针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法与流程

1.本发明涉及油气勘探地震资料处理领域，特别是涉及到一种针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法。


背景技术：

2.海底电缆技术是滩浅海地震勘探的重要手段，海上常规拖缆采集通常将震源和电缆沉放至一定深度，由于海面的存在造成鸣震的干涉作用，导致地震资料分辨率降低、频谱存在陷频等现象。目前，一般利用双检采集对有效波和鸣震的不同响应来压制鸣震。双检采集资料中，两种类型的检波器集成在一个检波装置中一起沉放到海底，压电检波器记录地震波的压力分量，所得的地震记录称之为水检；速度检波器记录地震波的垂向速度分量，所得的地震记录称之为陆检。由于双检资料在振幅、相位以及频率等方面存在较大差异，因此合并之前必须进行一致性处理。利用水检与陆检对于鸣震(下行波)的响应不同，通过两者的合并处理来压制鸣震，增强有效波，以此解决陷波问题。
3.有关海底电缆双检资料的研究始于barr等(1989)提出的海底电缆双检接收技术压制多次波。多年来，许多专家学者针对海底电缆双检技术做出了有益贡献：ball等(1996)提出在双检合并处理之前需要进行振幅和相位的匹配，soubaras(1996)研究了海底双检检波器数据处理技术，bale(1998)根据不同入射角度信息，利用平面波分解计算尺度变换因子并进行双检合并，lawton等(2000)研究了海底电缆地震资料中不同水深的影响，alexandrov等(2014)展示了陆检资料尺度变换因子求取方法并测试了其在复杂介质中的应用效果，sun等(2015)提出了利用上下行波波场分离对双检资料进行校正合并的方法，任立刚等(2015)研究了速度检波器与压电检波器在相位等方面的差异用于指导双检合并。综上所述，目前常用的双检合并处理的技术实现可以概括：利用水检和陆检资料进行匹配后求取一个尺度变换因子，然后再进行合并，有的是直接合并，有的是调90度相位后合并，也有的是将水检和陆检记录的地球物理量统一域中的思路，例如将陆检微分后与水检进行合并，也可以将水检积分后与陆检合并。但是很多实际资料显示，这几种方法的合并效果很多时候并不理想。
4.目前绝大部分双检资料都是基于震源和电缆沉放深度精确已知、海底反射系数为常数的基本假设；而实际采集过程中由于海浪的存在，震源、电缆沉放深度控制的不精确以及测量误差等诸多因素的影响，造成从地震导航数据中获取的震源、电缆深度精度不高，以及实际海面由于上覆空气介质的存在、海面起伏不平等因素造成的海底反射系数并非为常数，从而造成双检合并处理效果不理想。
5.在申请号：cn201710315194.8的中国专利申请中，涉及到一种海底电缆双检资料陆检微分合并方法，包括：对海底电缆双检采集地震资料的水检地震道集和陆检地震道集进行预处理；根据工区的实际地质情况，利用地质经验和认识估计所在工区的海底反射系数r；将陆检资料z的每个地震道对时间t进行求导，即得到陆检微分资料；扫描水检资料和陆检微分资料近偏移距地震道的振幅信息；将所有参与运算的近偏移距地震道振幅扫描信
息进行平均，获得尺度变换因子k；将水检资料与陆检微分资料根据尺度变换因子k与海底反射系数r进行合并叠加。
6.在申请号：cn200810095690.8的中国专利申请中，涉及到一种海底电缆双检地震勘探的数据处理方法和装置。该方法对于海底电缆双检地震勘探获得的地震数据执行以下步骤：计算第一混波记录和第二混波记录；通过计算第二混波记录对第一混波记录的互相关函数，根据其最大值所在的时间获得地震波在海水中的双程传播时间；通过计算第一混波记录的自相关函数次极值与最大值的比值，获得海底反射系数；利用所述海底反射系数压制所述地震数据中的鸣震干扰。
7.在申请号：cn201711278019.2的中国专利申请中，涉及到一种联合压制浅海obc地震资料多次波的方法，其包括如下步骤：s1、在海底电缆采集方式中会同时使用压力检波器和速度检波器来记录地震波，并进行水陆合并；s2、联合多种多次波压制方法，分域分阶段进行组合去多次波。
8.目前，双检合并技术是海底电缆双检地震资料勘探处理中的关键环节。常规的双检合并技术都是基于陆检资料或水检资料单独进行数学变换或直接合并，没有考虑两种检波器在不同水深造成的能量、相位差异性，合并结果不理想。以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种能够在不需要人工参与的基础上通过数据驱动自适应求取相关因子，进而提高双检合并的处理效果的针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法。
10.本发明的目的可通过如下技术措施来实现：针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法，该针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法包括：
