一種水陸檢波器地震數(shù)據(jù)匹配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于石油勘探、開發(fā)及開采技術(shù)，具體的講，是關(guān)于一種水陸檢波器地震 數(shù)據(jù)匹配方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著地震勘探技術(shù)的發(fā)展，海上油氣勘探的難度和深度也越來越大，對地震數(shù)據(jù) 的信噪比和分辨率要求也越來越高。利用OBC (Ocean Bottom Cable，海底電纜)進(jìn)行數(shù)據(jù) 采集的技術(shù)是一種聯(lián)合海上和陸地地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)。OBC使用一個固定的排列，把檢波 器固定在海底接收地震波，而用航船拖拽震源進(jìn)行地震波激發(fā)。在OBC數(shù)據(jù)采集過程中，至 少使用三艘航船：一艘震源船，用來拖拽著氣槍震源排列，進(jìn)行地震波激發(fā)；一艘接收船， 固定不動，連接著海底電纜，接收地震波；一艘航船或者幾艘航船，鋪設(shè)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，隨著電纜和電纜回收系統(tǒng)的改進(jìn)， OBC技術(shù)正在向更深的海域推進(jìn)。三維地震可以精確地描述儲層，為了得到地下介質(zhì)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，同時也要精確定位電纜船，把每一 個檢波器放置到預(yù)先設(shè)計的位置。
[0003] 在OBC數(shù)據(jù)采集時，由于海底和海面都是較強的反射界面。隨著一個反射地震子 波從地下達(dá)到海底，海底電纜中的檢波器感應(yīng)并記錄下這個反射地震子波。這個反射地震 子波繼續(xù)向上前進(jìn)達(dá)到海面，受到海面的反射，然后改變方向向下傳播，達(dá)到海底。海底電 纜中的檢波器，再一次感應(yīng)并記錄下這個地震子波。同時這個地震子波受到海底的反射，然 后改變方向向上傳播，達(dá)到海面，受到海面的反射，然后改變方向向下傳播，達(dá)到海底，反射 地震子波如上的循環(huán)重復(fù)進(jìn)行,形成海水鳴震多次波(交混回響),海水鳴震多次波是海上 地震勘探數(shù)據(jù)中最大的噪聲干擾，消除海水鳴震多次波噪聲干擾，是海上地震數(shù)據(jù)處理中 最為重要的步驟。
[0004] 在淺水區(qū)，使用反褶積方法，可以有效消除海水鳴震多次波干擾，以恢復(fù)一次反射 地震子波。但是對于海水深度超過10米的地區(qū)，反射地震子波與后續(xù)海水鳴震多次波干擾 之間的時差很大，使得反褶積算法不能有效去除海水鳴震多次波干擾產(chǎn)生的同相軸。如果 不能有效地從地震數(shù)據(jù)中去除海水鳴震多次波干擾，那么幾個子波代表著一個反射界面， 這樣就會模糊地質(zhì)斷層界面。
[0005] OBC采集的數(shù)據(jù)提供了同一位置水中檢波器數(shù)據(jù)和陸地檢波器數(shù)據(jù)兩種數(shù)據(jù)。這 兩種數(shù)據(jù)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(chǎn)生的壓力變化；陸地檢波器是一種質(zhì)點速度檢波器，記錄的是質(zhì)點速度變化。由 于這兩種檢波器的記錄機理不同，對于同一位置處海水鳴震多次波干擾，表現(xiàn)出不同特征。 與水中檢波器記錄的海水鳴震多次波干擾相比，陸地檢波器記錄的海水鳴震多次波干擾表 現(xiàn)出極性和振幅特征差異。兩種檢波器記錄的海水鳴震多次波干擾，其相位是不同的，振幅 也是不同的，且振幅相差一個與海底反射系數(shù)成比例的常數(shù)，這個常數(shù)值就是標(biāo)定因子。因 此，利用這種振幅和相位特征差異，可以有效消除海水鳴震多次波干擾。