一种海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法技术

本发明专利技术涉及一种海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法，首先将变深度缆地震数据变换到频率域，然后在频率域对频谱进行拟合，使得合成数据的频谱和实际接收数据的频谱的差达到极小，将鬼波压制问题转换为频谱拟合的反演问题，针对变深度缆数据的特点，在反演过程中，引入了横向约束项，使得陷波点位置的频谱在横向上互相补充，采用本发明专利技术的变深度缆数据鬼波压制的方法，层次分明，由于采用了横向约束项，并通过约束因子对横向约束进行控制，因此获得的压制鬼波后的地震数据在频率域很好的校正了陷波效应，在时间域能够较好的抑制噪声，达到非常好的鬼波压制效果。本发明专利技术可以直接用于海上变深度缆采集地震资料的处理过程中。

【技术实现步骤摘要】
一种海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法
本专利技术涉及海上油气勘探领域，特别是关于一种海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法。
技术介绍
地震勘探是油气勘探的重要手段，特别是海上油气勘探，由于其钻井成本高，地质资料以及其它资料少，因此地震勘探在海上油气勘探中具有更重要的作用。采集宽频段的地震数据一直是海上地震勘探的追求，但是至今为止，由于各种条件的限制，这仍然是一个遥不可及的目标。传统的海洋采集拖缆所在的深度是固定的，得到的检波点鬼波陷波频率即是可以恢复的最大频率。为了使得整个频率更高，拖缆必须固定在尽量浅的一个深度上，但是浅层的噪音会影响数据的低频段有效信息。将拖缆放置在一定深度进行采集可以减少记录的噪声，但是会引入检波点鬼波，使得地震频段内的振幅谱存在陷波现象。因此传统采集中，需要将拖缆放置的尽量与海平面接近，使得第一个鬼波陷波点位于成像所需要的频段之外。为了克服陷波的缺陷，目前已经提出了各种不同的采集方法，包括上、下缆采集方法、双检采集方法和变深度缆采集方法。变深度缆采集是将电缆放置在一条非零倾角的斜线中，以使得鬼波的陷波点分散化。Soubaras等人对变深度缆采集技术重新进行研究，并对其加入了两个特点：1)将拖缆优化为一个变深度的剖面，以使得对所有深度的反射层，陷波点都是分散的，针对浅层部分，拖缆的斜率在前部较大，从而使陷波点足够分散。2)针对变深度拖缆采集提出了一种检波点鬼波压制方法。变深度缆采集可以为地震数据提供更宽的带宽，它的目的是通过将拖缆放置的尽量深来在低频段得到最大可能的信噪比数据，和传统采集的固定深度不同，拖缆的深度随着偏移距而变化，目的是为了打破高频陷波点对数据带宽的限制。变深度的目的是使得陷波点分散，每个检波器都有一个不同的陷波频率，从而使得最终综合了不同检波器的叠加结果没有明显的陷波点，变深度缆采集技术作为最近出现的一种新兴技术，在世界各地采集了几个数据体之后，可以看出变深度缆数据可以提供更高质量的数据：具有更高的分辨率，成像更加清晰，低频穿透性更好。目前对于变深度缆采集数据处理的研究，主要集中在检波点鬼波的压制上，Soubaras(2010,2012)认为，各个检波点深度是变化的，因此变深度采集技术在不同偏移距处使得检波点鬼波分散化了。这种分散的特性可以应用一种联合反褶积技术，来完全压制检波点鬼波。DechunLin,Sablon,YanGao等(2011)对变深度缆数据处理的流程进行了优化分析，指出变深度缆数据的宽频特性，以及该数据所特有的检波点鬼波现象，使得在处理过程中需要时时考虑对频带及检波点鬼波的处理，他们在文章中给出了一个与传统数据处理相比，略有不同的一个变深度缆处理的流程。Rebert,Sablon,Vidal等(2012)指出在变深度缆处理过程中，需要注意保持数据频率段两端的频率，并指出在变深度缆处理过程中面临的，如噪声压制，多次波压制，速度建模及成像方面的一些挑战。现有的鬼波压制技术虽然能压制鬼波的一些影响，但并不能完全消除鬼波的影响。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种不仅能够消除鬼波影响，而且能够拓宽地震数据频带，提高地震资料分辨率的海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法，其包括以下步骤：1)对变深度缆接收的地震数据进行抽道集，形成共中心点道集；2)将共中心点地震数据进行动校正，并将动校正后的共中心点地震数据进行傅里叶变换，得到含有鬼波的原始地震数据的频谱；3)根据检波点的不同深度，将得到的含有鬼波的原始地震数据的频谱进行简化，得到H；4)采用最小二乘谱拟合方法计算得到压制鬼波后的地震数据的频谱；5)将压制鬼波后的地震数据的频谱进行傅里叶逆变换，得到压制鬼波后的地震数据。所述步骤3)中的H(f)＝1-e-i2πfτ，其中，τ为地震波从检波器到水表的旅行时。