11.步骤1，对水检和陆检资料分别进行预处理；
12.步骤2，对水检和陆检资料逐点相位扫描，将对比求取的相位加权因子应用到陆检数据；
13.步骤3，对水检和陆检拉东域资料逐点扫描，求取双检资料的振幅因子和海底反射系数；
14.步骤4，对水检和陆检资料进行波场分离，得到上行波场资料和下行波场资料；
15.步骤5，将水检和陆检资料在上行波场进行合并叠加。
16.本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
17.在步骤1，对水检和陆检资料分别进行预处理，分别对水检和陆检数据资料分选、观测系统定义、线性动校正、水深校正、异常噪音衰减、能量一致性补偿处理这些处理，得到预处理后的水检和陆检的地震共炮点域数据。
18.在步骤2，通过对水检和陆检资料分别转换到检波点域后，保证水检和陆检资料空间上位置的完全对应；将水检和陆检资料逐点进行相位扫描对比求取相位加权因子，将求取的加权因子应用到陆检数据。
19.在步骤2，将求取的加权因子应用到陆检数据的公式为：
20.(1+d)p＝cal(t)*(1-d)z，
21.其中p为水检分量,z为陆检分量,cal为相位因子,d为在水中地震波的双程传播算子，t为地震波传播的时间，单位是毫秒；陆检相位校正后叠加与水检叠加相位一致。
22.在步骤3，两种检波器资料相位一致后，对水检和陆检资料分别进行拉东变换转到拉东域。
23.在步骤3，通过水检和陆检资料的振幅数量级进行对比得到的振幅加权因子k，应用后水检和陆检资料的振幅一致，同时对水检和陆检拉东域资料进行逐点扫描利用波阻抗反演求取海底反射系数r。
24.在步骤5，根据水检和陆检的振幅加权因子k和海底反射系数r，将两种检波器数据的上行波场资料进行合并叠加得到双检合并叠加数据，通过拉东变换后求取因子在上行波将水检和陆检两种数据合并叠加。
25.在步骤5，将两种检波器数据的上行波场资料进行合并叠加得到双检合并叠加数据的公式为：
[0026][0027]
公式中：pzsum为合并后数据；p为水检分量；z为陆检分量；k为能量系数；r为海底反射系数。
[0028]
本发明中的针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法，适用于滩浅海地震资料，通过基于拉东变换双检合并处理对双检资料中产生的鸣震及陷波等噪声的压制。该针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法可以在拉东域自适应求取水检和陆检能量系数及海底反射系数，完全数据驱动，无需先验信息。通过实际资料应用结果表明，本文提出的方法理论正确，能够在保证有效波能量不受损害的前提下，能有效压制鸣震，拓宽地震资料的频带范围，提高资料分辨率，为后续海上双检合并处理研究提供了依据。通过实际工区验证了该技术的正确性和有效性。
[0029]
本发明针对海上资料的基于拉东变换双检合并自适应压制鸣震等噪声方法，为进一步获取最优的叠前数据，用于后续处理解释工作提供更可靠的信息。
附图说明
[0030]
图1为本发明的针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法的一具体实施例的流程图；
[0031]
图2为本发明的一具体实施例中陆检资料相位校正前叠加的示意图；
[0032]
图3为本发明的-具体实施例中陆检资料相位校正后叠加的示意图；
[0033]
图4为本发明的-具体实施例1中陆检资料叠加的示意图；
[0034]
图5为本发明的-具体实施例1中水检资料叠加的示意图；
[0035]
图6为本发明的-具体实施例1中基于拉东变换双检合并叠加的示意图；
[0036]
图7为本发明的-具体实施例2中陆检资料叠加的示意图；
[0037]
图8为本发明的-具体实施例2中水检资料叠加的示意图；
[0038]
图9为本发明的-具体实施例2中基于拉东变换双检合并叠加的示意图；
[0039]
图10为本发明的-具体实施例3中陆检资料叠加的示意图；
[0040]
图11为本发明的-具体实施例3中水检资料叠加的示意图；
[0041]
图12为本发明的-具体实施例3中基于拉东变换双检合并叠加的示意图。
具体实施方式
[0042]
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0043]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
[0044]
本发明的针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法，包括了以下步骤：
[0045]
步骤1，对水检和陆检资料分别进行观测系统定义、水深校正、异常噪音衰减、能量一致性补偿处理等处理，得到预处理后的水检和陆检的地震共炮点域数据。
