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    关 键 词:
    一种 提高 相同 地区 不同 震源 地震 数据 精度 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201611001860.2

    申请日:

    2016.11.10

    公开号:

    CN106772571A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01V 1/28申请日:20161110|||公开
    IPC分类号: G01V1/28; G01V1/36 主分类号: G01V1/28
    申请人: 中国石油化工股份有限公司; 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司物探研究院
    发明人: 王莉; 蔡其新; 李源龙; 壅晨天; 王东奎
    地址: 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
    优先权:
    专利代理机构: 郑州睿信知识产权代理有限公司 41119 代理人: 韩天宝
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611001860.2

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2018.09.28|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种提高相同地区不同震源叠前地震数据精度的方法,属于地震勘探技术领域,采用的技术方案是依据不同震源共同表征的发生交集的重合区内同一目的层的地质属性相同的原则,确定重合区表征同一分析时窗内地质属性的地震特征参数;利用发生交集的重合区内的不同震源的叠后纯波数据,建立表征重合区内同一目的层、同一时窗内不同震源叠前数据的地震特征参数之间的关系,构建不同震源共同表征的评价区内的相同地质属性的叠前数据的地震特征参数,消除了不同震源采集造成的表征地震属性特征参数的差异,提高了地震成果数据的构造和储层解释精度。

    权利要求书

    1.一种提高相同地区不同震源叠前地震数据精度的方法,其特征是:依据不同震源共
    同表征的发生交集的重合区内同一目的层的地质属性相同的原则,确定重合区表征同一分
    析时窗内地质属性的地震特征参数;利用发生交集的重合区内的不同震源的叠后纯波数
    据,建立表征重合区内同一目的层、同一时窗内不同震源叠前数据的地震特征参数之间的
    关系,构建不同震源共同表征的评价区内的相同地质属性的叠前数据的地震特征参数。
    2.根据权利要求1所述的一种提高相同地区不同震源叠前地震数据精度的方法,其特
    征是包括以下步骤:
    (1)利用不同震源叠后纯波数据,构建表征不同震源在评价区内的地震属性的特征参
    数;
    (2)依据目标区和整形区共同表征的发生交集的重合区内同一目的层的地质属性相同
    的原则,确定重合区表征同一分析时窗内地质属性的地震特征参数;
    (3)利用目标区和整形区发生交集的重合区内的不同震源的叠后纯波数据,建立表征
    重合区内同一目的层、同一时窗内不同震源叠前数据的地震特征参数之间的关系,将整形
    区叠前数据与目标区的叠前数据进行匹配;
    (4)构建由炸药震源和转换后的空气枪震源,共同表征的评价区内的相同地质属性的
    叠前数据的地震特征参数。
    3.根据权利要求1或2所述的一种提高相同地区不同震源叠前地震数据精度的方法,其
    特征是:利用不同震源叠后纯波数据,构建表征不同震源在评价区内的地震属性的特征参
    数的方法是:
    (1)获取炸药震源在目标区的叠后纯波数据,并把炸药震源叠后纯波数据的相位、频谱
    作为表征目标区地质属性的地震特征参数;
    (2)获取空气枪震源在整形区的叠后纯波数据,并把空气枪震源叠后纯波数据的相位、
    频谱作为表征整形区地质属性的地震特征参数。
    4.根据权利要求1或2所述的一种提高相同地区不同震源叠前地震数据精度的方法,其
    特征是:依据目标区和整形区共同表征的发生交集的重合区内同一目的层的地质属性相同
    的原则,确定重合区表征同一分析时窗内地质属性的地震特征参数的方法是:
    (1)依据表征炸药震源目标区的地质属性的地震特征参数,确定覆盖目标区目的层的
    分析时窗;
    (2)依据表征空气枪震源整形区的地质属性的地震特征参数,确定覆盖整形区目的层
    的分析时窗;
    (3)依据步骤(1)中确定的覆盖目标区目的层的分析时窗和步骤(2)中确定的覆盖整形
    区目的层的分析时窗,确定覆盖重合区目的层的分析时窗;
    (4)依据目标区和整形区共同表征的发生交集的重合区内同一目的层的地质属性相同
    的原则,确定重合区表征同一分析时窗内地质属性的地震特征参数。
    5.根据权利要求1或2所述的一种提高相同地区不同震源叠前地震数据精度的方法,其
    特征是:利用目标区和整形区发生交集的重合区内的不同震源的叠后纯波数据,建立表征
    重合区内同一目的层、同一时窗内不同震源叠前数据的地震特征参数之间的关系的方法
    是:
    (1)利用目标区和整形区发生交集的重合区叠后纯波数据同一时窗内的地质属性的特
    征参数,构建目标区与整形区的叠前数据相位对应关系;
    (2)利用目标区和整形区发生交集的重合区叠后纯波数据同一时窗内的地质属性的特
    征参数,建立目标区与整形区的叠前数据频谱对应关系。
    6.根据权利要求1或2所述的一种提高相同地区不同震源叠前地震数据精度的方法,构
    建由炸药震源和转换后的空气枪震源,共同表征评价区内的相同地质属性的叠前数据的地
    震特征参数的方法是:
    (1)构建由炸药震源和转换后的空气枪震源,共同表征的目标区和整形区发生交集的
    重合区内的相同地质属性的叠前数据的特征参数;
    (2)构建由炸药震源和转换后的空气枪震源,共同表征的目标区和整形区发生交集的
    重合区外整形区内的相同地质属性的叠前数据的特征参数;
    (3)构建由炸药震源和转换后的空气枪震源,共同表征的目标区和整形区发生交集的
    重合区外目标区内的相同地质属性的叠前数据的特征参数。

