可控震源地震数据零相位子波最小相位化方法技术

本发明专利技术涉及油田的勘探、开发、开采技术，是提供高分辨率的地震图形的可控震源地震数据零相位子波最小相位化方法。实现步骤为：对地震数据处理，转换为可控震源零相位子波地震数据，计算可控震源零相位子波和自相关函数：求解反滤波因子，计算纯相位因子，标定因子，相位转化因子：用相位转化因子把零相位子波转化为最小相位子波，用校正后的地震数据绘制相位校正后的地震数据剖面。本发明专利技术采用通常的地震数据处理系统可有效的把可控震源零相位子波地震数据转化为最小相位地震数据，为反褶积等地震数据处理提供了必要的输入地震数据。

Minimum phase wavelet method of zero phase wavelet for vibroseis seismic data

The invention relates to the exploration, exploitation and mining technology of an oil field, which is a minimum phase wavelet method for providing vibroseis seismic data with high resolution seismic images. The implementation steps for seismic data processing, converted to zero phase wavelet vibroseis seismic data, calculation of vibroseis zero phase wavelet and autocorrelation function: inverse filtering factor, calculation of pure phase factor, calibration factor, phase transformation factor: phase conversion factor of the zero phase wavelet into minimum phase wavelet, rendering of seismic data section after phase correction after correction for seismic data. The invention adopts seismic data processing system usually can effectively put vibroseis seismic data into zero phase wavelet minimum phase deconvolution for seismic data, seismic data processing provides the necessary input seismic data.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田的勘探、开发、开采技术，具体是为反映地下地层层位、 油藏提供高分辨率的地震图形的一种可控震源地震数据零相位子波最小相位 化方法。
技术介绍
地震勘探的过程，就是在地面上的一系列点上，利用人工激发地震波， 地震波向地下传播，当遇到波阻抗(地震波在地层介质中向地下传播的速度 与介质密度的乘积)界面(即上下地层波阻抗不相等面)时，在波阻抗界面 上地震波产生反射现象，地震波传播方向发生改变，地震波开始向上传播， 在地面上的一系列接收点上安置着接收器，接收向上传播的地震波数据，完 成野外勘探。当人工激发地震波采用可控震源激发时，可控震源激发仪器激 发产生可控震源扫描信号，它是一个振幅确定的线性升频正弦扫描信号。地 面接收点上接收器接收到的信号，是这个线性升频正弦扫描信号从可控震源 激发仪器位置处向下传播，当遇到波阻抗界面时，在波阻抗界面上产生反射， 传播方向发生改变，开始向上传播，到达地面的信号。地面接收点上接收器 接收到的信号就是地震数据记录，它表示地下地层介质的反射系数序列与可 控震源扫描信号的褶积。然而，实际接收到的地震数据还包含着激发点和接 收点空间位置和排列位置的信息和各种噪声干扰等。地震数据处理就是对野 外勘探过程中向上传播的地震数据记录进行处理，保留反映地下地层波阻抗 界面的信息，而消除其它的信息，这种信息就是叠后地震数据。这种叠后地6震数据仅反映地下地层的结构和构造。对于可控震源激发的可控震源地震数据记录，第一步就是消除记录上可控 震源扫描信号的影响。把可控震源地震数据记录与可控震源扫描信号进行互 相关，就可以得到去除可控震源扫描信号影响的地震数据，它是可控震源零 相位子波与地下地层介质的反射系数序列的褶积。