一种水陆检波器地震数据合并处理的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及石油勘探技术领域，尤其涉及一种水陆检波器地震数据合并处理的方法及装置，该方法采用相关函数法直接计算出最佳标定因子和最佳海底反射系数，计算量小、计算速度快；同时通过预先对陆地检波器地震数据的相位处理以及水陆检波器地震数据的振幅处理，减小了低频噪声并降低了振幅能量干扰，从而提高了海水深度计算精度。本申请实施例根据计算的标定因子、海水深度和海底反射系数，利用加权共接点合并处理的方式，快速、准确的实现了水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据的合并处理，从而有效的消除了地震数据中海水鸣震多次波干扰影响，提高了地震数据信噪比和分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种水陆检波器地震数据合并处理的方法及装置
本专利技术涉及石油勘探、开采及开发
，尤其涉及一种水陆检波器地震数据合并处理的方法及装置。
技术介绍
随着地震勘探技术的发展，海上油气勘探的难度和深度也越来越大，对地震资料的信噪比和分辨率要求也越来越高。OBC(OceanBottomCable，海底电缆)，是一种联合海上和陆地地震数据采集技术，把检波器固定在海底，可以获得高分辨率三维地震数据。在OBC数据采集中，至少三艘船：一艘震源船，仅仅拖拽着气枪震源排列，进行地震波激发；一艘接收船，是固定不动的，连接着海底电缆，接收地震波；一艘船或者几艘船，铺设海底电缆和回收海底电缆。在OBC数据采集时，由于海底和海面都是较强的反射界面。随着震源激发的一个地震子波从震源位置达到海底，或者一个反射地震子波从地下达到海底，海底电缆中的检波器，感应并记录下这个反射地震子波。这个反射子波继续向上前进达到海面，受到海面的反射，然后改变方向向下传播，达到海底。海底电缆中的检波器，再一次感应并记录下这个地震子波。同时这个地震子波受到海底的反射，然后改变方向向上传播，达到海面，受到海面的反射，然后改变方向向下传播，达到海底。这个循环过程重复进行。而这些原始反射地震子波不希望的二次和后续达到，就是海水鸣震多次波(交混回响)。海水鸣震多次波是海上地震勘探数据中最大的噪声干扰。消除海水鸣震多次波噪声干扰，是海上地震数据处理中最为重要的步骤。OBC采集的数据，提供了同一位置水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据两种数据。这两种数据分别使用水中检波器和陆地检波器记录。水中检波器是一种压力检波器，记录的是地震波产生的压力变化；陆地检波器是一种质点速度检波器，记录的是质点速度变化。由于这两种检波器的记录机理不同，对于同一位置处海水鸣震多次波干扰，表现出不同特征。与水中检波器记录的海水鸣震多次波干扰相比，陆地检波器记录的海水鸣震多次波干扰表现出极性和振幅特征差异。两种检波器记录的海水鸣震多次波干扰，其极性是相反的，振幅是不同的，且相差一个与海底反射系数成比例的常数，这个常数值就是标定因子。因此利用这种振幅和极性特征差异，可以有效消除海水鸣震多次波干扰。这样消除海水鸣震多次波干扰的步骤包括：(1)在每一个接收点位置处，记录水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据两种数据；(2)利用两种检波器的传感器灵敏度(传导常数)，调整陆地检波器地震数据的振幅，以匹配水中检波器地震数据的振幅；(3)计算确定标定因子、海水深度、海底反射系数参数；(4)利用标定因子，标定调整振幅后的陆地检波器地震数据；(5)把标定后的陆地检波器地震数据，与对应的水中检波器地震数据相加，得到水陆地检波器标定数据；(6)利用海水深度、海底反射系数参数，消除海水鸣震多次波干扰。这样，计算标定因子、海水深度、海底反射系数等参数，构成了室内海上地震数据处理消除海水鸣震多次波干扰方法的根本方法和关键步骤。常规处理方法，采用扫描方法计算确定标定因子。采用预先设定一个标定因子范围值和扫描步长，采用扫描方法给出一系列的标定因子值，然后计算水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据的数据和，再对数据和计算自相关函数，由自相关函数计算最大方差模，最后由最大的最大方差模值，确定出标定因子数值。该方法需要大量的自相关计算和最大方差模计算，因此计算非常费时。常规处理方法，采用上行波场与下行波场数据互相关方法计算确定海水深度。使用水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据，计算上行波场与下行波场数据；然后计算上行波场与下行波场数据互相关，由互相关函数最大值，确定出海水深度值。由于在实际水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据中，包含着各种噪声干扰。特别是，由于水陆检数据有效频带范围不同，低频噪声(例如面波等)和无用的高频分布也不同，特别是陆检数据，包含着比较强的面波干扰。另外，叠前水陆检数据上还包含强振幅能量干扰。这样使用水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据计算的互相关函数，也包含着各种噪声成分。因此使用包含噪声的互相关函数，确定出的海水深度，存在很大的误差，难以满足实际数据处理要求。常规处理方法，采用扫描方法计算确定海底反射系数。