    说明书

    一种提高相同地区不同震源叠前地震数据精度的方法

    技术领域

    本发明涉及一种提高相同地区不同震源叠前地震数据精度的方法,属于地震勘探
    技术领域。

    背景技术

    在野外勘探中,受地表激发、接收条件的限制,在相同地区,经常用到炸药震源和
    空气枪两种震源联合施工的情况。这将导致在不同震源表征的采集数据发生交集的重合区
    的地质属性非一致性问题,影响不同震源叠后数据解释的精度,导致由此解释的地质构造
    及储层解释结果的误差较大。鉴于不同震源采集造成的表征相同地区地质属性的地震数据
    的差异,在处理不同震源联合激发的地震资料时,首先要消除不同震源对地震记录的影响,
    需要将一种震源的地震记录转换为另一种震源的地震记录。

    由于叠后数据携带与地下构造形态有关的运动学信息(如反射面形态、旅行时)和
    大量的动力学特征信息(如频率、振幅),比叠前数据具有更高的信噪比和可靠性,地球物理
    工作者期望通过叠后数据来提高叠前地震数据属性一致性。近年来,在实际生产中,相继出
    现了多种解决不同震源叠前数据属性差异的方法,主要包括时移法、叠前子波整形法,但由
    于地震资料的复杂性和方法的可操作性,每种方法都有一定的局限性,概括来说,当前提高
    叠前地震数据属性一致性的方法主要存在以下问题:

    (1)时移法:时移法是将炸药震源和空气枪震源数据分别处理,分析两种震源数据
    在发生交集的重合区的时差变化,并将空气枪震源数据相对炸药震源数据进行时移校正,
    以消除反射时差达到地震数据整形目的。这种方法操作简单、易于实现,但是,当不同震源
    的相位特征差别较大时,单一的时移校正无法同时消除不同地层反射的不同时差,产生地
    质构造假象。

    (2)叠前数据子波整形法:主要通过合理选择相邻的不同震源的两个叠前数据,分
    析两个炮集的相位、频率和振幅差异,并将空气枪震源单炮记录匹配为炸药震源单炮记录。
    这种方法需要从物理位置较接近的单炮中选取具有高信噪比的单炮,依赖于选取单炮品质
    的高低,适用性较窄。当野外采集、接收条件较差时,受地表条件限制,无法得到品质较好的
    叠前数据,特别是当叠前数据品质较低时,相位、频率和振幅都不稳定,无法确定表征相同
    地区不同震源地质属性之间的对应关系,甚至会对品质较好的地震资料造成一定程度的频
    率、能量失真。