而炸药震源激发的地震数 据是炸药震源最小相位子波与地下地层介质的反射系数序列的褶积。为了把 可控震源零相位子波地震数据与炸药震源最小相位子波地震数据进行对比， 可以把可控震源零相位子波地震数据的零相位子波转换为最小相位子波，这 样一来两种数据就可以对比，且一起处理。另一方面，为了提高地震数据的 信噪比和分辨率，地震数据处理流程中都包含着地震反褶积处理。而反褶积 处理理论的最根本前提和要求就是地震数据子波的相位是最小相位。这样一 来，对于可控震源零相位子波地震数据，必须把可控震源零相位子波地震数 据的零相位子波转换为最小相位子波，然后才可以做地震反褶积处理以提高 地震数据的信噪比和分辨率。因此对于可控震源地震数据，可控震源地震数 据最小相位化处理是必不可少的处理过程。在地震数据处理中，包括反褶积在内的许多处理都要求地震数据中子波是 最小相位，但在很多情况下难以满足。随着地震勘探的发展，地震数据采集 过程中对环境污染和破坏要求越来越严格。因此与炸药震源激发相比，陆上 越来越多地使用可控震源激发采集地震数据。可控震源激发采集的地震数据 经过自相关后其子波是零相位，因此在反褶积之前首先需要把零相位震源子 波的地震数据转化为最小相位震源子波的地震数据。通常地震数据处理系统 并没有把可控震源零相位震源子波的地震数据转化为最小相位震源子波的功能。对于实际的可控震源零相位震源子波的地震数据，用户要么使用子波整 型来实现这一功能处理，要么就忽视零相位震源子波这一现实直接进行反褶 积处理。这样虽然可以得出反褶积处理结果，但反褶积处理的效果会受到很 大影响。由于可控震源激发采集的地震数据越来越多，因此把零相位震源子 波的地震数据转化为最小相位震源子波的问题就越来越突出。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种满足反褶积等地震数据处理对地震数据必须是 最小相位震源子波要求，得到反映地下地层层位、油藏提供高分辨率的地震 图形的。本专利技术采用如下技术方案实现，包括以下步骤(1) 用通常的可控震源激发手段激发和采集地震数据，对地震数据置标签和定义观测系统以及对地震数据进行互相关的预处理；(2) 采用下式表达可控震源的扫描信号为线性升频正弦波信号<formula>formula see original document page 8</formula>^ (1)式中<formula>formula see original document page 8</formula>式中:顺可控震源扫描信号可控震源扫描信号的起始频率(HZ)/ 可控震源扫描信号的终止频率(HZ)乂 可控震源扫描信号的瞬时频率(HZ)r ——可控震源扫描信号的扫描长度(MS)t; ---可控震源扫描信号起始段镶边斜坡长度(MS)r2—-可控震源扫描信号终止段镶边斜坡长度(MS)j ——可控震源扫描信号的扫描振幅(3)对接收到的地震数据记录用可控震源扫描信号进行自相关处理，把 地震数据记录转换为可控震源零相位子波地震数据，采用下式计算可控震源 零相位子波，《)=f S(f)S + f)rfT (4)式中vv(O表示可控震源子波，是一个零相位子波；(4) 采用下式计算可控震源零相位子波的自相关函数u 0)=〖r + ， ( 5 )它也是对应的最小相位子波的自相关函数；(o;(5) 由最小平方滤波方程求解反滤波因子，<formula>formula see original document page 9</formula>求解出反滤波因子为卯)={^，2;八，^}; (6)由可控震源零相位子波和反滤波因子计算纯相位因子，洲=一)*柳 (7)式中*表示褶积；(7) 由纯相位因子计算相位因子标定因子；由于纯相位因子的自相关函 数为^)，有<formula>formula see original document page 10</formula>式中，<formula>formula see original document page 10</formula>为单位脉冲函数；(8) 计算可控震源地震数据零相位子波最小相位化处理的相位转化因子<formula>formula see original document page 10</formula>(9) 用相位转化因子把零相位子波转化为最小相位子波，可控震源子波 和相位转化因子的互相关函数，即最小相位子波序列v(O，<formula>formula see original document page 10</formula>式中 表示互相关；(10) 用相位转化因子把零相位子波的可控震源地震数据转化为最小相位 子波可控震源地震数据；对可控震源子波地震数据x(O，其对应的最小相位子波地震数据W)为，<formula>formula see original document page 10</formula>(11) 采用通常的方法根据得出相位校正后的地震数据绘制相位校正后的 地震数据剖面。