一种海上时移地震接收点位移校正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种海上时移地震接收点位移校正方法，属于石油天然气地震勘探领 域。
【背景技术】
[0002] 目前，海上石油天然气地震勘探为了提高生产效率，普遍采用拖缆采集的方式进 行。这种海上地震数据采集方式，一般由采集船拖曳着两个汽枪震源和多条采集电缆组成 采集系统（如图1所示），两个气枪震源相隔一定时间交替放炮，震源激发的同时接收电缆 开始记录地下反射信号，并由导航定位系统记录放炮时间和对应的炮点、接收点的位置信 息。采集过程中为了获得理想的观测系统参数，采集船必须保持一定的航速（通常为4-5 节，约2. 5m/s)使接收电缆处于拉直的状态。因此，与陆上地震数据采集时检波器放置在固 定位置不同，海上拖缆数据采集时，接收电缆随采集船移动。可是现有的勘探地球物理地震 资料处理技术都是从陆上地震数据处理技术发展起来的，认为在地震资料采集的过程中检 波点固定不动。当处理海上拖缆采集数据时，这种由采集过程中接收点发生的位移会使成 像剖面产生与采集船航向相反的偏移，且随时间越晚到达的信号偏离实际位置越大。不过 这种由于接收点位移产生的成像位置误差的绝对值一般较小。例如，以2. 5m/s的船速航 行，记录5s时间，采集数据的最大误差为12. 5m，仅相当于相邻道数据的误差。因此在海上 地震资料常规处理中，处理人员忽略接收点位置误差问题，将拖缆采集回来的数据当作固 定缆采集的数据一般不会带来太大问题。可是，在对时移地震资料前后两次采集数据做匹 配处理时，非目的层的两次数据的差异一般接近于零，而差异主要集中在产油层，此时接收 点位移带来的误差相对于油藏变化引起的细微差异就变得不可忽略了。特别是当前后两次 地震资料采集时，采集船航速不一致甚至航向相反，这种接收点位移带来的误差影响将更 加明显。因此，只有消除了海上拖缆采集地震资料的接收点位移影响以后，后续的时移地震 资料匹配处理才更准确合理，从而为后续的地震资料处理、解释提供一个好的数据基础，提 高油气藏变化监测的准确度。
【发明内容】
[0003] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种海上时移地震接收点位移校正方法。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种海上时移地震接收点位移校正 方法，包括以下步骤：1)选择一条炮线，计算采集船在采集该炮线上各炮的地震数据时其 自身的平均航行速度；2)选择该炮线上的某一个炮点，对采集船所采集到的该炮点激发所 获得的地震数据按照采集缆进行分组；3)选择一个采集缆，计算炮点到采集缆上各接收点 的偏移距，以最小偏移距接收点为原点，计算该采集缆各接收点在炮点激发时刻即t = 0时 的弧长坐标<-/?卜…，共n+1个接收点；4)计算t时刻采集缆上各接收 点相对于炮点激发时弧长坐标原点的弧长坐标5)以弧长坐标為丨和t时刻接收点上的地 震数据为原始样本，样条插值if上的地震波场值，此插值结果即为力时刻位移校正后的地 震数据，其中k = 0, 1，2,…，η ;6)按照记录时间间隔逐渐改变t值，重复实施步骤4)和步 骤5)，直到记录时间结束，由此获得在步骤2)所选的炮点下，对步骤3)所选的采集缆上各 接收点的位移校正。
[0005] 所述步骤1)中，对于包括N个炮点的炮线，由下式计算出前N-I个炮数据采集时 采集船的平均航行速度：
[0007] 式中，V1表示第i炮数据采集时采集船的平均航行速度；T i表示第i炮的激发时 间；T1+1表示第i+Ι炮的激发时间^y1分别表示第i炮激发时采集船的横坐标和纵坐标； x1+1、y1+1分别表示第i+Ι炮激发时采集船的横坐标和纵坐标；其中，i = 1，2,. . .，N-I ;
[0008] 第N炮采集时采集船的平均航行速度Vn取值为V N i。
[0009] 所述步骤3)中，所选的采集缆上的各接收点在炮点激发时刻即t = 0时的弧长坐 标起的计算公式为：
[0011] 式中，h表示第j个接收点到第j-l个接收点的弧长；X P yj分别表示第j个接收 点的横坐标和纵坐标；x_j r y_j i分别表示第j-Ι个接收点的横坐标和纵坐标。
[0012] 所述步骤4)中，t时刻采集缆上各接收点相对于炮点激发时弧长坐标原点的弧长 坐标巧的计算公式为：
[0014] 式中，V表示采集船航行速度，其值取自步骤1)，即先确定该炮点为所选炮线上的 第几个炮，然后根据步骤1)计算出该炮数据采集时采集船的平均航行速度赋予V值；t表 示当前地震数据的记录时间，其中k = 0, 1，2,…，η。
[0015] 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：利用本发明方法能够消除海上 拖缆采集地震资料的接收点位移影响，经过本发明方法校正后，后续的时移地震资料匹配 处理将会更准确合理，本发明方法为后续的地震资料处理、解释提供一个较好的数据基础， 有利于提高油气藏变化监测的准确度。
