CN103605162B - 基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法及装置，包括：激发并采集单点单检波器接收地震数据；设计震检联合组合，并确定组合响应参数；震检联合组合为炮点和检波器的组合；获得震检联合组合中每个检波器相对于第一个检波器的旅行时差以及每个炮点相对于第一个炮点的延迟时间；获得震检联合组合响应的方向特性；对每个接收道的地震数据经过傅里叶变换后的数据与震检联合组合响应的方向特性在频率域进行组合后，进行逆傅里叶变换，得到每个接收道在时间域的地震记录；根据地震记录选择震检联合组合的方式。通过在室内模拟不同震检联合组合对实际地震记录干扰波的压制效果，减少了野外实地摆放不同震检组合进行试验的工作量。

Description

基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法及装置

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探地震资料处理技术，特别是涉及一种基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法及装置。

背景技术

近年来，针对低信噪比地区，为提高资料品质，许多学者对野外震检组合压噪提高信噪比问题已进行了大量的试验和研究，取得了丰富的成果，对地震资料品质改善与提高起到了关键作用。1998年蒋连斌等给出了一种计算检波器线性组合响应曲线的新方法，该方法对等灵敏度和不等灵敏度的检波器组合响应采用统一的计算公式；2000年，傅朝奎和蒋连斌等从震检联合组合原理及理论分析出发，结合实际资料提出采用较小的组合距进行震检联合组合能压制低频率较低、能量强、视波长较短的面波和短波长、高频率的随机噪声，有利于提高地震资料的信噪比和分辨率；2003年，王永刚等对在实际采集生产中一些现实条件对检波器组合效果进行了深入的讨论，对震检联合组合给出了理论上计算公式；2005年，董世泰等提出了单点单检波器技术，讨论了利用室内组合方法存在一定的优势，但该方法在实际复杂地区勘探应用需要进一步研究；2008年，罗岐峰等在柴达木盆地采集中采用组合检波法对干扰波进行压制取得了较好效果，通过不同组合检波的实验，提出了在干扰强烈的地区，应适当加大组合点数和组内距，尽可能地压制干扰，以提高野外地震资料的信噪比；2006年和2008年，曹务祥对检波器组合中存在的几个问题进行了讨论和分析，主要有：单点接收能否代替组合检波、检波器的点距是否越小越好、组合效应是否随炮检距变化等；2010年，王珂讨论了检波器组合对高分辨率地震勘探的影响，通过对组合基距及组内距的计算，论证了检波器组合对信号频率及振幅的影响程度；2011年，罗岐峰等给出了关于纵向和横向上的组合间距和空间波数的震检组合理论上计算公式，并没有对在实际生产中的具体应用深入讨论；2012年，于世焕等对野外数字检波器单点地震采集与选定的几种组合形式对比试验存在一定的不足，组合的形式较多，在实际生产中不可能完全试验不同的组合图形，不同地区的数据需要不同的组合形式压制干扰波，甚至同一个地区需要不同组合形式提高资料信噪比。

综上所述，为了提高原始资料信噪比，在采集过程中使用检波点和炮点联合组合方式压制干扰波是比较有效的途径，其关键是如何选择合适的震检组合来压制不同工区的干扰波变化。上述现有技术有些仅是纯从理论上进行组合响应分析，没有与实际地震数据结合起来；有些是在野外进行大量不同震检组合的基础上进行分析，摆放不同组合图形的排列给地震队造成大量的人力、物力消耗，增加了成本支出。为此，迫切需要一种能与实际地震数据相结合，可在室内进行不同震检联合组合响应的模拟分析手段，来观察不同组合在实际单炮上压制干扰波的效果，以减少野外的试验工作量，同时可以设计任意不同的组合方式进行分析，为此本发明提出了一种基于实际地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法。

发明内容

本发明实施例提供，用于解决现有野外的试验工作量大以及没有与实际地震数据结合起来。

本发明实施例中一种基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，所述方法包括：

激发并采集单点单检波器接收地震数据；

设计震检联合组合，并确定组合响应参数；所述震检联合组合为炮点和检波器的组合；

获得所述震检联合组合中每个检波器相对于第一个检波器的旅行时差以及每个炮点相对于第一个炮点的延迟时间；其中：将所有检波器在震检联合组合所沿的方位角方向上投影，在方位角反方向上第一个投影点对应的检波器为第一个检波器；将所有炮点在震检联合组合所沿的方位角方向上投影，在方位角反方向上第一个投影点对应的炮点为第一个炮点；