所述步骤4)采用最小二乘谱拟合方法计算得到压制鬼波后的地震数据的频谱具体过程为：鬼波压制相当于求解如下公式的极小值；||HSr-S*||(1)其中，S*是已知的变深度缆实际采集到的地震数据的矩阵表示，Sr是地下反射回来的地震信号的矩阵表示；在公式(1)基础上加入体现不同道数据相互补充的约束项，则公式(1)变为：||HSr-S*||+α||MSr||(2)其中，||MSr||为横向约束条件，α为约束因子；在公式(2)的基础上加入稳定泛函得：||HSr-S*||+α||MSr||+β||ISr||(3)其中，β表示稳定因子；求解公式(3)的极小值，对公式(3)关于Sr求导数并令导数等于零，得：HT(HSr-S*)+αMTMSr+βISr＝0(4)整理得：(HTH+αMTM+βI)Sr＝HTS*(5)根据地震数据的特点给定α和β参数，将α和β代入公式(5)得到一个方程组，解这个方程组可以求解得到Sr，得到压制鬼波后的地震数据的频谱。α和β两个参数的取值至关重要，α和β根据地震资料的信噪比来确定，假如地震资料的信噪比为b，则α取为β取为本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术由于充分利用了变深度缆数据的特点，在叠前CMP道集(共中心点道集)上通过谱拟合实现了鬼波的压制，在压制过程中根据每个地震道陷波点不同，在CMP道集上互相补充，因此较好得恢复每道数据的陷波频率，拓宽了地震信号频谱，提高了地震资料的分辨率。2、本专利技术由于在补偿陷波频率的同时，对相位谱进行了校正，因此与变步长反褶积方法相比，不仅在频率域较好的补偿了陷波频带，在时间域也较好的压制了鬼波，且没有变步长反褶积处理后的伴随噪声，同时比变步长反褶积方法的处理结果低频更丰富。3、本专利技术由于在叠前CMP道集上进行鬼波压制，压制鬼波后得到的还是叠前道集，保留了地震资料的AVO(AmplitudeVersusOffset,振幅随偏移距的变化)特征，因此可以在此基础上进行AVO分析及叠前反演，提高油气预测的准确性。4、本专利技术由于通过对共中心道集进行动校正，然后计算共中心点道集的频谱，利用最小二乘谱拟合方法得到压制鬼波后的地震数据，从而达到压制鬼波的目的，因此可以较好的压制地震记录中的鬼波，达到与无鬼波的CMP道集完全一致的效果。因此，本专利技术可以广泛应用于能源勘探开发的过程中。附图说明图1是本专利技术方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例的数值模拟实验结果示意图，其中，图(a)是合成的无鬼波CMP道集，图(b)是合成的含鬼波的CMP道集，图(c)是采用本专利技术压制鬼波后的CMP道集；图3是本专利技术实施例的数值模拟实验频谱对比示意图,其中，图(a)是合成的含鬼波CMP道集的振幅谱，图(b)是采用本专利技术压制鬼波后CMP道集的振幅谱；图4是本专利技术实施例的实际资料处理实验结果示意图，其中，图(a)是原始数据CMP道集，图(b)是采用变步长反褶积处理后的CMP道集，图(c)是采用本专利技术处理后的CMP道集；图5是本专利技术实施例的实际资料处理叠加剖面对比示意图，其中，图(a)是采用变步长反褶积处理后的叠加剖面，图(b)是采用本专利技术处理后的叠加剖面。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1所示，本专利技术的海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法，包括以下步骤：1)对变深度缆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法，其包括以下步骤：1)对变深度缆接收的地震数据进行抽道集，形成共中心点道集；2)将共中心点地震数据进行动校正，并将动校正后的共中心点地震数据进行傅里叶变换，得到含有鬼波的原始地震数据的频谱；3)根据检波点的不同深度，将得到的含有鬼波的原始地震数据的频谱进行简化，得到H；4)采用最小二乘谱拟合方法计算得到压制鬼波后的地震数据的频谱；5)将压制鬼波后的地震数据的频谱进行傅里叶逆变换，得到压制鬼波后的地震数据。

【技术特征摘要】
1.一种海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法，其包括以下步骤：1)对变深度缆接收的地震数据进行抽道集，形成共中心点道集；2)将共中心点地震数据进行动校正，并将动校正后的共中心点地震数据进行傅里叶变换，得到含有鬼波的原始地震数据的频谱；3)根据检波点的不同深度，将得到的含有鬼波的原始地震数据的频谱进行简化，得到H(f)＝1-e-i2πfτ，其中，τ为地震波从检波器到水表的旅行时，f为频率，H为H(f)的矩阵形式；4)采用最小二乘谱拟合方法计算得到压制鬼波后的地震数据的频谱，具体过程为：鬼波压制相当于求解如下公式的极小值；||HSr-S*||(1)其中，S*是已知的变深度缆实际采集到的地震数据的矩阵表示，Sr是地下反射回来的地震信号的矩阵表示；在公式(1)基础上加入体现不同道数据相互补充的约束项，则公式(1)变为：||HSr-S*||+α||MSr||(2)其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建花，李绪宣，张金淼，郝振江，杨俊，孙文博，朱振宇，张云鹏，糜芳，薛东川，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11