采用预先设定一个海底反射系数范围值和扫描步长，采用扫描方法给出一系列的反射系数值，对一系列海底反射系数，计算一系列Backus海水鸣震多次波逆滤波器算子，对频率域水陆检上行波场数据(即，水陆检波器地震数据之和)乘以Backus海水鸣震多次波逆滤波器算子，得到滤波处理后的上行波场数据，然后使用傅里叶逆变换，将上行波场数据变换到时间域，在时间域计算一系列波场数据能量，其中最小能量所对应的海底反射系数，就是所求最佳海底反射系数。该方法需要大量的自相关计算和最大方差模计算，因此计算非常费时。因此，如何精确、省时的计算确定标定因子、海水深度和海底反射系数，从而快速、准确的实现水中检波器与陆地检波器地震数据的合并处理是消除地震数据中海水鸣震多次波干扰影响，提高地震数据信噪比和分辨率亟需解决的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供一种水陆检波器地震数据合并处理的方法及装置，以快速、准确地进行水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据的合并处理，达到消除地震数据中海水鸣震多次波干扰的影响，提高地震数据信噪比和分辨率的目的。为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种水陆检波器地震数据合并处理的方法，包括以下步骤：对获取的目标区域陆地检波器地震数据进行相位处理；对获取的目标区域水中检波器地震数据和相位处理后的陆地检波器地震数据进行振幅处理，获得振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据；对所述振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据进行傅里叶变换，获得傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据；根据所述振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据计算标定因子，并根据所述傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据，计算所述目标区域的海水深度和海底反射系数；根据所述标定因子、海水深度和海底反射系数对傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据进行加权共接收点合并处理，获得水陆检波器合并数据。另一方面，本申请实施例还提供了一种水陆检波器地震数据合并处理的装置，包括：相位处理单元，用于对获取的目标区域陆地检波器地震数据进行相位处理；振幅处理单元，用于对获取的目标区域水中检波器地震数据和相位处理后的陆地检波器地震数据进行振幅处理，获得振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据；傅里叶变换单元，用于对所述振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据进行傅里叶变换，获得傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据；参数计算单元，用于计算标定因子、目标区域海水深度和目标区域海底反射系数；水陆检数据合并单元，用于根据所述标定因子、海水深度和海底反射系数对傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据进行加权共接收点合并处理，获得水陆检波器合并数据。常规处理方法中，计算标定因子和海底反射系数需要预先设定标定因子和海底反射系数范围值和扫描步长，然后采用扫描方法给出一系列的标定因子和海底反射系数，再通过给出的参数计算出实际的最佳标定因子和最佳海底反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水陆检波器地震数据合并处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：对获取的目标区域的陆地检波器地震数据进行相位处理；对获取的目标区域的水中检波器地震数据和相位处理后的陆地检波器地震数据进行振幅处理，获得振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据；对所述振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据进行傅里叶变换，获得傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据；根据所述振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据计算标定因子，并根据所述傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据，计算所述目标区域的海水深度和海底反射系数；根据所述标定因子、海水深度和海底反射系数对傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据进行加权共接收点合并处理，获得所述目标区域的水陆检波器合并数据。

【技术特征摘要】