获得所述震检联合组合响应的方向特性；

对每个接收道的所述地震数据经过傅里叶变换后的数据与所述震检联合组合响应的方向特性在频率域进行组合后，进行逆傅里叶变换，得到每个接收道在时间域的地震记录；

根据所述地震记录选择震检联合组合的方式。

上述基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其中，所述组合响应参数包括：最小波长以及近地表地震波均方根速度。

上述基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其中，所述方法还包括：根据公式(1)

${\mathrm{\Δt}}_i=\frac{{\mathrm{\Δx}}_i}{V}{\mathrm{sin\αcos\β}}_i---\left(1\right)$

获取第i个检波器相对于第一个检波器的旅行时差Δt_i；其中：将所有检波器在震检联合组合所沿方位角方向上投影，以在投影线上与第一个检波器投影点的距离从小到大排序后的第i个投影点对应的检波器为第i个检波器，Δx_i为第i个检波器与第一个检波器的距离，β_i为第i个检波器与第一个检波器连线与震检联合组合所沿方位角方向的夹角，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度，i大于等于1且小于等于n，n为检波器的个数。

上述基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其中，所述方法还包括：根据公式(2)

获取第j个炮点相对于第一个炮点的延迟时间Δτ_j；其中：将所有炮点在震检联合组合所沿方位角方向上投影，以在投影线上与第一个炮点投影点的距离从小到大排序后的第j个投影点对应的炮点为第j个炮点，Δy_j为第j个炮点与第一个炮点的距离，为第j个炮点与第一个炮点连线与震检联合组合所沿方位角方向的夹角，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度，j大于等于1且小于等于m，m为炮点的个数。

上述基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其中，所述方法还包括：根据公式(3)

$\mathrm{\Φ}(n,m,f)=\frac{\sqrt{{(1+\underset{j=1}{\overset{m-1}{\Σ}}cos(2{\mathrm{\πf\Δ\τ}}_j\left)\right)}^2+{\left(\underset{j=1}{\overset{m-1}{\Σ}}sin\right(2{\mathrm{\πf\Δ\τ}}_j\left)\right)}^2}}{m}$

$\·\frac{\sqrt{{(1+\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}cos(2{\mathrm{\πf\Δt}}_i\left)\right)}^2+{\left(\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}sin\right(2{\mathrm{\πf\Δt}}_i\left)\right)}^2}}{n}---\left(3\right)$

获取所述震检联合组合响应的方向特性Φ(n,m,f)；其中：Δt_i为第i个检波器相对于第一个检波器的旅行时差，Δτ_j为第j个炮点相对于第一个炮点的延迟时间，i大于等于1且小于等于n，n为检波器个数，j大于等于1且小于等于m，m为炮点个数，f为频率。

上述基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其中，所述方法还包括：根据公式(4)

H(f)＝Φ(n,m,f)·X_k(f)(4)

对每个接收道的所述地震数据与所述震检联合组合响应的方向特性在频率域进行组合；其中：X_k(f)为第k接收道的地震数据经傅里叶变换后的数据。

上述基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其中，所述方法还包括：根据公式(5)

$\mathrm{\λ}=\frac{V}{f\·sin\mathrm{\α}}---\left(5\right)$

获取波数域的震检联合组合响应的方向特性；其中λ为波长，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度。

本发明实施例还提供一种基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置，所述装置包括：

采集单元，用于激发并采集单点单检波器接收地震数据；

设计单元，与所述采集单元连接，用于设计震检联合组合，并确定组合响应参数；所述震检联合组合为炮点和检波器的组合；

计算单元，与所述设计单元连接，用于获得所述震检联合组合中每个检波器相对于第一个检波器的旅行时差以及每个炮点相对于第一个炮点的延迟时间；其中：将所有检波器在震检联合组合所沿的方位角方向上投影，在方位角反方向上第一个投影点对应的检波器为第一个检波器；将所有炮点在震检联合组合所沿的方位角方向上投影，在方位角反方向上第一个投影点对应的炮点为第一个炮点；

