼波(海洋地震勘探中，因激發源和接收電纜均沉放在水面以下一定深度，地震波激發后，除直接傳播到接收電纜上水聽器處的直達波外，還有激發后先向上傳播到水面反射一次后再傳播到接收電纜上水聽器處的波，即伴生直達波存在的“震源鬼波”)，震源鬼波與直達波在到達時間上相差不大，二者疊加在一起，使從直達波中直接提取地震震源子波具有較大的困難。

圖2示出了直達波和震源鬼波傳播路徑示意圖，朝下射線為由震源直接傳播到水聽器的直達波，虛線射線為根據虛震源原理得到的由虛震源激發后直接傳播到水聽器的震源鬼波路徑(與震源激發后在水面反射一次再到達水聽器的路徑是等同的)。激發源和接收電纜的沉放深度相對于地震波的總傳播路徑較小，因此震源鬼波信號的到達時間與直達波的到達時間非常接近。但因鬼波有在水面反射的過程，而水面處地震波的反射系數通常為-1。因此，震源鬼波在地震道上的特征通常為在直達波之后較小的時間間隔以符號相反的起跳方向出現。又因為子波通常具有一定的時間延續長度，因此直達波和緊隨其后的震源鬼波疊加在一起，在時間域無法區分。

發明內容

本發明的目的是提供海洋地震數據震源子波提取方法、裝置和存儲介質，能夠從直達波和震源鬼波疊加信號中直接求取地震震源子波，以供服務于后續的子波整形、正演模擬及波形反演等處理需求。