CN105467440A - 一种全向矢量地震数据处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全向矢量地震数据处理方法及装置，应用于地震全向矢量检波器。其中，该方法包括：采集地震全向矢量检波器的全向矢量地震数据，对全向矢量地震数据执行预处理操作；对执行预处理操作之后的全向矢量地震数据执行纵横波分离操作，得到纵波数据和横波数据；对纵波数据和横波数据相继执行空间矢量计算和波场恢复操作、成像操作，再建模得到纵波速度体和横波速度体。通过本发明，解决了现有地震勘探技术不能测量及处理地震波场的散度数据和全旋度数据的问题，从而提高了构造、岩性、流体勘探精度和可靠性，推动了地震勘探从构造勘探向岩性勘探和流体勘探方向发展。

Description

一种全向矢量地震数据处理方法及装置

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，尤其涉及一种全向矢量地震数据处理方法及装置。

背景技术

根据波动理论，波动不只表示振动，还表示振动的传播。具体地：1、振动可分解为线振动、旋振动；2、波场散度驱动纵波，波场旋度驱动横波；3、线振动是散度和旋度的共同作用，既包含纵波，也包含横波；4、旋振动只与旋度有关；5、体旋度是完全旋度，面旋度是不完全旋度。因此，只能检测线振动的技术，不能干净分离纵横波。必须是能够检测体旋度或散度的技术，才有可能解出纯横波和纯纵波。

波动的空间运动属性，包含了丰富的信息，可以在波场分离、信噪比、保真度、成像精度、介质属性分析等方面起到重要作用。但是，现有采集技术却只能检测振幅、频率、相位等信息，基本没有检测波动空间运动属性的功能。

目前地震波的检测，是将波振动转换为电信号(电压、电流)或再进行数字转换来实现。将机械运动转换为电信号的方法，不外乎应用电磁检波器、电容检波器、压电检波器和光纤应变检波器。

电磁检波器和电容检波器是线振动型，有工作方向。理想方向滤波效应为cosθ，out(t)＝A(t)cosθ。A(t)和θ都是未知的，仅单个器件是求不出真振幅A(t)和夹角θ的。MEMS检波器基本属于电容型检波器，也遵循上述规律。

光纤应变检波器可归于线振动或压强型，单器件也不能确定振动方向。所以，单个电磁检波器、电容检波器和光纤应变检波器，都不能区分波场振动方向，更不具备检测波场散度旋度的功能。

压电检波器是压强型，输出与周围液态介质压强有关，无方向性，不能区分振动方向。液态环境中压强各向同性，等效于波场散度。但在陆上固态环境，即使将其置于液态容器中，也无法实现散度测量。

三分量检波器，以三矢量合成方法，可以求出波场振动方向θ和振幅A(t)。这也是称其为矢量检波器的原因，但只是测量点的线振动矢量，不能检测振动性质、旋度和散度。

综上所述，现有地震勘探技术不能测量地震波场的散度和全旋度，不能解决波场振动方向、传播方向、真振幅和纵横波分离的问题，致使现有地震勘探技术的地层成像、地层岩性和流体检测精度不能完全满足资源勘探需求，具体表现在以下两个方面：

1)对地震波动性质研究分析的限制

由于对地震波场的信息采集不全，导致纵波、横波分解不开，有用信息和干扰信息的界定模糊不清。干扰源的分析基于假设和海量试验，但效果不佳。例如，陆上提高保真度和山地改善信噪比的采集处理方法相互制约，噪音压制效果有待进一步提高。

2)限制了波动理论，尤其是全弹理论的进一步研究

弹性波理论的应用，通过全弹波动方程的研究、数据采集、实验、应用，能够解出介质弹性参数，准确确定介质属性及其空间分布状态，从而提高岩性和流体识别精度。利用地震波动的空间运动属性，例如：振动性质、散度、旋度等介质弹性参数，开展弹性波研究，是提高资源勘探精度的技术发展方向。但是，现有地震勘探技术无法准确测量地震波场的散度数据和旋度数据，从而限制了波动理论，尤其是全弹理论的进一步研究。

现有传统地震勘探技术在野外利用垂直振动的检波器，记录地震波场在垂直方向投影的振幅、到达时间，称之为纵波勘探，在某些情况下利用水平放置的检波器，记录地震波场在水平方向投影的振幅和到达时间，称之为转换波勘探，也称之为横波勘探。这种观测方式存在纵波和横波不纯等问题。对观测到的纵波、横波分别和联合对纵横波进行成像处理，分别和联合对纵横波进行属性拾取和分析、反演。由于观测到的地震波记录中纵横波混杂，相互干涉，造成陆上纵波信噪比低，横波不易识别，地震成像精度受到一定影响，岩性预测和流体预测存在一定的多解性。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种全向矢量地震数据处理方法及装置，以至少解决现有地震勘探技术不能测量及处理地震波场的散度数据和旋度数据的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种全向矢量地震数据处理方法，应用于地震全向矢量检波器，其中，所述地震全向矢量检波器包括：八个检波器及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述八个检波器，使得每两个检波器的底面位于一正四面体的其中一个正三角形面上，位于同一正三角形面上的两个检波器的工作轴与该正三角形面的交点均位于该正三角形面的一个角的角平分线上并且相对于该正三角形面的中心对称；

所述方法包括：

采集所述地震全向矢量检波器的全向矢量地震数据，对所述全向矢量地震数据执行预处理操作；对执行预处理操作之后的全向矢量地震数据执行纵横波分离操作，得到纵波数据和横波数据；对所述纵波数据和所述横波数据执行空间矢量计算和波场恢复操作；其中，所述波场恢复操作包括：静校正操作和反褶积操作；基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据执行成像操作，得到纵波成像数据和横波成像数据；基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据，以及所述纵波成像数据和所述横波成像数据进行建模，得到纵波速度体和横波速度体。