[0046]
步骤2，对水检和陆检资料分别转换到检波点域后，将陆检数据与水检数据逐点进行相位扫描对比求取相位加权因子，将求取的加权因子应用到陆检数据，即(1+d)p＝cal(t)*(1-d)z，其中p为水检分量,z为陆检分量,cal为相位因子，t表示的是地震波传播的时间，单位是毫秒,d为在水中地震波的双程传播算子。
[0047]
步骤3，对水检和陆检资料分别进行拉东变换转到拉东域，通过水检和陆检资料的振幅数量级进行对比得到的振幅加权因子k，应用后水检和陆检资料的振幅一致。同时对水检和陆检拉东域资料进行逐点扫描利用波阻抗反演求取海底反射系数r。
[0048]
步骤4，对水检和陆检数据分别实现波场分离，得到上行波场和下行波场资料。
[0049]
步骤5，根据水检和陆检的振幅加权因子k和海底反射系数r，将两种检波器数据的上行波场资料利用公式进行合并叠加得到双检合并叠加数据。公式中：pzsum为合并后数据；p为水检分量；z为陆检分量；k为能量系数；r为海底反射系数。
[0050]
在应用本发明的一具体实例中，利用海底电缆双检资料，按照本发明的操作步骤进行一种针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法实现，为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。本实施例以xx油田xxx地区三维地震资料为目标靶区，应用本方法对该资料进行处理，以验证本方法的效果。该资料地表主要是浅海，海水深度为0-25m，炮点沉放深度为水下1.5-5m，道间距为50m，炮间距50m，时间采样间隔为1ms，采样点数7000。采用上述方法对该资料进行处理。
[0051]
实施例1：在应用本发明的具体实施例1中，按照图1所示的一种针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法步骤进行实现。
[0052]
步骤101，对水检和陆检资料分别进行预处理，分别对水检和陆检数据资料分选、观测系统定义、线性动校正、水深校正、异常噪音衰减、能量一致性补偿处理等处理，得到预处理后的水检和陆检的地震共炮点域数据。
[0053]
步骤102，通过对水检和陆检资料分别转换到检波点域后，保证水检和陆检资料空间上位置的完全对应。选取水检和陆检资料的0到2000米的偏移距信息后逐点进行相位扫描对比求取相位加权因子，t表示的是地震波传播的时间，单位是毫秒，将求取的加权因子应用到陆检数据，即(1+d)p＝cal(t)*(1-d)z，其中p为水检分量,z为陆检分量,cal为相位因子,d为在水中地震波的双程传播算子。陆检资料相位校正前叠加(图2)，陆检资料相位校正后叠加(图3)和水检资料叠加相位一致；
[0054]
步骤103，两种检波器资料相位一致后，对水检和陆检资料分别进行拉东变换转到拉东域。通过水检和陆检资料在0到2000米的偏移距信息振幅数量级进行对比得到的振幅加权因子k，应用后水检和陆检资料的振幅一致，同时对水检和陆检拉东域资料在0到2000米的偏移距信息进行逐点扫描利用波阻抗反演求取海底反射系数r。在拉东域可以准确求取振幅加权因子和海底反射系数。
[0055]
步骤104，对水检和陆检数据分别实现波场分离，得到上行波场和下行波场资料。
[0056]
步骤105，根据水检和陆检的振幅加权因子k和海底反射系数r，将两种检波器数据的上行波场资料利用公式进行合并叠加得到双检合并叠加数据。公式中：pzsum为合并后数据；p为水检分量；z为陆检分量；k为能量系数；r为海底反射系数。陆检资料叠加(图4)，水检资料叠加(图5)，通过基于拉东变换双检合并叠加剖面(图6)可以看出有效波信息加强，连续性加强，鸣震得到较好的消除。对水检叠加和陆检叠加频谱以及合并后的叠加频谱可以看出鸣震、陷波等信息得到较好的压制，能够在保护有信息的前提下拓宽频带，提高地震资料的分辨率，这些特征都验证了本合并方法的有效性。实际处理效果证明，一种针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法在xx油田xxx地区海上资料能够取得较好的效果。
[0057]
实施例2：在应用本发明的具体实施例2中，按照图1所示的一种针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法步骤进行实现。
[0058]
步骤101，对水检和陆检资料分别进行预处理，分别对水检和陆检数据资料分选、观测系统定义、线性动校正、水深校正、异常噪音衰减、能量一致性补偿处理等处理，得到预处理后的水检和陆检的地震共炮点域数据。
[0059]
步骤102，通过对水检和陆检资料分别转换到检波点域后，保证水检和陆检资料空间上位置的完全对应。选取水检和陆检资料的0到3000米的偏移距信息后逐点进行相位扫描对比求取相位加权因子，将求取的加权因子应用到陆检数据，即(1+d)p＝cal(t)*(1-d)z，其中p为水检分量,z为陆检分量,cal为相位因子,t表示的是地震波传播的时间，单位是毫秒,d为在水中地震波的双程传播算子。陆检资料相位校正前叠加(图2)，陆检资料相位校正后叠加(图3)和水检资料叠加相位一致；