处理单元，与所述计算单元连接，用于获得所述震检联合组合响应的方向特性；

转换单元，与所述处理单元连接，用于对每个接收道的所述地震数据经过傅里叶变换后的数据与所述震检联合组合响应的方向特性在频率域进行组合后，进行逆傅里叶变换，得到每个接收道在时间域的地震记录；

分析单元，与所述转换单元连接，根据所述地震记录选择震检联合组合的方式。

上述基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置，其中，所述计算单元根据公式(1)

${\mathrm{\Δt}}_i=\frac{{\mathrm{\Δx}}_i}{V}{\mathrm{sin\αcos\β}}_i---\left(1\right)$

获取第i个检波器相对于第一个检波器的旅行时差Δt_i；其中：将所有检波器在震检联合组合所沿方位角方向上投影，以在投影线上与第一个检波器投影点的距离从小到大排序后的第i个投影点对应的检波器为第i个检波器，Δx_i为第i个检波器与第一个检波器的距离，β_i为第i个检波器与第一个检波器连线与震检联合组合所沿方位角方向的夹角，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度，i大于等于1且小于等于n，n为检波器的个数。

上述基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置，其中，所述计算单元根据公式(2)

获取第j个炮点相对于第一个炮点的延迟时间Δτ_j；其中：将所有炮点在震检联合组合所沿方位角方向上投影，以在投影线上与第一个炮点投影点的距离从小到大排序后的第j个投影点对应的炮点为第j个炮点，Δy_j为第j个炮点与第一个炮点的距离，为第j个炮点与第一个炮点连线与震检联合组合所沿方位角方向的夹角，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度，j大于等于1且小于等于m，m为炮点的个数。

上述基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置，其中，所述处理单元根据公式(3)

$\mathrm{\Φ}(n,m,f)=\frac{\sqrt{{(1+\underset{j=1}{\overset{m-1}{\Σ}}cos(2{\mathrm{\πf\Δ\τ}}_j\left)\right)}^2+{\left(\underset{j=1}{\overset{m-1}{\Σ}}sin\right(2{\mathrm{\πf\Δ\τ}}_j\left)\right)}^2}}{m}$

$\·\frac{\sqrt{{(1+\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}cos(2{\mathrm{\πf\Δt}}_i\left)\right)}^2+{\left(\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}sin\right(2{\mathrm{\πf\Δt}}_i\left)\right)}^2}}{n}---\left(3\right)$

获取所述震检联合组合响应的方向特性Φ(n,m,f)；其中：Δt_i为第i个检波器相对于第一个检波器的旅行时差，Δτ_j为第j个炮点相对于第一个炮点的延迟时间，i大于等于1且小于等于n，n为检波器个数，j大于等于1且小于等于m，m为炮点个数，f为频率。

本发明实施例提供的一种基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法和装置，通过在室内模拟不同震检联合组合对实际地震记录干扰波的压制效果，减少了野外实地摆放不同震检组合进行试验的工作量，节约了大量人力、物力，缩短了开工前的试验周期。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法流程图；

图2为本发明实施例中一种基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置结构示意图；

图3为本发明实施例中震检联合组合模拟响应分析前单点单检波器接收的地震数据示意图；

图4为本发明实施例中单炮记录的振幅谱示意图；

图5为本发明实施例中室内设计的一种震检联合组合的示意图；

图6为本发明实施例中每个检波器相对于第一个检波器的旅行时差示意图；

图7为本发明实施例中每个炮点相对于第一个炮点的延迟时间示意图；

图8为本发明实施例中频率域中震检组合响应的方向特性曲线示意图；

图9为本发明实施例中单炮记录与震检联合组合进行组合后的振幅谱示意图；

图10为本发明实施例中震检联合组合模拟响应分析后的地震记录示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明实施例提供一种基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，如图1所示，所述方法包括：

步骤101，激发并采集单点单检波器接收地震数据；具体的，该步骤中利用常规手段激发单点单检波器来接收地震数据即可。

步骤102，设计震检联合组合，并确定组合响应参数；具体的，所述震检联合组合为炮点和检波器的组合。

进一步的，可以根据勘探地区地质任务的要求，结合地震资料的干扰波类型及其发育特征，在室内设计较多震检联合组合的组合方式，当组合当时确定后，便可得到该组合方式的组合响应参数。较佳的，干扰波类型可以分为面波、折射波、高频噪声以及侧面波，根据干扰波类型的不同便可以设计不同的震检联合组合。