    发明内容

    本发明的目的是提供一种提高相同地区不同震源叠前地震数据精度的方法,克服
    了现有技术造成的地质构造及储层解释结果的误差较大、无法确定表征相同地区不同震源
    地质属性之间的对应关系,导致表征地质属性的地震资料失真的缺陷。

    为实现上述目的,本发明采用的技术方案是依据不同震源共同表征的发生交集的
    重合区内同一目的层的地质属性相同的原则,确定重合区表征同一分析时窗内地质属性的
    地震特征参数;利用发生交集的重合区内的不同震源的叠后纯波数据,建立表征重合区内
    同一目的层、同一时窗内不同震源叠前数据的地震特征参数之间的关系,构建不同震源共
    同表征的评价区内的相同地质属性的叠前数据的地震特征参数。

    包括以下步骤:

    1利用不同震源叠后纯波数据,构建表征不同震源在评价区内的地质属性的特征
    参数;

    1.1获取炸药震源在目标区的叠后纯波数据,并把炸药震源叠后纯波数据的相位、
    频谱作为表征目标区地质属性的地震特征参数;

    利用希尔伯特变换,将炸药震源时间域连续信号S炸药(t)变换为S炸药r(t)和S炸药i(t),
    对应的解析信号,由式1所示函数表示:

    S炸药(t)=S炸药r(t)+j S炸药i(t) 式1

    其中,t为时间,S炸药(t)为炸药震源时间域序列,S炸药r(t)被称为实部,S炸药i(t)被称
    为虚部。

    相位是描述信号任何时刻波形变化的度量,相位是随时间变化的,反映了地震记
    录任何时刻所处的状态,炸药震源的相位特性由式2所示函数表示:

    P炸药(t)=tan-1S炸药i(t)/j S炸药r(t) 式2

    频谱是频率的分布曲线,具有明确的物理涵义,利用傅立叶变换,将炸药震源的时
    间域连续信号S(t)进行变换得到由式3表示的炸药震源在频率域的频谱函数:


    其中,t为时间,S炸药(f)为炸药震源的频谱。

    1.2获取空气枪震源在整形区的叠后纯波数据,并把空气枪震源叠后纯波数据的
    相位、频谱作为表征整形区地质属性的地震特征参数;

    根据步骤1.1的定义,空气枪的相位、频谱特性,由式4至5所示函数表示:

    P空气枪(t)=tan-1S空气枪i(t)/j S空气枪r(t) 式4


    其中,t表示时间,P空气枪(t)表示空气枪震源的相位,S空气枪(f)为空气枪震源的频谱。

    2依据目标区和整形区共同表征的发生交集的重合区内同一目的层的地质属性相
    同的原则,确定重合区表征同一分析时窗内地质属性的地震特征参数;

    2.1依据表征炸药震源目标区的地质属性的地震特征参数,确定覆盖目标区目的
    层的分析时窗;

    2.2依据表征空气枪震源整形区的地质属性的地震特征参数,确定覆盖整形区目
    的层的分析时窗;

    2.3依据步骤2.1、2.2划分的覆盖目的层的分析时窗,确定覆盖重合区目的层的分
    析时窗;

    2.4依据目标区和整形区共同表征的发生交集的重合区内同一目的层的地质属性
    相同的原则,确定重合区表征同一分析时窗内地质属性的地震特征参数;

    对于不同震源,由于初始相位和地震波传播的差异,炸药震源和空气枪震源存在
    的相位差异,由式6所示函数表示:

    P′炸药震源叠后(t)=P空气枪震源叠后(t)*△P叠后(T) 式6

    其中,t表示时间,T表示分析时窗范围,△P叠后(T)表示由叠后纯波数据求取的相位
    转换算子,P空气枪震源叠后(t)表示空气枪震源叠后纯波数据相位,P′炸药震源叠后(t)表示空气枪震源
    叠后纯波数据应用转换算子之后的叠后数据的相位。