优选地，对所述全向矢量地震数据执行预处理操作，包括：利用全向矢量观测系统，检查采集到的全向矢量地震数据是否符合质控条件；归类存储符合质控条件的全向矢量地震数据。

优选地，对执行预处理操作后的全向矢量地震数据执行纵横波分离操作，得到纵波数据和横波数据，包括：基于所述符合质控条件的全向矢量地震数据，求出总线振动量；根据所述地震全向矢量检波器的旋量数据求出横波线振动分量，根据所述横波线振动分量得到横波数据；将所述总线振动量减去所述横波线振动分量，得到纵波线振动分量，根据所述纵波线振动分量得到纵波数据。

优选地，对所述纵波数据和所述横波数据执行空间矢量计算，包括：在矢量方向上，根据方位角及倾角分选输出不同方向的纵波数据；在矢量方向上，根据方位角及倾角分选输出不同方向的横波数据；将所述不同方向的横波数据减去地面横波数据，得到不同方向的有效横波数据。

优选地，对所述纵波数据和所述横波数据执行波场恢复操作，包括：基于所述不同方向的纵波数据，分方向计算纵波地表方向一致性静校正量及纵波地表方向一致性反褶积因子；基于所述不同方向的有效横波数据，分方向计算横波地表方向一致性静校正量及横波地表方向一致性反褶积因子；分方向根据所述纵波地表方向一致性静校正量、所述纵波地表方向一致性反褶积因子，生成执行所述波场恢复操作之后的纵波数据；分方向根据所述横波地表方向一致性静校正量、所述横波地表方向一致性反褶积因子，生成执行所述波场恢复操作之后的横波数据。

优选地，基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据执行成像操作，包括：基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据，形成纵波成像剖面或纵波成像三维体；基于执行所述波场恢复操作之后的横波数据，形成横波成像剖面或横波成像三维体。

优选地，基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据，以及所述纵波成像数据和所述横波成像数据进行建模，得到所述纵波速度体和所述横波速度体，包括：基于所述纵波成像数据在时间域上建立纵波速度界面，基于所述横波成像数据在时间域上建立横波速度界面；在所述纵波速度界面中输入纵波初始速度，得到纵波速度模型；在所述横波速度界面中输入横波初始速度，得到横波速度模型；基于所述纵波速度模型进行叠前深度偏移操作，得到纵波数据CIP道集；基于所述横波速度模型进行叠前深度偏移操作，得到横波数据CIP道集；利用所述纵波数据CIP道集对执行所述波场恢复操作之后的纵波数据进行迭代速度分析，得到纵波速度体；利用所述横波数据CIP道集对执行所述波场恢复操作之后的横波数据进行迭代速度分析，得到横波速度体。

根据本发明的另一个方面，提供了一种全向矢量地震数据处理装置，应用于地震全向矢量检波器，其特征在于，所述地震全向矢量检波器包括：八个检波器及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述八个检波器，使得每两个检波器的底面位于一正四面体的其中一个正三角形面上，位于同一正三角形面上的两个检波器的工作轴与该正三角形面的交点均位于该正三角形面的一个角的角平分线上并且相对于该正三角形面的中心对称；

所述装置包括：

数据采集模块，用于采集所述地震全向矢量检波器的全向矢量地震数据全向矢量地震数据；预处理模块，用于对所述全向矢量地震数据执行预处理操作；纵横波分离模块，用于对执行预处理操作之后的全向矢量地震数据执行纵横波分离操作，得到纵波数据和横波数据；空间矢量计算模块，用于对所述纵波数据和所述横波数据执行空间矢量计算；波场恢复模块，用于对执行空间矢量计算之后的纵波数据和横波数据执行波场恢复操作；其中，所述波场恢复操作包括：静校正操作和反褶积操作；成像模块，用于基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据执行成像操作，得到纵波成像数据和横波成像数据；建模模块，用于基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据，以及所述纵波成像数据和所述横波成像数据进行建模，得到纵波速度体和横波速度体。

优选地，所述预处理模块包括：质控单元，用于利用全向矢量观测系统，检查采集到的全向矢量地震数据是否符合质控条件；存储单元，用于归类存储符合质控条件的全向矢量地震数据。

优选地，所述纵横波分离模块包括：横波分离单元，用于基于所述符合质控条件的全向矢量地震数据，求出总线振动量；根据所述地震全向矢量检波器的旋量数据求出横波线振动分量，根据所述横波线振动分量得到横波数据；纵波分离单元，用于将所述总线振动量减去所述横波线振动分量，得到纵波线振动分量，根据所述纵波线振动分量得到纵波数据。

优选地，所述空间矢量计算模块包括：纵波数据计算单元，用于在矢量方向上，根据方位角及倾角分选输出不同方向的纵波数据；横波数据计算单元，用于在矢量方向上，根据方位角及倾角分选输出不同方向的横波数据；将所述不同方向的横波数据减去地面横波数据，得到不同方向的有效横波数据。

优选地，所述波场恢复模块包括：纵波计算单元，用于基于所述不同方向的纵波数据，分方向计算纵波地表方向一致性静校正量及纵波地表方向一致性反褶积因子；分方向根据所述纵波地表方向一致性静校正量、所述纵波地表方向一致性反褶积因子，生成执行所述波场恢复操作之后的纵波数据；横波计算单元，用于基于所述不同方向的有效横波数据，分方向计算横波地表方向一致性静校正量及横波地表方向一致性反褶积因子；分方向根据所述横波地表方向一致性静校正量、所述横波地表方向一致性反褶积因子，生成执行所述波场恢复操作之后的横波数据。

优选地，所述成像模块包括：纵波成像单元，用于基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据，形成纵波成像剖面或纵波成像三维体；横波成像单元，用于基于执行所述波场恢复操作之后的横波数据，形成横波成像剖面或横波成像三维体。