【附图说明】
[0016] 图1是海上3-D双源十缆拖缆采集系统示意图；
[0017] 图2是海上3-D拖缆数据采集过程示意图；
[0018] 图3是从Ρ1/90导航文件提取的放炮时间间隔示意图；
[0019] 图4是根据Ρ1/90导航文件计算的采集船的航行速度；
[0020] 图5是从Ρ2/94导航文件提取的放炮时间间隔示意图；
[0021] 图6是根据Ρ2/94导航文件计算的采集船的航行速度；
[0022] 图7是弧长坐标定义示意图；
[0023] 图8是某实际工区时移地震采集范围图，其中，图（a)中的2003-79线和图（b)中 的2013-08线是两条位置相邻的炮线；
[0024] 图9是2003-79线的叠加剖面，其中，图（a)是校正前，图（b)是校正后，图（c)是 校正前后的差异；
[0025] 图10是与图9同一位置的2013-08线的叠加剖面，其中，图（a)是校正前，图（b) 是校正后，图（c)是校正前后的差异。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0027] 本发明提出了一种海上时移地震接收点位移校正方法，它包括以下步骤：
[0028] 1)选择一条炮线，计算采集船在采集该炮线上各炮的地震数据时其自身的平均航 行速度。
[0029] 图2给出了采集船在某条炮线上进行拖缆数据采集过程的示意图，图中的箭头方 向表示采集船的行驶方向（以北东驶向南西方向为例），左右两个气枪交替放炮，放炮的炮 点依次为a、b、c、d、e、f，其中，炮点a、c、e由左源激发，炮点b、d、f由右源激发，图中三角 形对应放炮时采集船的参考点位置，即参考点A对应a炮激发时采集船的位置，参考点B对 应b炮激发时采集船的位置，以此类推。因此，采集船的航行速度可以根据采集船在相邻两 次放炮的时间间隔内行进的路程求得，即：
[0031 ] 式中，Va表示a炮数据采集时采集船的平均航行速度；T a表示a炮的激发时间；T b 表示b炮的激发时间；xA、yA分别表示参考点A的横坐标和纵坐标；X B、y[^v别表示参考点B 的横坐标和纵坐标。
[0032] 类似地，也可以求出Vb、V。、VjP V 而炮线上最末炮的船速Vf则取其邻近炮点e 的采集时的采集船平均速度，即Vf = V y
[0033] 综上，对于包括N个炮点的某炮线来说，可以利用公式（2)分别计算出前N-I个炮 数据采集时采集船的平均航行速度，第N炮采集时采集船的平均航行速度则认为与第N-I 炮相等。
[0035] 式中，V1表示第i炮数据采集时采集船的平均航行速度；T i表示第i炮的激发时 间；T1+1表示第i+Ι炮的激发时间^y1分别表示第i炮激发时采集船的横坐标和纵坐标； x1+1、y1+1分别表示第i+Ι炮激发时采集船的横坐标和纵坐标；其中，i = 1，2,. . .，N-1。
[0036] 按照公式（2)计算某炮线上各炮数据采集时的采集船的航行速度所需要的全 部信息均可以从该炮线的P1/90导航文件中读取。P1/90导航文件是英国勘探委员会 UKOOA(United Kingdom Offshore Operators Association)于 20 世纪 90 年代初制定的 海上地震勘探导航格式文件，由ASCII码（American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换码）编写，每行80个字符。按照Pl/90导航文件格式规 定：每行记录的首字符如果是V，则表示该行记录是采集船参考点信息，其中第2-13列是炮 线名，第14-16列是空格，第17列是船识别号，第18列是震源识别号，第19列是尾部浮标 识别号，第20-25列是放炮编号，第26-35列是参考点经度坐标，第36-46列是参考点炜度 坐标，第47-55列是参考点投影的世界大地坐标系横坐标（向东为正），第56-64列是参考 点投影的世界大地坐标系纵坐标（向北为正），第65-70列是海水深度，第71-73列是放炮 作业日在本年度内的儒略日（即1月1日记1，1月31日记31，2月1日记32,依此类推）， 第74-79列是放炮时间（74-75、76-77、78-79分别是时、分、秒），第80列是空格。
[0037] 需要说明的是，P1/90导航文件所记录的放炮时间信息只精确到1秒，这相对于一 般10秒左右的放炮间隔，误差较大，由此计算得到的采集船航速也不够准确。图3是以某炮 线的P1/90导航文件计算的放炮时间间隔，数值集中在7、8两秒，包含较大的舍入误差。图 4是用此放炮时间间隔按公式（2)求得的采集船航行速度，受时间精度影响，航行速度主要 集中在2. 65、2. 35m/s两值附近，中间数值存在跳空，即表明米集船航行时