较佳的，所述组合响应参数包括：最小波长以及近地表地震波均方根速度。通过组合响应参数可以获得所述震检联合组合中每个检波器相对于第一个检波器的旅行时差以及每个炮点相对于第一个炮点的延迟时间。

步骤103，获得所述震检联合组合中每个检波器相对于第一个检波器的旅行时差以及每个炮点相对于第一个炮点的延迟时间。

在此，对第一个检波器以及第一个炮点的选择做出了如下规定：将所有检波器在震检联合组合所沿的方位角方向上投影，在方位角反方向上第一个投影点对应的检波器为第一个检波器；将所有炮点在震检联合组合所沿的方位角方向上投影，在方位角反方向上第一个投影点对应的炮点为第一个炮点。

步骤104，获得所述震检联合组合响应的方向特性；

步骤105，对每个接收道的所述地震数据经过傅里叶变换后的数据与所述震检联合组合响应的方向特性在频率域进行组合后，进行逆傅里叶变换，得到每个接收道在时间域的地震记录；

具体的，由于步骤104中得到的震检联合组合响应在频率域的方向特性，因此在与每个接收道的地震数据经过傅里叶变换后的数据组合后，逆傅里叶变换为时间域的地震记录，以便后续选择震检联合组合的方式。

步骤106，根据所述地震记录选择震检联合组合的方式。较佳的，在比较不同震检联合组合的方式，选择合理的震检联合组合形式，以达到压制和削弱干扰波，突出有效波。

本发明上述实施例的方法，通过充分考虑实际野外采集中复杂地表条件等对实际地震资料带来的影响，根据实际地震数据不同点的干扰波发育情况选择不同的震检联合组合的组合形式，在确保一定分辨率的前提下能显著地提高叠前数据信噪比，同时减少了野外实地摆放不同震检组合进行试验的工作量，节约了大量人力、物力，缩短了开工前的试验周期。

本发明实施例所提供的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，较佳的，根据公式(1)：

${\mathrm{\Δt}}_i=\frac{{\mathrm{\Δx}}_i}{V}{\mathrm{sin\αcos\β}}_i---\left(1\right)$

获取第i个检波器相对于第一个检波器的旅行时差Δt_i。具体的，针对于检波器的序列号采用如下规定进行编排：将所有检波器在震检联合组合所沿方位角方向上投影，以在投影线上与第一个检波器投影点的距离从小到大排序后的第i个投影点对应的检波器为第i个检波器。公式(1)中：Δx_i为第i个检波器与第一个检波器的距离，β_i为第i个检波器与第一个检波器连线与震检联合组合所沿方位角方向的夹角，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度，i大于等于1且小于等于n，n为检波器的个数。

本发明实施例所提供的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，较佳的，根据公式(2)：

获取第j个炮点相对于第一个炮点的延迟时间Δτ_j。具体的，针对于炮点的序列号采用如下规定进行编排：将所有炮点在震检联合组合所沿方位角方向上投影，以在投影线上与第一个炮点投影点的距离从小到大排序后的第j个投影点对应的炮点为第j个炮点。公式(2)中：Δy_j为第j个炮点与第一个炮点的距离，为第j个炮点与第一个炮点连线与震检联合组合所沿方位角方向的夹角，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度，j大于等于1且小于等于m，m为炮点的个数。

本发明实施例所提供的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，较佳的，根据公式(3)：

$\mathrm{\Φ}(n,m,f)=\frac{\sqrt{{(1+\underset{j=1}{\overset{m-1}{\Σ}}cos(2{\mathrm{\πf\Δ\τ}}_j\left)\right)}^2+{\left(\underset{j=1}{\overset{m-1}{\Σ}}sin\right(2{\mathrm{\πf\Δ\τ}}_j\left)\right)}^2}}{m}$

$\·\frac{\sqrt{{(1+\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}cos(2{\mathrm{\πf\Δt}}_i\left)\right)}^2+{\left(\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}sin\right(2{\mathrm{\πf\Δt}}_i\left)\right)}^2}}{n}---\left(3\right)$

获取所述震检联合组合响应的方向特性Φ(n,m,f)；公式(3)中：Δt_i为第i个检波器相对于第一个检波器的旅行时差，Δτ_j为第j个炮点相对于第一个炮点的延迟时间，i大于等于1且小于等于n，n为检波器个数，j大于等于1且小于等于m，m为炮点个数，f为频率。