优选地，所述建模模块包括：界面建立单元，用于基于所述纵波成像数据在时间域上建立纵波速度界面，基于所述横波成像数据在时间域上建立横波速度界面；模型建立单元，用于在所述纵波速度界面中输入纵波初始速度，得到纵波速度模型；在所述横波速度界面中输入横波初始速度，得到横波速度模型；叠前深度偏移操作单元，用于基于所述纵波速度模型进行叠前深度偏移操作，得到纵波数据CIP道集；基于所述横波速度模型进行叠前深度偏移操作，得到横波数据CIP道集；速度体生成单元，用于利用所述纵波数据CIP道集对执行所述波场恢复操作之后的纵波数据进行迭代速度分析，得到纵波速度体；利用所述横波数据CIP道集对执行所述波场恢复操作之后的横波数据进行迭代速度分析，得到横波速度体。

本发明提供了一种全向矢量地震数据处理方法及装置，应用地震全向矢量检波器采集全向矢量地震数据为基础，进行地震波的散度和旋度分离，通过散度和旋度处理分析，最终形成不含横波振动信号(旋度)的纯纵波信息和不含胀缩振动信号(散度)的纯横波信息，分别对纵波和横波进行成像处理，进而进行纵、横波联合反演、解释等工作，解决了现有地震勘探技术不能测量及处理地震波场的散度数据和全旋度数据的问题，从而提高了构造、岩性、流体勘探精度和可靠性，推动了地震勘探从构造勘探向岩性勘探和流体勘探方向发展。

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，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的第一种结构示意图；

图3是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的第二种结构示意图；

图4是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的第一种结构的工作矢量示意图；

图5是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的第二种结构的工作矢量示意图；

图6是根据本发明实施例的平行矢量示意图；

图7是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的空间矢量关系图；

图8是根据本发明实施例的全积分等效高斯散度结构示意图；

图9是根据本发明实施例的斯托克斯积分正反旋等效结构示意图；

图10是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器实测输出示意图；

图11是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的球形壳体外观示意图；

图12是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的外观示意图；

图13是根据本发明实施例的全向矢量地震数据处理方法的流程图；

图14是根据本发明实施例的全向矢量地震数据处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

传统技术中的地震波检测流程如下：

根据波动方程，介质质点在力场中的运动关系如下式(1)：

$\mathrm{\ρ}\frac{{\∂}^2\stackrel{\→}{U}}{\∂t^2}=(\mathrm{\λ}+\mathrm{\μ})grad\mathrm{\θ}+\mathrm{\μ}{\▿}^2\stackrel{\→}{U}+\mathrm{\ρ}\stackrel{\→}{F}\mathrm{...}\left(1\right)$

其中，λ、μ是拉梅常数，ρ是密度，U是位移向量，t是时间。

是外力向量， $\stackrel{\→}{F}=f_x\stackrel{\→}{i}+f_y\stackrel{\→}{j}+f_z\stackrel{\→}{k}.$

是拉普拉斯算子， ${\▿}^2=\frac{{\∂}^2}{\∂x^2}+\frac{{\∂}^2}{\∂y^2}+\frac{{\∂}^2}{\∂z^2}.$

θ是体变系数， $\mathrm{\θ}=div\stackrel{\→}{U}=\frac{\∂u}{\∂x}+\frac{\∂v}{\∂y}+\frac{\∂w}{\∂z}.$

对公式(1)求散度，得到以下公式(2)：

$\frac{{\∂}^2\mathrm{\θ}}{\∂t^2}-V_p^2{\▿}^2\mathrm{\θ}=\frac{{\∂}^2\mathrm{\θ}}{\∂t^2}-\frac{\mathrm{\λ}+2\mathrm{\μ}}{\mathrm{\ρ}}{\▿}^2\mathrm{\θ}=div\stackrel{\→}{F}\mathrm{...}\left(2\right)$

其中，div是散度，V_p是纵波传播速度。

对公式(1)求旋度，得到以下公式(3)有：

$\frac{{\∂}^2\stackrel{\→}{w}}{\∂t^2}-V_s^2{\▿}^2\stackrel{\→}{w}=\frac{{\∂}^2\stackrel{\→}{w}}{\∂t^2}-\frac{\mathrm{\μ}}{\mathrm{\ρ}}{\▿}^2\stackrel{\→}{w}=rot\stackrel{\→}{F}\mathrm{...}\left(3\right)$

其中，rot是旋度。w＝rot(U)，V_s是横波传播速度。

在传统技术中，地震波的检测只是采集到在检波器的竖直工作方向的投影，根本就不是之后就根据公式(2)演化各种方程解纵波；采集到在检波器的水平工作方向的投影，之后就根据公式(3)演化各种方程解横波。在这些误差的基础上进行联合求解、联合反演。因此，致使最终的数据处理结果存在一定误差。

本发明的技术方案就是利用地震全向矢量检波器采集质点振动的旋度，即在采集点的响应，采集线振动矢量，就是在采集点的响应，之后求出散度，就是在采集点的响应。上述是本发明技术方案的核心。下面首先对上述地震全向矢量检波器的结构进行介绍，再结合实施例对本发明基于地震全向矢量检波器进行全向矢量地震数据处理的技术方案进行介绍。

实施例一

本发明提出的地震全向矢量检波器，其在空间结构上是各向均等平衡的，这是现有技术中检波器都不具备的结构优势，利用这个结构优势可实现地震波场全信息的准确检测。

图1是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的结构示意图，如图1所示，该地震全向矢量检波器包括：八个检波器及支撑结构，将八个检波器分成四组，两个检波器为一组，该支撑结构用于支撑上述八个检波器，使得每一组的两个检波器的底面位于一正四面体的其中一个正三角形面上，位于同一正三角形面上的两个检波器的工作轴与该正三角形面的交点均位于该正三角形面的一个角的角平分线上并且相对于该正三角形面的中心对称。

需要说明的是，上述工作轴为虚拟轴，用以说明位置关系。在实际应用中，检波器的工作轴并不一定位于检波器的正中央位置(即中心轴)。上述正四面体并非为实体结构，而是虚拟的空间结构，旨在描述八个检波器之间的位置关系。