[0060]
步骤103，两种检波器资料相位一致后，对水检和陆检资料分别进行拉东变换转到拉东域。通过水检和陆检资料在0到3000米的偏移距信息振幅数量级进行对比得到的振幅加权因子k，应用后水检和陆检资料的振幅一致，同时对水检和陆检拉东域资料在0到3000米的偏移距信息进行逐点扫描利用波阻抗反演求取海底反射系数r。在拉东域可以准确求取振幅加权因子和海底反射系数。
[0061]
步骤104，对水检和陆检数据分别实现波场分离，得到上行波场和下行波场资料。
[0062]
步骤105，根据水检和陆检的振幅加权因子k和海底反射系数r，将两种检波器数据的上行波场资料利用公式进行合并叠加得到双检合并叠加数据。公式中：pzsum为合并后数据；p为水检分量；z为陆检分量；k为能量系数；r为海底反射系数。陆检资料叠加(图7)，水检资料叠加(图8)，通过基于拉东变换双检合并叠加剖面(图9)可以看出有效波信息加强，连续性加强，鸣震得到较好的消除。对水检叠加和陆检叠加频谱以及合并后的叠加频谱可以看出鸣震、陷波等信息得到较好的压制，能够在保护有信息的前提下拓宽频带，提高地震资料的分辨率，这些特征都验证了本合并方法的有效性。实际处理效果证明，一种针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法在xx油田xxx地区海上资料能够取得较好的效果。
[0063]
实施例3：在应用本发明的具体实施例3中，按照图1所示的一种针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法步骤进行实现。
[0064]
步骤101，对水检和陆检资料分别进行预处理，分别对水检和陆检数据资料分选、观测系统定义、线性动校正、水深校正、异常噪音衰减、能量一致性补偿处理等处理，得到预处理后的水检和陆检的地震共炮点域数据。
[0065]
步骤102，通过对水检和陆检资料分别转换到检波点域后，保证水检和陆检资料空间上位置的完全对应。选取水检和陆检资料的0到4000米的偏移距信息后逐点进行相位扫描对比求取相位加权因子，将求取的加权因子应用到陆检数据，即(1+d)p＝cal(t)*(1-d)z，其中p为水检分量,z为陆检分量,cal为相位因子,t表示的是地震波传播的时间，单位是毫秒,d为在水中地震波的双程传播算子。陆检资料相位校正前叠加(图2)，陆检资料相位校正后叠加(图3)和水检资料叠加相位一致；
[0066]
步骤103，两种检波器资料相位一致后，对水检和陆检资料分别进行拉东变换转到拉东域。通过水检和陆检资料在0到4000米的偏移距信息振幅数量级进行对比得到的振幅加权因子k，应用后水检和陆检资料的振幅一致，同时对水检和陆检拉东域资料在0到4000米的偏移距信息进行逐点扫描利用波阻抗反演求取海底反射系数r。在拉东域可以准确求取振幅加权因子和海底反射系数。
[0067]
步骤104，对水检和陆检数据分别实现波场分离，得到上行波场和下行波场资料。
[0068]
步骤105，根据水检和陆检的振幅加权因子k和海底反射系数r，将两种检波器数据的上行波场资料利用公式进行合并叠加得到双检合并叠加数据。公式中：pzsum为合并后数据；p为水检分量；z为陆检分量；k为能量系数；r为海底反射系数。陆检资料叠加(图10)，水检资料叠加(图11)，通过基于拉东变换双检合并叠加剖面(图12)可以看出有效波信息加强，连续性加强，鸣震得到较好的消除。对水检叠加和陆检叠加频谱以及合并后的叠加频谱可以看出鸣震、陷波等信息得到较好的压制，能够在保护有信息的前提下拓宽频带，提高地震资料的分辨率，这些特征都验证了本合并方法的有效性。实际处理效果证明，一种针对海底电缆双检资料的基于拉东变换双检合并方法在xx油田xxx地区海上资料能够取得较好的效果。
[0069]
本发明中的基于拉东变换的双检合并方法，将水检和陆检资料在共检波点域逐点进行相位扫描获得相位因子应用于陆检资料，基本消除了两种检波器之间的相位差异。其
次在拉东域逐点计算两种检波器的振幅因子和海底反射系数，基本消除了两种检波器之间的能量差异和频率差异。最后在时间域对两种检波器资料的上行波场数据进行合并，合并后有效波场叠加加强，鸣震及陷波干扰得到压制，有效频带拓宽，提高资料的分辨率。该合并方法实现过程中完全数据驱动，无需先验信息，计算效率高，替代了常规合并处理中使用经验参数，能够在不需要人工参与的基础上通过数据驱动自适应求取相关因子，进而提高双检合并的处理效果。
[0070]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0071]
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。