较佳的，Δt_i，Δτ_j可以分别采用上述的公式(1)以及(2)求得。

本发明实施例所提供的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，较佳的，所述方法还包括：根据公式(4)：

H(f)＝Φ(n,m,f)·X_k(f)(4)

对每个接收道的所述地震数据与所述震检联合组合响应的方向特性在频率域进行组合；其中：X_k(f)为第k接收道的地震数据经傅里叶变换后的数据。

本发明实施例所提供的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，较佳的，所述方法还包括：根据公式(5)

$\mathrm{\λ}=\frac{V}{f\·\sin \mathrm{\α}}---\left(5\right)$

获取波数域的震检联合组合响应的方向特性；其中λ为波长，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度。通过公式(5)便可以将频率域的震检联合组合响应的方向特性变化为波数域的震检联合组合响应的方向特性，达到消除干扰震动的目的。

本发明实施例还提供一种基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置，如图2所示，所述装置包括：

采集单元201，用于激发并采集单点单检波器接收地震数据；

设计单元202，与所述采集单元201连接，用于设计震检联合组合，并确定组合响应参数；所述震检联合组合为炮点和检波器的组合；

进一步的，可以根据勘探地区地质任务的要求，结合地震资料的干扰波类型及其发育特征，在室内设计较多震检联合组合的组合方式，当组合当时确定后，便可得到该组合方式的组合响应参数。较佳的，干扰波类型可以分为面波、折射波、高频噪声以及侧面波，根据干扰波类型的不同便可以设计不同的震检联合组合。

较佳的，所述组合响应参数包括：最小波长以及近地表地震波均方根速度。通过组合响应参数可以获得所述震检联合组合中每个检波器相对于第一个检波器的旅行时差以及每个炮点相对于第一个炮点的延迟时间。

计算单元203，与所述设计单元202连接，用于获得所述震检联合组合中每个检波器相对于第一个检波器的旅行时差以及每个炮点相对于第一个炮点的延迟时间。

在此，对第一个检波器以及第一个炮点的选择做出了如下规定：将所有检波器在震检联合组合所沿的方位角方向上投影，在方位角反方向上第一个投影点对应的检波器为第一个检波器；将所有炮点在震检联合组合所沿的方位角方向上投影，在方位角反方向上第一个投影点对应的炮点为第一个炮点。

处理单元204，与所述计算单元203连接，用于获得所述震检联合组合响应的方向特性；

转换单元205，与所述处理单元204连接，用于对每个接收道的所述地震数据经过傅里叶变换后的数据与所述震检联合组合响应的方向特性在频率域进行组合后，进行逆傅里叶变换，得到每个接收道在时间域的地震记录；

具体的，由于处理单元204得到的震检联合组合响应在频率域的方向特性，因此转换单元205将的震检联合组合响应方向特性与每个接收道的地震数据经过傅里叶变换后的数据在频率域进行组合后，再进行逆傅里叶变换，是其为时间域的地震记录，以便后续选择震检联合组合的方式。

分析单元206，与所述转换单元205连接，根据所述地震记录选择震检联合组合的方式。较佳的，在比较不同震检联合组合的方式，选择合理的震检联合组合形式，以达到压制和削弱干扰波，突出有效波。

本发明上述实施例的装置，通过充分考虑实际野外采集中复杂地表条件等对实际地震资料带来的影响，根据实际地震数据不同点的干扰波发育情况选择不同的震检联合组合的组合形式，在确保一定分辨率的前提下能显著地提高叠前数据信噪比，同时减少了野外实地摆放不同震检组合进行试验的工作量，节约了大量人力、物力，缩短了开工前的试验周期。

本发明实施例所提供的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置，较佳的，所述计算单元根据公式(1)

${\mathrm{\Δt}}_i=\frac{{\mathrm{\Δx}}_i}{V}{\mathrm{sin\αcos\β}}_i---\left(1\right)$

获取第i个检波器相对于第一个检波器的旅行时差Δt_i，

具体的，针对于检波器的序列号采用如下规定进行编排：将所有检波器在震检联合组合所沿方位角方向上投影，以在投影线上与第一个检波器投影点的距离从小到大排序后的第i个投影点对应的检波器为第i个检波器，Δx_i为第i个检波器与第一个检波器的距离，β_i为第i个检波器与第一个检波器连线与震检联合组合所沿方位角方向的夹角，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度，i大于等于1且小于等于n，n为检波器的个数。