本实施例根据场论的散度和旋度公式，设计特定的空间运动全矢量检测结构，以实现对地震波场的频率、振幅、相位、振动方向、尤其是波动力场的散度和旋度的全信息检测，形成全新的地震全向矢量检波器技术。

地震全向矢量检波器的支撑结构可以基于需求设计成任意形状，本发明对此不做限定，只要能保证空间矢量形态即可。优选地，可以设计为正四面体形状，正四面体支撑结构的尺寸一般大于上述虚拟的正四面体。优选地，正四面体支撑结构的每个面可以改变为任意曲面，从而满足不同需求。支撑结构的材料不局限于固态，支撑结构的刚度与测量结果相关，因此可基于需求选择不同材料。

在本实施例中，正四面体的每个正三角形面上有两个检波器，这两个检波器在正三角形面的摆放位置，需要符合特定要求，才能保证地震全向矢量检波器的正常工作。对于每个正三角形面上两个检波器的位置，至少有两种摆放方式，下面分别进行介绍。

1)图2是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的第一种结构示意图，图2以支撑结构为正四面体形状为例进行介绍，如图2所示，设正四面体的其中一个正三角形面为主三角形面100，主三角形面100其中一个角定义为正四面体的第一顶角a，主三角形面100上的两个检波器的工作轴与主三角形面100的交点均位于第一顶角a的角平分线上；

第一顶角a对应的底边所在的正四面体的另一面定义为正四面体的第一侧面101，该底边的中点在主三角形面100逆时针方向滑动，遇到的第一侧面101上的角定义为第二顶角b，第一侧面101上的两个检波器的工作轴与第一侧面101的交点均位于第二顶角b的角平分线上；

需要说明的是，上述逆时针方向是在主三角形面100水平朝上放置时，人面对第一侧面101时的逆时针方向，下述的逆时针方向及顺时针方向均采用此方式。

第二顶角b对应的底边所在的正四面体的另一面定义为正四面体的第二侧面102，该底边的中点在第一侧面101顺时针方向滑动，遇到的第二侧面102上的角定义为第三顶角c，第二侧面102上的两个检波器的工作轴与第二侧面102的交点均位于第三顶角c的角平分线上；

第三顶角c对应的底边所在的正四面体的另一面定义为正四面体的第三侧面103，该底边的中点在第二侧面102逆时针方向滑动，遇到的第三侧面103上的角定义为第四顶角d，第三侧面103上的两个检波器的工作轴与第三侧面103的交点均位于第四顶角d的角平分线上。

2)图3是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的第二种结构示意图，图3以支撑结构为正四面体形状为例进行介绍，如图3所示，上述第一顶角a、上述第二顶角b、上述第三顶角c及上述第四顶角d分别对应正四面体的第一顶点A、第二顶点B、第三顶点C及第四顶点D。

主三角形面100上的两个检波器的工作轴与主三角形面100的交点均位于第一顶角a的角平分线上；

第一侧面101上的两个检波器的工作轴与第一侧面101的交点均位于第三顶点C在第一侧面101上的角的角平分线上；

第二侧面102上的两个检波器的工作轴与第二侧面102的交点均位于第四顶点D在第二侧面102上的角的角平分线上；

第三侧面103上的两个检波器的工作轴与第三侧面103的交点均位于第二顶点B在第三侧面103上的角的角平分线上。

对于上述两种摆放方式，还可以采取下述方法实现：

1)在正四面体的四个正三角形面上，分别设置连接一个角、面几何中心和对边棱(即对应的底边)中点的唯一的一条直线。正四面体的一个面朝上设置(即上述主三角形面)，体几何中心与此面的几何中心的连线竖直向上定义为地震全向矢量检波器的竖直轴(也可以称为主轴)，也是第一线矢量轴，朝上设置的面上设置的上述直线的方向，定义为地震全向矢量检波器的自北方向(也可以称为第一方向)。沿与自北方向垂直相交的棱(即底边)逆时针滑动遇到的第一侧面上的角，指向对棱中点的方向定义为第二方向，沿与第二方向垂直相交的棱顺时针滑动遇到的第二侧面上的角，指向对棱中点的方向定义为第三方向，沿与第三方向垂直相交的棱逆时针滑动遇到的第三侧面上的角，指向对棱中点的方向定义为第四方向。

沿上述四个方向的方向线上，在每个正三角面的中心向角和棱分别移动a(其中，0<a<λ/4，λ是波长)各安装一个工作方向垂直于正三角面的高灵敏度宽频带全倾角检波器。

2)在上述朝上设置的面上，沿与上述自北方向垂直相交的棱顺时针滑动遇到的角，指向对棱中点的方向定义为第五方向，沿与第五方向垂直相交的棱逆时针滑动遇到的角，指向对棱中点的方向定义为第六方向，沿与第六方向垂直相交的棱顺时针滑动遇到的角，指向对棱中点的方向定义为第七方向。

沿上述四个方向的方向线上，在每个正三角面的中心向角和棱分别移动a(其中，0<a<λ/4，λ是波长)各安装一个工作方向垂直于正三角面的高灵敏度宽频带全倾角检波器。

本实施例中的检波器至少可以是圆柱电磁型检波器，需满足：各个圆柱电磁型检波器的底面与正四面体的体几何中心的距离为各个检波器互不接触的最小值；还可以是扁片电容型检波器。当然，也可以是其他类型的检波器，只要能够在地震全向矢量检波器中正常工作即可，本发明对此不做限制。

图4是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的第一种结构的工作矢量示意图，图5是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的第二种结构的工作矢量示意图，图4和图5中的每个面上的箭头表示工作矢量，与主三角形面100垂直的中心轴设置为主轴200，主三角形面100上第一顶角a的角平分线的方向设置为自北方向。