    对于不同震源,由于初始能量和地震波能量衰减的差异,炸药震源和空气枪震源
    存在的频谱差异,由式7所示函数表示:

    S′炸药震源叠后(f)=S空气枪震源叠后(f)*△S叠后(T) 式7

    其中,t表示时间,T表示分析时窗范围,△S叠后(T)表示由叠后纯波数据求取的频谱
    转换算子,S空气枪震源叠后(f)表示空气枪震源叠后纯波数据频谱,

    S′炸药震源叠后(f)表示空气枪震源叠后纯波数据应用转换算子之后的叠后数据的频
    谱。

    3利用目标区和整形区发生交集的重合区内的不同震源的叠后纯波数据,建立表
    征重合区内同一目的层、同一时窗内不同震源叠前数据的地震特征参数之间的关系,将整
    形区叠前数据与目标区的叠前数据进行匹配;

    3.1利用目标区和整形区发生交集的重合区叠后纯波数据同一时窗内的地质属性
    的特征参数,构建目标区与整形区的叠前数据相位对应关系,由式8所示函数表示:

    P‵炸药震源叠前(t)=P空气枪震源叠前(t)*△P叠后(T) 式8

    其中,t表示时间,P空气枪震源叠前(t)表示整形区内空气枪叠前数据相位,P‵炸药震源叠前(t)
    表示重合区内空气枪震源叠前数据应用步骤2.4求取的相位转换算子后,转换为与之匹配
    的炸药震源叠前数据的相位。

    3.2利用目标区和整形区发生交集的重合区叠后纯波数据同一时窗内的地质属性
    的特征参数,建立目标区与整形区的叠前数据频谱对应关系,由式9所示函数表示:

    S‵炸药震源叠前(f)=S空气枪震源叠前(f)*△S叠后(T) 式9

    其中,t表示时间,S空气枪震源叠前(f)表示整形区内空气枪叠前数据频谱,S‵炸药震源叠前(f)
    表示重合区内空气枪震源叠前数据应用步骤2.4求取的频谱转换算子后,转换为与之匹配
    的炸药震源叠前数据的频谱。

    4构建由炸药震源和转换后的空气枪震源,共同表征的评价区内的相同地质属性
    的叠前数据的地震特征参数;

    4.1构建由炸药震源和转换后的空气枪震源,共同表征的目标区和整形区发生交
    集的重合区内的相同地质属性的叠前数据的特征参数,由式10至11所示函数表示;

    P‵‵重合区叠前(t)=P重合区炸药震源叠前(t)+P‵重合区空气枪震源叠前(t) 式10

    S‵‵重合区叠前(f)=S重合区炸药震源叠前(f)+S‵重合区空气枪震源叠前(f) 式11

    其中,P‵‵重合区叠前(t)表示整个重合区内空气枪震源和炸药震源数据的相位,
    S‵‵重合区叠前(t)表示整个重合区内空气枪震源和炸药震源数据的频谱。

    4.2构建由炸药震源和转换后的空气枪震源,共同表征的目标区和整形区发生交
    集的重合区外整形区内的相同地质属性的叠前数据的特征参数,由式12至13所示函数表
    示;

    P‵重合区外整形区内空气枪震源叠前(t)=P重合区外整形区内空气枪震源叠前(t)*△P叠后(T) 式12

    S‵重合区外整形区内空气枪震源叠前(f)=S重合区外整形区内空气枪震源叠前(f)*△S叠后(T) 式13

    其中,P‵重合区外整形区内空气枪震源叠前(t)表示位于重合区外整形区内外的空气枪震源的相
    位,S‵重合区外整形区内空气枪震源叠前(f)表示重合区外整形区内的空气枪震源的频谱。

    4.3构建由炸药震源和转换后的空气枪震源,共同表征的目标区和整形区发生交
    集的重合区外目标区内的相同地质属性的叠前数据的特征参数;