本发明实施例所提供的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置，较佳的，所述计算单元根据公式(2)

获取第j个炮点相对于第一个炮点的延迟时间Δτ_j。

具体的，针对于炮点的序列号采用如下规定进行编排：将所有炮点在震检联合组合所沿方位角方向上投影，以在投影线上与第一个炮点投影点的距离从小到大排序后的第j个投影点对应的炮点为第j个炮点，Δy_j为第j个炮点与第一个炮点的距离，为第j个炮点与第一个炮点连线与震检联合组合所沿方位角方向的夹角，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度，j大于等于1且小于等于m，m为炮点的个数。

本发明实施例所提供的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置，较佳的，所述处理单元根据公式(3)

$\mathrm{\Φ}(n,m,f)=\frac{\sqrt{{(1+\underset{j=1}{\overset{m-1}{\Σ}}cos(2{\mathrm{\πf\Δ\τ}}_j\left)\right)}^2+{\left(\underset{j=1}{\overset{m-1}{\Σ}}sin\right(2{\mathrm{\πf\Δ\τ}}_j\left)\right)}^2}}{m}$

$\·\frac{\sqrt{{(1+\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}cos(2{\mathrm{\πf\Δt}}_i\left)\right)}^2+{\left(\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}sin\right(2{\mathrm{\πf\Δt}}_i\left)\right)}^2}}{n}---\left(3\right)$

获取所述震检联合组合响应的方向特性Φ(n,m,f)；其中：Δt_i为第i个检波器相对于第一个检波器的旅行时差，Δτ_j为第j个炮点相对于第一个炮点的延迟时间，i大于等于1且小于等于n，n为检波器个数，j大于等于1且小于等于m，m为炮点个数，f为频率。

较佳的，Δt_i，Δτ_j可以分别采用上述的公式(1)以及(2)求得。

本发明基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法中一具体实施例分析方法如下：

1、激发并采集记录单点单检波器接收地震数据，如图3所示，采样间隔是4ms，道间距20m，每道750个采样点，图4为图3所示单炮记录的振幅谱示意图。

2、根据勘探地区地质任务的要求，结合地震资料的干扰波类型及其发育特征，在室内设计震检联合组合，其中一个设计如图5所示，炮点10个，检波器19个。具体的，图中“+”为炮点，值为所示炮点位置上炮点的个数，图中“o”为检波器，值为所示检波器位置上检波器的个数。由此可知，该设计的组合响应参数最小波长为6m，近地表地震波均方根速度1000m/s。

3、一般地震波波前与地面垂直，因此地震波的垂向角度为90度，因此该实施例中可知震检联合组合所沿方位角为28度，图5中方形框圈定的检波器为第一个检波器，椭圆形圈定的炮点为第一个炮点。

具体的，采用前述实施例中的公式(1)计算19个检波器相对于第一个检波器的旅行时差依次为：0ms，0ms，2.32ms，2.57ms，4.39ms，4.70ms，7.25ms，8.83ms，9.32ms，11.69ms，13.27ms，13.52ms，13.76ms，16.07ms，17.96ms，18.20ms，20.27ms，24.95ms，24.95ms。

采用公式(2)计算10个炮点相对于第一个炮点的延迟时间依次为：0ms，2.02ms，2.02ms，10.90ms，11.20ms，15.34ms，20.02ms，24.16ms，26.78ms，31.22ms。

检波点和炮点的分布如图6和图7所示，图6中横坐标为检波器旅行时差，纵坐标为同一位置检波器数量；图7中横坐标为炮点延迟时间，纵坐标为同一位置炮点数量。

4、用公式(3)计算震检联合组合响应的方向特征曲线，其中检波器19个，炮点10个，计算后获得图8，图8为频率域震检组合响应的方向特性曲线。

5、对采集的地震数据每一接收道进行傅里叶变换，用公式(4)式对采集地震记录每一接收道在频率域进行组合计算，图9为图3所示单炮记录进行震检组合计算后的振幅谱，比较图4和图9可以看出，加震检组合后，图4中的干扰波得到较好地压制；