图6是根据本发明实施例的平行矢量示意图，如图6所示，在光滑连续波场中，间距远小于波长的两个平行矢量与波场的点乘之和除以2，等于中间位置的矢量与波场的点乘。

图7是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的空间矢量关系图，如图7所示，图中的各个箭头即表示每个面上的工作矢量。图7中的圆表示地震全向矢量检波器的八个空间矢量所围成的内切圆球。

图8是根据本发明实施例的全积分等效高斯散度结构示意图，图9是根据本发明实施例的斯托克斯积分正反旋等效结构示意图，结合图8和图9所示的矢量关系可知：

根据散度高斯定理：可得本发明实施例的地震全向矢量检波器的散度公式：

根据旋度斯托克斯公式：可得本实施例的正旋度公式：以及，反旋度公式：

其中，A为波场函数，l为检波器响应矢量，i为检波器的内道序号，为采集到的第i道内部道数据，在上述全积分等效高斯散度结构上：为第一组，i＝1-4，为第二组，i＝5-8。div为散度，rot为旋度，V为体积，dv为体积微分，S为面积，dS为面积微分，m为正m面体的个数；n_i为第i面法线上的检波器响应矢量。根据三角和差化积公式，在本特定结构上，

需要说明的是，本发明提供的地震全向矢量检波器是基于虚拟正四面体的四根轴(即正四面体的体中心与四个正三角面的中心连线构成的立体星型轴)形成的四均分立体空间平衡结构。各个检波器的底面距体中心距离d，d为单元器件互不接触的最小值，在正四面体的每个正三角形面上分别与轴平行安装两个高灵敏度宽频带全倾角检波器，其振幅响应与自身工作轴和波场法线间夹角θ的关系为out(t)＝A(t)cosθ，其中，A(t)为检波器在θ＝0时对波场的响应。

在地震全向矢量检波器中，每个正三角形面上靠近角的检波器为第一组，靠近棱(即对边)的检波器为第二组，第一组或第二组的检波器在空间中构成符合斯托克斯旋度公式的封闭环路。第一组输出为正旋度，第二组输出为负旋度。

位于同一正三角形面上的两个检波器的算术和，在a小于λ/4的情况下，等效于位于每个正三角面的中心处的检波器，形成四个指向正四面体的体中心的测量矢量，与高斯散度公式的要求完全吻合。

本实施例完美地将斯托克斯旋度结构和高斯散度结构结合于一体，形成了旋散结合的全矢量地震测量空间结构。

地震全向矢量检波器中包括八个检波器，第一组和第二组的检波器共计8道数据输出。图10是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器实测输出示意图，如图10所示，四个上述第一电路的输出结果，对应于图10中所示的第一组旋量，四个上述第二电路的输出结果，对应于图10中所示的第二组旋量。第一组旋量与第二组旋量的和为0，第一组旋量与第二组旋量的差为双旋量。地震全向矢量检波器的矢量方向由1旋向2右手法则确定，总旋矢量方向可经矢量运算求出。振动线矢量可以由冗余矢量计算求出。等同于传统三分量检波器计算出的振动线矢量。应用旋度求解横波振动线矢量的方法，可以求出纯横波线矢量，从总振动线矢量中减去纯横波线矢量，可得纯纵波振动线矢量。

前面已经对地震全向矢量检波器的具体结构进行了详细描述，在实际使用过程中，为了方便放置，地震全向矢量检波器的支撑结构上连接一圆椎形尾椎，该圆椎形尾椎的轴线的延长线经过正四面体的一个顶点后，垂直穿过正四面体的其中一个面的中心。在正常使用过程中，该圆锥形尾椎竖直朝下插入地面，从而便于固定。

地震全向矢量检波器还可以设置球形壳体，分为上半球形壳体和下半球形壳体，八个检波器及支撑结构放置在球形壳体内部，下半球形壳体的底部设置尾椎孔，上述尾椎穿过下半球形壳体的尾椎孔。图11是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的球形壳体外观示意图，如图11所示，地震全向矢量检波器的球形壳体分为上半球形壳体20和下半球形壳体21，地震全向矢量检波器的支撑结构上连接的圆椎形尾椎30穿过下半球形壳体21的底部设置的尾椎孔31。通过该优选实施方式，可以保护检波器，稳固地震全向矢量检波器。

为了将地震全向矢量检波器的支撑结构及其上的八个检波器稳固放在球形壳体中，可以将支撑结构的形状设计为易于放入球形壳体的形状。图12是根据本发明实施例的地震全向矢量检波器的外观示意图，如图12所示，将正四面体形状的支撑结构的各个顶点削掉一块，以便于安置在球形壳体中，确保地震全向矢量检波器采集数据的准确性。

考虑到上半球形壳体和下半球形壳体的固定问题，本实施例提供了一种优选实施方式，即：上半球形壳体和下半球形壳体的边缘分别设置相互配合的突出部，上半球形壳体和下半球形壳体的突出部通过固定组件固定。例如，通过螺丝和螺丝孔的方式固定。从而保证地震全向矢量检波器在实际操作过程中的稳定性。

对于地震全向矢量检波器的信号输出线，可以在球形壳体上设置信号线孔，使检波器的信号输出线穿过该信号线孔，从而便于信号输出线输出到壳体外面，有效获取数据。

为了避免地震全向矢量检波器进水影响使用，可以在球形壳体的上半球形壳体和下半球形壳体之间的接合缝隙、尾椎孔和信号线孔，均密封防水，例如，可以选择硅胶或橡胶材料进行密封，从而提高地震全向矢量检波器的密封性。

本发明提供的地震全向矢量检波器可以适用于以下方面：陆上人工地震勘探、天然地震探测。本发明的应用前景如下：由于基于本发明的地震全向矢量检波器可检测到地震波的旋度，并可求出波场的振动方向及真振幅，可分解出纯净的纵横波，因此可以获得以往从未有过的丰富的地震波信息，为地球科学的探索研究奠定了全新的数据基础。

地震全向矢量检波器的散度和旋度特征，为刚性支撑结构的检波器放置于地表自由表面时的特征。当检波器放置于地下或是介质内部时，这些特征将由放置环境、检波器支撑结构材料及其与外界的接触关系而确定。可随具体应用目的的变化而设计。本发明不做详细说明。