本专利技术采用通常的地震数据处理系统可有效的把可控震源零相位子波 地震数据转化为最小相位地震数据，并应用于实际地震数据处理中。本专利技术仅对可控震源地震数据零相位子波的相位进行处理，而不改变数据 的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控震源地震数据零相位子波最小相位化方法，其特征在于包括以下步骤：　１）用通常的可控震源激发手段激发和采集地震数据，对地震数据置标签和定义观测系统以及对地震数据进行互相关的预处理；　２）采用下式表达可控震源的扫描信号为线性升 频正弦波信号：　ｓ（ｔ）＝Ａ（ｔ）ｓｉｎ２πｆ↓［ｉ］ｔ　（１）　式中：　＊＊＊　式中：　ｓ（ｔ）－－－－可控震源扫描信号　ｆ↓［ｌ］－－－－可控震源扫描信号的起始频率（ＨＺ）　ｆ↓［ｕ］－－－－可控 震源扫描信号的终止频率（ＨＺ）　ｆ↓［ｉ］－－－－可控震源扫描信号的瞬时频率（ＨＺ）　Ｔ－－－－可控震源扫描信号的扫描长度（ＭＳ）　Ｔ↓［１］－－－－可控震源扫描信号起始段镶边斜坡长度（ＭＳ）　Ｔ↓［２］－－－－可控 震源扫描信号终止段镶边斜坡长度（ＭＳ）　Ａ－－－－可控震源扫描信号的扫描振幅　３）对接收到的地震数据记录用可控震源扫描信号进行自相关处理，把地震数据记录转换为可控震源零相位子波地震数据，采用下式计算可控震源零相位子波，　ｗ （ｔ）＝∫↓［０］↑［Ｔ］ｓ（τ）ｓ（τ）ｓ（ｔ＋τ）ｄτ　（４）　式中ｗ（ｔ）表示可控震源子波，是一个零相位子波；　４）采用下式计算可控震源零相位子波的自相关函数：　ｒ↓［ｗｗ］（ｔ）＝∫↓［－Ｔ］↑［Ｔ］ｗ（τ）ｗ（ ｔ＋τ）ｄτ，　（５）　它也是对应的最小相位子波的自相关函数ｒ↓［ｖｖ］（ｔ）；　５）由最小平方滤波方程求解反滤波因子，　＊＊＊　求解出反滤波因子为＊（ｔ）＝｛＊↓［０］，＊↓［１］Λ，＊↓［Ｎ］｝；　６）由 可控震源零相位子波和反滤波因子计算纯相位因子，　＊（ｔ）＝ｗ（ｔ）＊＊（ｔ）　（７）　式中“＊”表示褶积；　７）由纯相位因子计算相位因子标定因子；由于纯相位因子的自相关函数为δ（ｔ），有　ｖ↓［０］＝１／（１／２Ｔ ∫↓［－Ｔ］↑［Ｔ］＊↑［２］（ｔ）ｄｔ）↑［１／２］　（８）　式中，　＊＊＊　为单位脉冲函数；　８）计算可控震源地震数据零相位子波最小相位化处理的相位转化因子：　ｇ（ｔ）＝ｗ（ｔ）＊ａ（ｔ）＝ｖ↓［０］＊（ ｔ）　（９）　９）用相位转化因子把零相位子波转化为最小相位子波，可控震源子波和相位转化因子的互相关函数，即最小相位子波序列ｖ（...

【技术特征摘要】
1、一种可控震源地震数据零相位子波最小相位化方法，其特征在于包括以下步骤1)用通常的可控震源激发手段激发和采集地震数据，对地震数据置标签和定义观测系统以及对地震数据进行互相关的预处理；2)采用下式表达可控震源的扫描信号为线性升频正弦波信号s(t)＝A(t)sin2πfit(1)式中式中s(t) ---- 可控震源扫描信号fl---- 可控震源扫描信号的起始频率(HZ)fu---- 可控震源扫描信号的终止频率(HZ)fi---- 可控震源扫描信号的瞬时频率(HZ)T ---- 可控震源扫描信号的扫描长度(MS)T1---- 可控震源扫描信号起始段镶边斜坡长度(MS)T2---- 可控震源扫描信号终止段镶边斜坡长度(MS)A ---- 可控震源扫描信号的扫描振幅3)对接收到的地震数据记录用可控震源扫描信号进行自相关处理，把地震数据记录转换为可控震源零相位子波地震数据，采用下式计算可控震源零相位子波，式中w(t)表示可控震源子波，是一个零相位子波；4)采用下式计算可控震源零相位子波的自相关函数它也是对应的最小相位子波的自相关函数rvv(t)；5)由最小平方滤波方程求解反滤波因子，求解出反滤波因子为6)由可控震源零相位子波和反滤波因子计算纯相位因子，式中“*”表示褶积；7)由纯相位因子计算相位因子标定因子；由于纯相位因子的自相关函数为δ(t)，有式中，为单位脉冲函数；8)计算可控震源地震数据零相位子波最小相位化处理的相位转化因子9)用相位转化因子把零相位子波转化为最小相位子波，可控震源子波和相位转化因子的互相关函数，即最小相位子波序列v(t)，式中表示互相关；10)用相位转化因子把零相位子波的可控震源地震数据转化为最小相位子波可控震源地震数据；对可控震源子波地震数据x(t)，其对应的最小相位子波地震数据y(t)为，11)采用通常的方法根据得出相位校正后的地震数据绘制相位校正后的地震数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：高少武，赵波，周兴元，杜书奎，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]