一种海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法
【专利摘要】本发明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。本发明可以直接用于海上变深度缆采集地震资料的处理过程中。
【专利说明】一种海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法
【技术领域】
[0001] 本发明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。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。Dechun Lin，Sablon，Yan Gao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。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明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。
[0006] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：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。
[0007] 所述步骤3)中的H(f) = l-eri2nfT，其中，T为地震波从检波器到水表的旅行时。
[0008] 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：
[0009] 鬼波压制相当于求解如下公式的极小值；
[0010] I HSr-S* I (1)
[0011] 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，f是地下反射回 来的地震信号的矩阵表示；
[0012] 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：
[0013] I HSr-S* I I + a (I MSr | (2)
[0014] 其中，I IMSl I为横向约束条件，a为约束因子；
[0015] 在公式（2)的基础上加入稳定泛函得：
[0016] I |HSr-S*| l + a I |MSr| l + e I IlSrI I (3)
[0017] 其中，@表示稳定因子；
[0018] 求解公式（3)的极小值，对公式（3)关于f求导数并令导数等于零，得：
[0019] Ht (HSr-S*) + a M1MSr+ ^ ISr = 0 (4)
[0020] 整理得：
[0021] (HtH+ a MtM+ ^ I) Sr = HtS* (5)
[0022] 根据地震数据的特点给定a和P参数，将a和P代入公式（5)得到一个方程 组，解这个方程组可以求解得到S%得到压制鬼波后的地震数据的频谱。
[0023] a和P两个参数的取值至关重要，a和P根据地震资料的信噪比来确定，假如
【权利要求】
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； 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。
2. 如权利要求1所述的一种海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法，其特征在于：所 述步骤3)中的H(f) = l-eTi2nfT，其中，T为地震波从检波器到水表的旅行时。
3. 如权利要求1或2所述的一种海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法，其特征在 于：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*|| ⑴ 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，f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： Ihs1-SsnI | + a I Ims1I I ⑵ 其中，I ImsI I为横向约束条件，a为约束因子； 在公式（2)的基础上加入稳定泛函得： iHSLSil + allMSil + elllSlI ⑶ 其中，P表示稳定因子； 求解公式（3)的极小值，对公式（3)关于f求导数并令导数等于零，得： Ht (HSr-S*) + a M1MSr+ ^ ISr = O (4) 整理得： (HtH+ a MtM+ ^ I) Sr = HtS* (5) 根据地震数据的特点给定a和0参数，将a和0代入公式（5)得到一个方程组，解 这个方程组可以求解得到S%得到压制鬼波后的地震数据的频谱。
4. 如权利要求3所述的一种海上变深度缆地震数据鬼波压制的方法，其特征在于：a 和@两个参数的取值至关重要，a和0根据地震资料的信噪比来确定，假如地震资料的
【文档编号】G01V1/36GK104360394SQ201410717828
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】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 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油研究总院