前面对地震全向矢量检波器的结构和工作原理进行了详细介绍，下面介绍基于地震全向矢量检波器进行全向矢量地震数据处理的技术方案。

实施例二

本实施例提供了一种全向矢量地震数据处理方法，应用于上述地震全向矢量检波器，图13是根据本发明实施例的全向矢量地震数据处理方法的流程图，如图13所示，该流程包括以下步骤(步骤S102-步骤S110)：

步骤S102，采集上述地震全向矢量检波器的全向矢量地震数据，对上述全向矢量地震数据执行预处理操作；

步骤S104，对执行预处理操作之后的全向矢量地震数据执行纵横波分离操作，得到纵波数据和横波数据；

步骤S106，对上述纵波数据和上述横波数据执行空间矢量计算和波场恢复操作；其中，上述波场恢复操作包括：静校正操作和反褶积操作；

步骤S108，基于执行上述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据执行成像操作，得到纵波成像数据和横波成像数据；

步骤S110，基于执行上述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据，以及上述纵波成像数据和上述横波成像数据进行建模，得到纵波速度体和横波速度体。

本实施例应用地震全向矢量检波器采集全向矢量地震数据为基础，对地震波的纵波数据和横波数据进行处理，解决了现有地震勘探技术不能测量及处理地震波场的散度数据和全旋度数据的问题，从而提高了构造、岩性、流体勘探精度和可靠性，推动了地震勘探从构造勘探向岩性勘探和流体勘探方向发展。

一实施例中，在步骤S102中，对全向矢量地震数据执行预处理操作，具体过程是：利用全向矢量观测系统，检查采集到的全向矢量地震数据是否符合质控条件；归类存储符合质控条件的全向矢量地震数据。基于此，可根据需求设置质控条件，从而对全向矢量地震数据进行筛选，利于后续的数据处理。

例如：质控条件可以是：位于正四面体的每个面上的两个检波器中，将靠近其所在的角平分线对应的角的检波器归为第一组，远离其所在的角平分线对应的角的检波器归为第二组。设第一组的四个检波器的内道序号分别为：1、2、3、4，第二组的四个检波器的内道序号分别为：5、6、7、8。按照内道序号1、2、3、4、5、6、7、8的顺序，检测检波器的内方位角是否依次为：0°、0°、120°、-120°、0°、0°、120°、-120°；其中，内方位角为自北方向与自然北极方向的夹角，自北方向是正四面体的水平朝上设置的面上的两个检波器所在角平分线的方向。按照内道序号1、2、3、4、5、6、7、8的顺序，检测检波器的内倾角是否依次为：90°、-30°、-30°、-30°、90°、-30°、-30°、-30°；其中，内倾角为检波器所在平面与自然水平面的夹角。

一实施例中，在步骤S104中，对执行预处理操作后的全向矢量地震数据执行纵横波分离操作，得到纵波数据和横波数据，具体过程是：基于符合质控条件的全向矢量地震数据，求出总线振动量；根据上述地震全向矢量检波器的旋量数据求出横波线振动分量，根据上述横波线振动分量得到横波数据；将上述总线振动量减去上述横波线振动分量，得到纵波线振动分量，根据上述纵波线振动分量得到纵波数据。基于此，可准确分离纵波数据和横波数据，解决了现有地震勘探技术不能测量地震波场的散度数据和全旋度数据的问题。

一实施例中，在步骤S106中，对纵波数据和横波数据执行空间矢量计算，具体过程是：在矢量方向上，根据方位角及倾角分选输出不同方向的纵波数据；在矢量方向上，根据方位角及倾角分选输出不同方向的横波数据；将上述不同方向的横波数据减去地面横波数据，得到不同方向的有效横波数据。基于此，对纵波数据和横波数据进行空间矢量计算，为后续执行波场恢复操作提供基础。

一实施例中，在步骤S106中，对纵波数据和横波数据执行波场恢复操作，具体过程是：基于上述不同方向的纵波数据，分方向计算纵波地表方向一致性静校正量及纵波地表方向一致性反褶积因子；基于上述不同方向的有效横波数据，分方向计算横波地表方向一致性静校正量及横波地表方向一致性反褶积因子；分方向根据上述纵波地表方向一致性静校正量、上述纵波地表方向一致性反褶积因子，生成执行上述波场恢复操作之后的纵波数据；分方向根据上述横波地表方向一致性静校正量、上述横波地表方向一致性反褶积因子，生成执行上述波场恢复操作之后的横波数据。基于此，对纵波数据和横波数据进行波场恢复处理，为后续执行成像操作提供基础。

一实施例中，在步骤S108中，基于执行波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据执行成像操作，具体过程是：基于执行上述波场恢复操作之后的纵波数据，形成纵波成像剖面或纵波成像三维体；基于执行上述波场恢复操作之后的横波数据，形成横波成像剖面或横波成像三维体。基于此，为后续建模提供数据支撑。

一实施例中，在步骤S110中，基于执行波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据，以及纵波成像数据和横波成像数据进行建模，得到纵波速度体和横波速度体，具体过程是：基于纵波成像数据在时间域上建立纵波速度界面，基于横波成像数据在时间域上建立横波速度界面；在纵波速度界面中输入纵波初始速度，得到纵波速度模型；在横波速度界面中输入横波初始速度，得到横波速度模型；基于上述纵波速度模型进行叠前深度偏移操作，得到纵波数据CIP道集；基于上述横波速度模型进行叠前深度偏移操作，得到横波数据CIP道集；利用上述纵波数据CIP道集对执行上述波场恢复操作之后的纵波数据进行迭代速度分析，得到纵波速度体；利用上述横波数据CIP道集对执行上述波场恢复操作之后的横波数据进行迭代速度分析，得到横波速度体。