6、对公式(4)计算出的在频率域组合后的每个接收道进行逆傅里叶变换，得到震检联合组合后在时间域的接收道地震记录，如图10所示。

比较图3和图10可以看出，经过室内震检联合组合模拟响应分析后，在原始单炮记录上干扰波得到了压制，有效信号更加突出了，在确保较高分辨率的前提下，单炮叠前地震记录具有较好的信噪比。

综上，本发明上述实施例的方法，通过充分考虑实际野外采集中复杂地表条件等对实际地震资料带来的影响，根据实际地震数据不同点的干扰波发育情况选择不同的震检联合组合的组合形式，在确保一定分辨率的前提下能显著地提高叠前数据信噪比，同时减少了野外实地摆放不同震检组合进行试验的工作量，节约了大量人力、物力，缩短了开工前的试验周期。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其特征在于，所述方法包括：

激发并采集单点单检波器接收地震数据；

设计震检联合组合，并确定组合响应参数；所述震检联合组合为炮点和检波器的组合；

获得所述震检联合组合中每个检波器相对于第一个检波器的旅行时差以及每个炮点相对于第一个炮点的延迟时间；其中：将所有检波器在震检联合组合所沿的方位角方向上投影，在方位角反方向上第一个投影点对应的检波器为第一个检波器；将所有炮点在震检联合组合所沿的方位角方向上投影，在方位角反方向上第一个投影点对应的炮点为第一个炮点；

获得所述震检联合组合响应的方向特性；

对每个接收道的所述地震数据经过傅里叶变换后的数据与所述震检联合组合响应的方向特性在频率域进行组合后，进行逆傅里叶变换，得到每个接收道在时间域的地震记录；

根据所述地震记录选择震检联合组合的方式。

2.根据权利要求1所述的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其特征在于，所述组合响应参数包括：最小波长以及近地表地震波均方根速度。

3.根据权利要求1所述的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其特征在于，所述方法还包括：根据公式(1)

${\mathrm{\Δt}}_i=\frac{{\mathrm{\Δx}}_i}{V}{\mathrm{sin\αcos\β}}_i---\left(1\right)$

获取第i个检波器相对于第一个检波器的旅行时差Δt_i；其中：将所有检波器在震检联合组合所沿方位角方向上投影，以在投影线上与第一个检波器投影点的距离从小到大排序后的第i个投影点对应的检波器为第i个检波器，Δx_i为第i个检波器与第一个检波器的距离，β_i为第i个检波器与第一个检波器连线与震检联合组合所沿方位角方向的夹角，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度，i大于等于1且小于等于n，n为检波器的个数。

4.根据权利要求1所述的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其特征在于，所述方法还包括：根据公式(2)

获取第j个炮点相对于第一个炮点的延迟时间Δτ_j；其中：将所有炮点在震检联合组合所沿方位角方向上投影，以在投影线上与第一个炮点投影点的距离从小到大排序后的第j个投影点对应的炮点为第j个炮点，Δy_j为第j个炮点与第一个炮点的距离，为第j个炮点与第一个炮点连线与震检联合组合所沿方位角方向的夹角，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度，j大于等于1且小于等于m，m为炮点的个数。

5.根据权利要求1所述的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其特征在于，所述方法还包括：根据公式(3)

$\mathrm{\Φ}(n,m,f)=\frac{\sqrt{{(1+\underset{j=1}{\overset{m-1}{\Σ}}cos(2{\mathrm{\πf\Δ\τ}}_j\left)\right)}^2+{\left(\underset{j=1}{\overset{m-1}{\Σ}}sin\right(2{\mathrm{\πf\Δ\τ}}_j\left)\right)}^2}}{m}$

$\·\frac{\sqrt{{(1+\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}cos(2{\mathrm{\πf\Δt}}_i\left)\right)}^2+{\left(\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}sin\right(2{\mathrm{\πf\Δt}}_i\left)\right)}^2}}{n}---\left(3\right)$

获取所述震检联合组合响应的方向特性Φ(n,m,f)；其中：Δt_i为第i个检波器相对于第一个检波器的旅行时差，Δτ_j为第j个炮点相对于第一个炮点的延迟时间，i大于等于1且小于等于n，n为检波器个数，j大于等于1且小于等于m，m为炮点个数，f为频率。