1.一种水陆检波器地震数据合并处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：对获取的目标区域的陆地检波器地震数据进行相位处理；对获取的目标区域的水中检波器地震数据和相位处理后的陆地检波器地震数据进行振幅处理，获得振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据；对所述振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据进行傅里叶变换，获得傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据；根据所述振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据计算标定因子，并根据所述傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据，计算所述目标区域的海水深度和海底反射系数；根据所述标定因子、海水深度和海底反射系数对傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据进行加权共接收点合并处理，获得所述目标区域的水陆检波器合并数据；其中，所述加权共接收点合并处理的计算公式为：其中β＝(AHG·AGH)γ其中，S为水陆检波器合并数据，H为傅里叶变换后的水中检波器地震数据，G为傅里叶变换后的陆地检波器地震数据；α为最佳标定因子；A为合并后数据期望均方根振幅；AH为水中检波器道集数据平均均方根振幅，AG为陆地检波器道集数据平均均方根振幅；Rs为水面反射系数；R为最佳海底反射系数；Z为延迟算子，l为虚数单位，且l2＝-1，ω为角频率，D为海水深度，V为海水速度；β为抗噪因子，γ为幂指数，AGH为陆水检波器道集数据平均均方根振幅比，AHG为当前道水陆检波器地震数据均方根振幅比。2.如权利要求1所述的水陆检波器地震数据合并处理的方法，其特征在于，所述根据振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据计算标定因子，具体包括：计算所述振幅处理后的水中检波器地震数据及陆地检波器地震数据的自相关函数及互相关函数；根据所述振幅处理后的水中检波器地震数据及陆地检波器地震数据的自相关函数和互相关函数计算最大方差模方程系数；根据所述最大方差模方程系数计算标定因子特征方程系数；根据所述标定因子特征方程系数构造标定因子特征方程并求解所述的标定因子特征方程，获得标定因子特征方程根；根据所述最大方差模方程系数及所述标定因子特征方程根计算最大方差模，并根据所述最大方差模确定最佳标定因子。3.如权利要求2所述的水陆检波器地震数据合并处理的方法，其特征在于，所述根据最大方差模方程系数及所述标定因子特征方程根计算最大方差模，并根据所述最大方差模确定最佳标定因子，具体包括：根据所述最大方差模方程系数及所述标定因子特征方程根计算最大方差模值Varm(αn)：确定所述最大方差模值Varm(αn)的最大值Varm(αbest)：将Varm(αbest)对应的标定因子特征方程根αbest确定为最佳标定因子；其中，Pm和Qm为最大方差模方程系数，m＝1,2...8，αn为标定因子特征方程根，n＝1,2…15。4.如权利要求1所述的水陆检波器地震数据合并处理的方法，其特征在于，所述根据傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据计算目标区域海水深度，具体包括：根据傅里叶变换后的水中检波器地震数据及陆地检波器地震数据计算水陆检波器地震数据平均互相关谱；根据所述水陆检波器地震数据平均互相关谱计算水陆检波器平均互相关函数；根据所述平均互相关函数计算海水深度。5.如权利要求4所述的水陆检波器地震数据合并处理的方法，其特征在于，所述根据平均互相关函数计算海水深度，具体包括：根据平均互相关函数最大值r[m]确定海水双程旅行时间样点值m:根据所述海水双程旅行时间样点值m计算海水深度H：其中，r[n]为水陆检波器平均互相关函数，n＝1,2,3....NL，NL为数据傅里叶变换样点数；Δt为地震数据时间采样间隔，V为海水速度。6.如权利要求1所述的水陆检波器地震数据合并处理的方法，其特征在于，所述根据傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据计算目标区域海底反射系数，具体包括：根据所述傅里叶变换后的水中检波器地震数据和陆地检波器地震数据计算上行波场数据、一阶延迟上行波场数据和二阶延迟上行波场数据；根据所述上行波场数据、一阶延迟上行波场数据和二阶延迟上行波场数据计算海底反射系数特征方程系数；根据所述海底反射系数特征方程系数构造海底反射系数特征方程，并求解所述海底反射系数特征方程获得海底反射系数值；根据所述海底反射系数值计算上行波场数据能量，并根据所述上行波场数据能量确定最佳海底反射系数。7.如权利要求6所述的水陆检波器地震数据合并处理的方法，其特征在于，根据所述海底反射系数值计算上行波场数据能量，并根据所述上行波场数据能量确定最佳海底反射系数，具体包括：根据海底反射系数值计算上行波场数据能量E1、E2和E3：确定所述上行波场数据能量最小值E(Rbest)：将E(Rbest)对应的海底反射系数Rbest确定为最佳海底反射系数；式中，R1、R2和R3为海底反射系数值，E1、E2和E3为三个海底反射系数对应的上行波场数据能量；d0、d1、d2、d3、和d4为海底反射系数特征方程系数。8.一种水陆检波器地震数据合并处理的装置，其特征在于，包括：相位处理单元，用于对获取的目标区域的陆地检波器地震数据进行相位处理；振幅处理单元，用于对获取的目标区域的水中检波器地震数据和相位处理后的陆地检波器地震数据进行振幅处理，获得振幅处理后的水中检波器地震数据和陆地检波...

【专利技术属性】
技术研发人员：高少武，赵波，罗国安，黄少卿，祝宽海，
申请(专利权)人：中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，中油油气勘探软件国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13