本实施例应用地震全向矢量检波器采集全向矢量地震数据为基础，进行地震波的散度和旋度分离，通过散度和旋度处理分析，最终形成不含横波振动信号(旋度)的纯纵波信息和不含胀缩振动信号(散度)的纯横波信息，分别对纵波和横波进行成像处理，进而进行纵、横波联合反演、解释等工作，解决了现有地震勘探技术不能测量及处理地震波场的散度数据和全旋度数据的问题，从而提高了构造、岩性、流体勘探精度和可靠性，推动了地震勘探从构造勘探向岩性勘探和流体勘探方向发展。

实施例三

基于同一发明构思，本实施例中还提供了一种全向矢量地震数据处理装置，可以用于实现上述实施例所描述的方法，如下面的实施例所述。由于全向矢量地震数据处理装置解决问题的原理与全向矢量地震数据处理方法相似，因此全向矢量地震数据处理装置的实施可以参见全向矢量地震数据处理方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图14是根据本发明实施例的全向矢量地震数据处理装置的结构示意图，该装置应用于地震全向矢量检波器，前面已经对地震全向矢量检波器的结构进行了介绍，在此不再赘述。如图14所示，该装置包括：数据采集模块12、预处理模块14、纵横波分离模块16、空间矢量计算模块18、波场恢复模块22、成像模块24、建模模块26。下面对各个模块的功能进行介绍。

数据采集模块12，用于采集上述地震全向矢量检波器的全向矢量地震数据全向矢量地震数据；

预处理模块14，连接至数据采集模块12，用于对上述全向矢量地震数据执行预处理操作；

纵横波分离模块16，连接至预处理模块14，用于对执行预处理操作之后的全向矢量地震数据执行纵横波分离操作，得到纵波数据和横波数据；

空间矢量计算模块18，连接至纵横波分离模块16，用于对上述纵波数据和上述横波数据执行空间矢量计算；

波场恢复模块22，连接至空间矢量计算模块18，用于对执行空间矢量计算之后的纵波数据和横波数据执行波场恢复操作；其中，上述波场恢复操作包括：静校正操作和反褶积操作；

成像模块24，连接至波场恢复模块22，用于基于执行上述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据执行成像操作，得到纵波成像数据和横波成像数据；

建模模块26，连接至成像模块24，用于基于执行上述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据，以及上述纵波成像数据和上述横波成像数据进行建模，得到纵波速度体和横波速度体。

本实施例应用地震全向矢量检波器采集全向矢量地震数据为基础，对地震波的纵波数据和横波数据进行处理，解决了现有地震勘探技术不能测量及处理地震波场的散度数据和全旋度数据的问题，从而提高了构造、岩性、流体勘探精度和可靠性，推动了地震勘探从构造勘探向岩性勘探和流体勘探方向发展。

在本实施例中，上述预处理模块14包括：质控单元，用于利用全向矢量观测系统，检查采集到的全向矢量地震数据是否符合质控条件；存储单元，用于归类存储符合质控条件的全向矢量地震数据。基于此，可根据需求设置质控条件，从而对全向矢量地震数据进行筛选，利于后续的数据处理。

在本实施例中，上述纵横波分离模块16包括：横波分离单元，用于基于上述符合质控条件的全向矢量地震数据，求出总线振动量；根据上述地震全向矢量检波器的旋量数据求出横波线振动分量，根据上述横波线振动分量得到横波数据；纵波分离单元，用于将上述总线振动量减去上述横波线振动分量，得到纵波线振动分量，根据上述纵波线振动分量得到纵波数据。基于此，可准确分离纵波数据和横波数据，解决了现有地震勘探技术不能测量地震波场的散度数据和全旋度数据的问题。

在本实施例中，上述空间矢量计算模块18包括：纵波数据计算单元，用于在矢量方向上，根据方位角及倾角分选输出不同方向的纵波数据；横波数据计算单元，用于在矢量方向上，根据方位角及倾角分选输出不同方向的横波数据；将上述不同方向的横波数据减去地面横波数据，得到不同方向的有效横波数据。基于此，对纵波数据和横波数据进行空间矢量计算，为后续执行波场恢复操作提供基础。

在本实施例中，上述波场恢复模块22包括：纵波计算单元，用于基于上述不同方向的纵波数据，分方向计算纵波地表方向一致性静校正量及纵波地表方向一致性反褶积因子；分方向根据上述纵波地表方向一致性静校正量、上述纵波地表方向一致性反褶积因子，生成执行上述波场恢复操作之后的纵波数据；横波计算单元，用于基于上述不同方向的有效横波数据，分方向计算横波地表方向一致性静校正量及横波地表方向一致性反褶积因子；分方向根据上述横波地表方向一致性静校正量、上述横波地表方向一致性反褶积因子，生成执行上述波场恢复操作之后的横波数据。基于此，对纵波数据和横波数据进行波场恢复处理，为后续执行成像操作提供基础。

在本实施例中，上述成像模块24包括：纵波成像单元，用于基于执行上述波场恢复操作之后的纵波数据，形成纵波成像剖面或纵波成像三维体；横波成像单元，用于基于执行上述波场恢复操作之后的横波数据，形成横波成像剖面或横波成像三维体。基于此，为后续建模提供数据支撑。

在本实施例中，上述建模模块26包括：界面建立单元，用于基于上述纵波成像数据在时间域上建立纵波速度界面，基于上述横波成像数据在时间域上建立横波速度界面；模型建立单元，用于在上述纵波速度界面中输入纵波初始速度，得到纵波速度模型；在上述横波速度界面中输入横波初始速度，得到横波速度模型；叠前深度偏移操作单元，用于基于上述纵波速度模型进行叠前深度偏移操作，得到纵波数据CIP道集；基于上述横波速度模型进行叠前深度偏移操作，得到横波数据CIP道集；速度体生成单元，用于利用上述纵波数据CIP道集对执行上述波场恢复操作之后的纵波数据进行迭代速度分析，得到纵波速度体；利用上述横波数据CIP道集对执行上述波场恢复操作之后的横波数据进行迭代速度分析，得到横波速度体。