消除海水鳴震多次 波干擾的步驟包括：（1)在每一個接收點位置處，記錄水中檢波器數(shù)據(jù)和陸地檢波器數(shù)據(jù) 兩種數(shù)據(jù)；（2)利用兩種檢波器的傳感器靈敏度(傳導(dǎo)常數(shù))，調(diào)整陸地檢波器數(shù)據(jù)的振幅， 以匹配水中檢波器數(shù)據(jù)的振幅；（3)利用兩種檢波器數(shù)據(jù)，確定相位匹配因子，調(diào)整陸地檢 波器數(shù)據(jù)相位，以匹配水中檢波器數(shù)據(jù)的相位；（4)利用標(biāo)定因子，標(biāo)定調(diào)整振幅后的陸地 檢波器數(shù)據(jù)；（5)把標(biāo)定后的陸地檢波器數(shù)據(jù)，與對應(yīng)的水中檢波器數(shù)據(jù)相加，得到消除海 水鳴震多次波干擾后的海上地震數(shù)據(jù)。這樣，計算相位匹配因子和振幅匹配因子，構(gòu)成了室 內(nèi)海上地震數(shù)據(jù)處理消除海水鳴震多次波干擾方法的根本方法和關(guān)鍵步驟。
[0006] 常規(guī)處理方法中，多采用掃描方法計算確定相位匹配因子，采用預(yù)先設(shè)定一個相 位匹配因子范圍值和掃描步長，采用掃描方法給出一系列的相位匹配因子值，調(diào)整陸地檢 波器數(shù)據(jù)相位，以匹配水中檢波器數(shù)據(jù)的相位，然后計算水中檢波器數(shù)據(jù)和陸地檢波器數(shù) 據(jù)的互相關(guān)函數(shù)，由互相關(guān)函數(shù)計算最大能量，最后由最大的最大能量值，確定出最佳相位 匹配因子。該方法需要大量的互相關(guān)計算和最大能量計算，因此計算非常費時。
[0007] 在通常情況下，水陸兩種檢波器的傳感器靈敏度(傳導(dǎo)常數(shù)）數(shù)值，僅僅野外數(shù)據(jù) 采集人員知道，而室內(nèi)處理人員并不知道水陸兩種檢波器的傳感器靈敏度數(shù)值，因此不可 能使用水陸檢波器的傳感器靈敏度數(shù)值來調(diào)整陸地檢波器數(shù)據(jù)的振幅。另一方面，由于各 個檢波器之間和連接電纜之間也存在制造和與海底接觸耦合的差異，使得各個檢波器之間 表現(xiàn)出的傳感器靈敏度數(shù)值也不相同，采集時僅僅知道制造商提供的制造上的傳感器靈敏 度數(shù)值，而真正檢波器接收時的傳感器靈敏度數(shù)值不可能知道。因此常規(guī)振幅匹配因子計 算與處理，難以滿足實際水陸檢地震數(shù)據(jù)處理的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供一種水陸檢波器地震數(shù)據(jù)匹配方法，以使得水中檢波器數(shù)據(jù)與陸地檢 波器數(shù)據(jù)相位和振幅相匹配，消除地震數(shù)據(jù)中海水鳴震多次波干擾影響，提高地震數(shù)據(jù)信 噪比。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種水陸檢波器地震數(shù)據(jù)匹配方法，該方法包括： 采集利用地震人工震源激發(fā)的水中檢波器地震數(shù)據(jù)及陸地檢波器地震數(shù)據(jù)，并對所述的水 中檢波器地震數(shù)據(jù)及陸地檢波器地震數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；計算凱澤窗希爾伯特因子序列；根 據(jù)陸地檢波器地震數(shù)據(jù)序列及所述的凱澤窗希爾伯特因子序列計算陸地檢波器數(shù)據(jù)希爾 伯特地震道序列；根據(jù)所述的陸地檢波器數(shù)據(jù)希爾伯特地震道序列計算水陸檢波器數(shù)據(jù)互 相關(guān)序列；根據(jù)所述的水陸檢波器數(shù)據(jù)互相關(guān)序列計算相位匹配因子特征方程的特征系 數(shù)；根據(jù)所述的特征系數(shù)計算相位匹配因子；根據(jù)所述的相位匹配因子進(jìn)行陸地檢波器數(shù) 據(jù)相位匹配；計算水中檢波器和陸地檢波器相位匹配數(shù)據(jù)的相關(guān)序列；根據(jù)所述的相關(guān)序 列構(gòu)造并求解振幅匹配因子特征方程；根據(jù)振幅匹配因子特征方程進(jìn)行陸地檢波器數(shù)據(jù)振 幅匹配。
[0010] 在一實施例中，對所述的水中檢波器地震數(shù)據(jù)及陸地檢波器地震數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處 理，包括：定義觀測系統(tǒng)、所述的水中檢波器地震數(shù)據(jù)及陸地檢波器地震數(shù)據(jù)置標(biāo)簽、對所 述