6.根据权利要求5所述的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其特征在于，所述方法还包括：根据公式(4)

H(f)＝Φ(n,m,f)·X_k(f)(4)

对每个接收道的所述地震数据与所述震检联合组合响应的方向特性在频率域进行组合；其中：X_k(f)为第k接收道的地震数据经傅里叶变换后的数据。

7.根据权利要求5所述的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析方法，其特征在于，所述方法还包括：根据公式(5)

$\mathrm{\λ}=\frac{V}{f\·\sin \mathrm{\α}}---\left(5\right)$

获取波数域的震检联合组合响应的方向特性；其中λ为波长，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度。

8.一种基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置，其特征在于，所述装置包括：

采集单元，用于激发并采集单点单检波器接收地震数据；

设计单元，与所述采集单元连接，用于设计震检联合组合，并确定组合响应参数；所述震检联合组合为炮点和检波器的组合；

计算单元，与所述设计单元连接，用于获得所述震检联合组合中每个检波器相对于第一个检波器的旅行时差以及每个炮点相对于第一个炮点的延迟时间；其中：将所有检波器在震检联合组合所沿的方位角方向上投影，在方位角反方向上第一个投影点对应的检波器为第一个检波器；将所有炮点在震检联合组合所沿的方位角方向上投影，在方位角反方向上第一个投影点对应的炮点为第一个炮点；

处理单元，与所述计算单元连接，用于获得所述震检联合组合响应的方向特性；

转换单元，与所述处理单元连接，用于对每个接收道的所述地震数据经过傅里叶变换后的数据与所述震检联合组合响应的方向特性在频率域进行组合后，进行逆傅里叶变换，得到每个接收道在时间域的地震记录；

分析单元，与所述转换单元连接，根据所述地震记录选择震检联合组合的方式。

9.根据权利要求8所述的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置，其特征在于，所述计算单元根据公式(1)

${\mathrm{\Δt}}_i=\frac{{\mathrm{\Δx}}_i}{V}{\mathrm{sin\αcos\β}}_i---\left(1\right)$

获取第i个检波器相对于第一个检波器的旅行时差Δt_i；其中：将所有检波器在震检联合组合所沿方位角方向上投影，以在投影线上与第一个检波器投影点的距离从小到大排序后的第i个投影点对应的检波器为第i个检波器，Δx_i为第i个检波器与第一个检波器的距离，β_i为第i个检波器与第一个检波器连线与震检联合组合所沿方位角方向的夹角，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度，i大于等于1且小于等于n，n为检波器的个数。

10.根据权利要求8所述的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置，其特征在于，所述计算单元根据公式(2)

获取第j个炮点相对于第一个炮点的延迟时间Δτ_j；其中：将所有炮点在震检联合组合所沿方位角方向上投影，以在投影线上与第一个炮点投影点的距离从小到大排序后的第j个投影点对应的炮点为第j个炮点，Δy_j为第j个炮点与第一个炮点的距离，为第j个炮点与第一个炮点连线与震检联合组合所沿方位角方向的夹角，α为地震波波前与地面的夹角，V为近地表地震波均方根速度，j大于等于1且小于等于m，m为炮点的个数。

11.根据权利要求8所述的基于地震数据的震检联合组合模拟响应分析装置，其特征在于，所述处理单元根据公式(3)

$\mathrm{\Φ}(n,m,f)=\frac{\sqrt{{(1+\underset{j=1}{\overset{m-1}{\Σ}}cos(2{\mathrm{\πf\Δ\τ}}_j\left)\right)}^2+{\left(\underset{j=1}{\overset{m-1}{\Σ}}sin\right(2{\mathrm{\πf\Δ\τ}}_j\left)\right)}^2}}{m}$

$\·\frac{\sqrt{{(1+\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}cos(2{\mathrm{\πf\Δt}}_i\left)\right)}^2+{\left(\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}sin\right(2{\mathrm{\πf\Δt}}_i\left)\right)}^2}}{n}---\left(3\right)$

获取所述震检联合组合响应的方向特性Φ(n,m,f)；其中：Δt_i为第i个检波器相对于第一个检波器的旅行时差，Δτ_j为第j个炮点相对于第一个炮点的延迟时间，i大于等于1且小于等于n，n为检波器个数，j大于等于1且小于等于m，m为炮点个数，f为频率。