    目标区数据是炸药震源数据,根据1.1中定义,相位、频谱分别用P炸药震源叠前(t)、
    S炸药震源叠前(f)表示。

    本发明的有益效果是:依据目标区和整形区共同表征的发生交集的重合区内同一
    目的层的地质属性相同的原则,利用表征不同震源在评价区不同区域叠前数据的特征参数
    之间的对应关系,确定重合区表征同一分析时窗内地质属性的地震特征参数,消除了不同
    震源采集造成的表征地质属性特征参数的差异,提高了地震成果数据的构造和储层解释精
    度。

    附图说明

    图1为本发明技术流程框图;

    图2为评价区、目标区、整形区、重合区的关系图;

    图3为炸药震源在目标区叠后纯波剖面图;

    图4为炸药震源在目标区叠后纯波相位谱图;

    图5为炸药震源在目标区叠后纯波频谱图;

    图6为空气枪震源在整形区叠后纯波剖面图;

    图7为空气枪震源在整形区叠后纯波相位谱图;

    图8为空气枪震源在整形区叠后纯波频谱图;

    图9为炸药震源在重合区800ms-1800ms分析时窗叠后纯波剖面;

    图10为炸药震源在重合区800ms-1800ms分析时窗叠后纯波相位谱图;

    图11为炸药震源在重合区800ms-1800ms分析时窗叠后纯波频谱图;

    图12为空气枪震源在重合区800ms-1800ms分析时窗叠后纯波剖面;

    图13为空气枪震源在重合区800ms-1800ms分析时窗叠后纯波相位谱图;

    图14为空气枪震源在重合区800ms-1800ms分析时窗叠后纯波频谱图;

    图15为相位转换算子;

    图16为频谱转换算子;

    图17为炸药震源叠前数据相位谱图;

    图18为空气枪震源叠前数据应用转换算子前的相位谱图;

    图19为空气枪震源叠前数据应用转换算子后的频谱图;

    图20为炸药震源叠前数据频谱图;

    图21为空气枪震源叠前数据应用转换算子后的相位谱图;

    图22为空气枪震源叠前数据应用转换算子后的频谱图;

    图23为空气枪震源数据应用相位转换算子、频谱转换算子前,重合区内叠前数据
    叠后剖面;

    图24为空气枪震源数据应用相位转换算子、频谱转换算子后,重合区内叠前数据
    叠后剖面;

    图25为炸药震源叠前单炮记录;

    图26为空气枪震源数据应用相位转换算子、频谱转换算子前,重合区外整形区内
    叠前单炮记录;

    图27为空气枪震源数据应用相位转换算子、频谱转换算子后,重合区外整形区内
    叠前单炮记录。

    具体实施方式

    利用下面四川盆地某项目为例,并结合附图对本发明详述。由图1-27所示,本发明
    的一个实施例包括以下步骤:

    1图2为四川盆地某项目评价区1、目标区2、整形区3、重合区4的关系图,利用评价
    区1内炸药震源在目标区2的叠后纯波数据和空气枪震源在整形区3的叠后纯波数据,确定
    表征不同震源在目标区、整形区的地质属性的地震特征参数:

    1.1获取炸药震源在目标区2内的叠后纯波数据,并把目标区2内炸药震源叠后纯
    波剖面的振幅、频谱作为表征目标区2地质属性的地震特征参数;

    选择如图3所示的炸药震源叠后纯波数据,进行表征目标区2地质属性的地震特征
    参数分析,分别得到如图4所示的表示炸药震源相位特征的相位谱图和如图5所示的表示炸
    药震源振幅、频率特征的频谱图。

    在图4中,利用希尔伯特变换,将炸药震源时间域连续信号S炸药(t)变换为S炸药r(t)
    和S炸药i(t),对应的解析信号,由式1所示函数表示:

    S炸药(t)=S炸药r(t)+j S炸药i(t) 式1

    利用式2所示函数运算,得到炸药震源在目标区2内的叠后纯波数据任意时刻t的
    相位图:

    P炸药(t)=tan-1s炸药i(t)/s炸药r(t) 式2

    图4横向标号为记录时间,单位为ms,垂向标号为相位值,单位为弧度。

    利用傅立叶变换,将炸药震源在目标2内的时间域连续信号S炸药(t)进行变换得到
    由式3表示的炸药震源在目标2内频率域的振幅、频率关系函数:


    式中,f为频率,t为时间,S炸药(f)为任意时刻的炸药震源频谱。如图5所示,横向标
    号为频率,单位为Hz,垂向标号为振幅,单位为db。

    1.2获取空气枪震源在整形区3内的叠后纯波数据,并把整形区3内空气枪震源叠
    后纯波剖面的振幅、频谱作为表征整形区3地质属性的地震特征参数;

    选择如图6所示的空气枪震源叠后纯波数据,进行表征整形区3地质属性的地震特
    征参数分析,分别得到如图7所示的表示空气枪震源相位特征的相位谱图和如图8所示的表
    示空气枪震源振幅、频率特征的频谱图。

    依据1.1步骤,利用希尔伯特变换和式4所示函数运算,得到空气枪震源在整形区3
    内的叠后纯波数据任意时刻t的相位图:

    P空气枪(t)=tan-1s空气枪i(t)/s空气枪r(t) 式4

    图7横向标号为记录时间,单位为ms,垂向标号为相位值,单位为弧度。

    利用傅立叶变换,将空气枪震源在整形区3内的时间域连续信号S炸药(t)进行变换
    得到由式5表示的空气枪震源在整形区3内频率域的振幅、频率关系函数:


    式中,f为频率,t为时间,S空气枪(f)为任意时刻的空气枪震源频谱。如图8所示,横向
    标号为频率,单位为Hz,垂向标号为振幅,单位为db。

    2依据目标区2和整形区3共同表征的发生交集的重合区4内同一目的层的地质属
    性相同的原则,确定重合区4内表征同一分析时窗内地质属性的地震特征参数:

    2.1依据表征炸药震源目标区2的地质属性的地震特征参数,确定覆盖目标区2目
    的层的分析时窗;

    2.2依据表征空气枪震源整形区3的地质属性的地震特征参数,确定覆盖整形区3
    目的层的分析时窗;

    2.3依据步骤2.1、2.2划分的覆盖目的层的分析时窗,确定覆盖重合区4目的层的
    分析时窗;

    选取目标区2、整形区3发生交集的重合区4内的数据。对重合区4内数据进行了不
    同分析时窗的数据品质参数分析,如表1所示,获取覆盖目的层并且品质最好的时窗作为覆
    盖重合区目的层的分析时窗,为800ms-1800ms。

    表1四川某盆地地震资料品质参数统计表


    2.4依据目标区2和整形区3共同表征的发生交集的重合区4内同一目的层的地质
    属性相同的原则,确定重合区4内表征同一分析时窗内地质属性的地震特征参数;

    依据2.3步骤,选取如图9所示的炸药震源在重合区4分析时窗800ms-1800ms之间
    的叠后纯波数据,进行表征炸药震源在重合区4地质属性的地震特征参数分析,分别得到如
    图10所示的表示炸药震源相位特征的相位谱图和如图11所示的表示炸药震源振幅、频率特
    征的频谱图。选取如图12所示的空气枪震源在重合区4分析时窗800ms-1800ms之间的叠后
    纯波数据,进行表征空气枪震源在重合区4地质属性的地震特征参数分析,分别得到如图13
    所示的表示空气枪震源相位特征的相位谱图和如图14所示的表示空气枪震源振幅、频率特
    征的频谱图。

    依据目标区2和整形区3共同表征的发生交集的重合区4内同一目的层的地质属性
    相同的原则,确定由式6所示函数表示的重合区4内表征同一分析时窗内地质属性的相位特
    征参数,求取相位转换算子。

    P′炸药震源叠后(f)=P空气枪震源叠后(f)*△P叠后(T) 式6

    其中,△P叠后(T)为高阶多项式,求取相位转换算子的过程,可以通过一个滤波器实
    现,△P叠后(T)可以分为多个二阶多项式串联,如式6a所示:

    1+a1t+a2t2

    1+a1t-1+a2t-2 式6a

    式中的a1和a2就是相位校正因子,△P叠后(T)表示炸药震源和空气枪震源的相位转
    换算子,通过对空气枪数据和炸药震源数据的互相关函数运算,对目标区2和整形区3共同
    表征的发生交集的重合区4的叠后纯波数据进行有效的相位校正。图15为求取的相位转换
    算子。

    依据目标区2和整形区3共同表征的发生交集的重合区4内同一目的层的地质属性
    相同的原则,确定由式7所示函数表示的重合区4内表征振幅、频率特征的频谱特征参数,求
    取频谱转换算子。

    S′炸药震源叠后(f)=S空气枪震源叠后(f)*△S叠后(T) 式7

    假设处于同一位置的空气枪震源地震道用Xi(t)(i=1,2,3,…N)表示,炸药震源
    地震道用Yi(t)(i=1,2,3,…N)表示,其中,i为道号,N为地震道数。

    设计一个频谱转换算子Wi(t)运用到地震道Xi(t),使Xi(t)经转换后逼近地震道Yi
    (t)。假设转换后的实际输出Wi(t)*Xi(t)与期望输出的误差为Ei(t),则有:

    Ei(t)=Wi(t)*Xi(t)-Yi(t) 式7a

    应用最小平方原理,使E最小,可求解托普里兹矩阵方程

    Rxx*W=Rzx 式7b

    式中,Rxx为输入道Xi(t)自相关函数矩阵,Rzx为期望输出道Yi(t)与输入道Xi(t)的
    互相关函数向量,W为转换算子向量。求解式子7b就可以得到频谱转换算子。图16为求取的
    频谱转换算子。

    3利用炸药震源目标区2和空气枪震源整形区3发生交集的重合区4内的不同震源
    的叠后纯波数据,建立表征重合区4内同一目的层、同一时窗内不同震源叠前数据的地震特
    征参数之间的关系,将整形区叠前数据与目标区的叠前数据进行匹配;

    3.1利用图15所示表征炸药震源目标区2和空气枪震源整形区3发生交集的重合区
    4内叠后纯波数据同一时窗内的地质属性的相位特征参数,构建由式8所示的炸药震源目标
    区2与空气枪震源整形区3的叠前数据相位特征对应关系:

    P‵炸药震源叠前(t)=P空气枪震源叠前(t)*△P叠后(T) 式8

    其中,t表示时间,P空气枪震源叠前(t)表示整形区3内空气枪叠前数据相位,P‵炸药震源叠前(t)
    表示整形区3内空气枪震源叠前数据应用步骤2.4求取的相位转换算子后,转换为与之匹配
    的炸药震源叠前数据的相位。

    图17为目标区2炸药震源叠前数据相位特征,表示在任意时刻t,炸药震源叠前数
    据的相位值,横向标号为记录时间,单位为ms,垂向标号为相位值,单位为弧度。图18为整形
    区3空气枪震源叠前数据应用相位转换算子前的相位特征,表示在任意时刻t,空气枪震源
    叠前数据应用转换算子前的相位值,横向标号为记录时间,单位为ms,垂向标号为相位值,
    单位为弧度。图19为整形区3空气枪震源叠前数据应用相位转换算子后的相位特征,表示在
    任意时刻t,空气枪震源叠前数据应用转换算子后的相位值,横向标号为记录时间,单位为
    ms,垂向标号为相位值,单位为弧度。

    3.2利用图16所示表征炸药震源目标区2和空气枪震源整形区3发生交集的重合区
    4内叠后纯波数据同一时窗内的地质属性的振幅、频率的频谱特征参数,构建由式9所示的
    炸药震源目标区2与空气枪震源整形区3的叠前数据频谱特征对应关系:

    S‵炸药震源叠前(f)=S空气枪震源叠前(f)*△S叠后(T) 式9

    其中,t表示时间,S空气枪震源叠前(f)表示整形区3内空气枪叠前数据频谱特征,
    S‵炸药震源叠前(t)表示整形区3内空气枪震源叠前数据应用步骤2.4求取的频谱转换算子后,转
    换为与之匹配的炸药震源叠前数据的频谱特征。

    图20为目标区2炸药震源叠前数据频谱特征,表示在任意时刻t,炸药震源叠前数
    据的频谱值,图中横向标号为频率,单位为Hz,垂向标号为振幅,单位为db。图21为整形区3
    空气枪震源叠前数据应用频谱转换算子前的频谱特征,表示在任意时刻t,空气枪震源叠前
    数据应用频谱转换算子前的频谱值,图中横向标号为频率,单位为Hz,垂向标号为振幅,单
    位为db。图22为整形区3空气枪震源叠前数据应用频谱转换算子后的频谱特征,表示在任意
    时刻t,空气枪震源叠前数据应用频谱转换算子后的频谱值,图中横向标号为频率,单位为
    Hz,垂向标号为振幅,单位为db。

    4构建评价区1内由炸药震源在目标区2和转换后的空气枪震源在整形区3,共同表
    征的评价区1内的相同地质属性的叠前数据的地震特征参数:

    4.1构建由炸药震源在目标区2和转换后的空气枪震源在整形区3内,共同表征的
    目标区2和整形区3发生交集的重合区4内的相同地质属性的叠前数据的特征参数,由式10
    至11所示函数表示:

    P‵‵重合区叠前(t)=P重合区炸药震源叠前(t)+P‵重合区空气枪震源叠前(t) 式10

    S‵‵重合区叠前(f)=S重合区炸药震源叠前(f)+S‵重合区空气枪震源叠前(f) 式11

    其中,P‵‵重合区叠前(t)表示空气枪震源在整形区3应用由步骤3得到的相位转换算子
    后,在目标区2和整形区3发生交集的重合区4内共同表征的叠前数据的相位特征参数,
    S‵‵重合区叠前(f)表示空气枪震源在整形区3应用由步骤3得到的频谱转换算子后,目标区2和整
    形区3发生交集的重合区4内共同表征的叠前数据的振幅、频率的频谱特征参数。

    图23为空气枪震源数据应用相位转换算子、频谱转换算子前,目标区2和整形区3
    发生交集的重合区4内叠前数据的叠加剖面,图24为空气枪震源数据应用相位转换算子、频
    谱转换算子后,目标区2和整形区3发生交集的重合区4内叠前数据的叠加剖面。

    4.2构建由炸药震源在目标区2和转换后的空气枪震源在整形区3内,共同表征的
    目标区2和整形区3发生交集的重合区域4外整形区域3内的相同地质属性的叠前数据的特
    征参数,由式12至13所示函数表示:

    P‵重合区外整形区内空气枪震源叠前(t)=P重合区外整形区内空气枪震源叠前(t)*△P叠后(T) 式12

    S‵重合区外整形区内空气枪震源叠前(f)=S重合区外整形区内空气枪震源叠前(f)*△S叠后(T) 式13

    其中,P‵重合区外整形区内空气枪震源叠前(t)表示空气枪震源叠前数据应用由步骤3得到的相位
    转换算子、频谱转换算子后,由位于重合区4外整形区3内外的空气枪震源表征的相位特征,
    S‵重合区外整形区内空气枪震源叠前(f)表示空气枪震源叠前数据应用由步骤3得到的相位转换算子、频谱
    转换算子后,由位于重合区4外整形区3内外的空气枪震源表征的振幅、频率的频谱特征参
    数。

    图25为炸药震源单炮记录,图26为空气枪震源数据应用相位转换算子、频谱转换
    算子前,重合区4外整形区3内叠前数据单炮记录,图27为空气枪震源数据应用相位转换算
    子、频谱转换算子后,重合区4内整形区3内叠前数据单炮记录。

    4.3构建由炸药震源在目标区2和转换后的空气枪震源在整形区3内,共同表征的
    目标区2和整形区3发生交集的重合区域4外目标区2内的相同地质属性的叠前数据的特征
    参数:

    根据步骤1.1中定义,重合区域4外目标区2内的叠前数据是炸药震源。

    关于本文
    本文标题:一种提高相同地区不同震源叠前地震数据精度的方法.pdf
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