当然，上述模块划分只是一种示意划分，本发明并不局限于此。只要能实现本发明的目的的模块划分，均应属于本发明的保护范围。

为了完整的采集地震波场的振幅、频率、相位、振动方向、传播方向、质点力场的散度和旋度，开展地震波场全息研究，本发明提出了全矢量地震数据采集、处理、成像的地震全向矢量勘探技术，可达到以下目的：

1、在传统采集技术的基础上，增加采集地震波的散度、旋度、线矢量、旋矢量的功能。

2、比传统处理技术提高纵横波分离的纯净度。

3、提高陆上，尤其是复杂山地采集的地震资料的信噪比。

4、提高地震资料的保真度。

5、以全矢量地震数据为输入，为应用全弹性波地震成像和弹性参数提取奠定基础。

6、为全信息速度反演(Fullwaveinformationinversion，FWI)、岩性等反演技术应用奠定基础。

7、实现全矢量地震属性的提取，提高岩石、流体预测的精度和可靠性。

传统地震勘探利用地下介质弹性和密度的差异，在地表以人工方法激发地震波，在向地下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界面，地震波将发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。通过对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。源于光学反射理论，从上世纪二十年代至今，经历了二维、三维观测的技术发展之路。

本发明的技术方案源于对地震波场复杂性的考虑，传统地震观测方式难以解决横波分离、难以记录地震波场的全析信息，为了提高陆上复杂地表地震资料的信噪比，获得更丰富的地震波场信息，从数据采集源头上记录波的散度、旋度、方向、大小、时间信息，是基于传统地震勘探技术，又对传统地震勘探技术革命性跨越式发展。

本发明的关键特征是在野外利用全向检波器记录全向波场信息，通过特殊的地震信号处理手段，进行纵波、横波分离，分别和联合对纵横波进行成像处理，提高地震信号的信噪比、灵敏度、保真度，提高构造成像精度，分别和联合对纵横波进行属性拾取和分析、反演，提高地震属性的物理信息量，提高岩性和流体预测精度。

本发明应用地震全向矢量检波器采集全向矢量地震数据为基础，进行地震波的散度和旋度分离，通过散度和旋度处理分析，最终形成不含横波振动信号(旋度)的纯纵波信息和不含胀缩振动信号(散度)的纯横波信息，分别对纵波和横波进行成像处理，进而进行纵、横波联合反演、解释等工作，解决了现有地震勘探技术不能测量及处理地震波场的散度数据和全旋度数据的问题，从而提高了构造、岩性、流体勘探精度和可靠性，推动了地震勘探从构造勘探向岩性勘探和流体勘探方向发展。本发明的理论基础、数据性质、结构、格式、信息量等和现有地震勘探技术有很大不同，是一套全新的地震勘探技术系列，代表了地震勘探技术的发展方向。

本发明适用于陆上各类资源的人工地震勘探、天然地震监测、自然灾害监测等领域。本发明的应用前景如下：由于可检测到地震波的旋度，可求出波场的振动方向及真振幅，分解出纯净的纵横波，可以获得以往从未有过的丰富的地震波信息，还原波场的本质面貌，不仅提高地震信号的信噪比、灵敏度、保真度，还提供了更加丰富的地震属性，必将提高资源勘探的精度、天然气地震强度、烈度监测的可靠性，并可在矿山资源生产安全监测中发挥作用。该技术的进一步的研究和应用，必将推广地球物理技术革命性的发展，为我国复杂地下矿产资源勘探、自然灾害动态监测、生产安全监测发挥更大的作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的具体实施例，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例而已，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 (14)

1.一种全向矢量地震数据处理方法，应用于地震全向矢量检波器，其特征在于，所述地震全向矢量检波器包括：八个检波器及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述八个检波器，使得每两个检波器的底面位于一正四面体的其中一个正三角形面上，位于同一正三角形面上的两个检波器的工作轴与该正三角形面的交点均位于该正三角形面的一个角的角平分线上并且相对于该正三角形面的中心对称；

所述方法包括：

采集所述地震全向矢量检波器的全向矢量地震数据，对所述全向矢量地震数据执行预处理操作；

对执行预处理操作之后的全向矢量地震数据执行纵横波分离操作，得到纵波数据和横波数据；

对所述纵波数据和所述横波数据执行空间矢量计算和波场恢复操作；其中，所述波场恢复操作包括：静校正操作和反褶积操作；

基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据执行成像操作，得到纵波成像数据和横波成像数据；

基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据，以及所述纵波成像数据和所述横波成像数据进行建模，得到纵波速度体和横波速度体。

2.根据权利要求1所述的全向矢量地震数据处理方法，其特征在于，对所述全向矢量地震数据执行预处理操作，包括：

利用全向矢量观测系统，检查采集到的全向矢量地震数据是否符合质控条件；

归类存储符合质控条件的全向矢量地震数据。

3.根据权利要求2所述的全向矢量地震数据处理方法，其特征在于，对执行预处理操作后的全向矢量地震数据执行纵横波分离操作，得到纵波数据和横波数据，包括：

基于所述符合质控条件的全向矢量地震数据，求出总线振动量；

根据所述地震全向矢量检波器的旋量数据求出横波线振动分量，根据所述横波线振动分量得到横波数据；

将所述总线振动量减去所述横波线振动分量，得到纵波线振动分量，根据所述纵波线振动分量得到纵波数据。

4.根据权利要求1所述的全向矢量地震数据处理方法，其特征在于，对所述纵波数据和所述横波数据执行空间矢量计算，包括：

在矢量方向上，根据方位角及倾角分选输出不同方向的纵波数据；

在矢量方向上，根据方位角及倾角分选输出不同方向的横波数据；

将所述不同方向的横波数据减去地面横波数据，得到不同方向的有效横波数据。

5.根据权利要求4所述的全向矢量地震数据处理方法，其特征在于，对所述纵波数据和所述横波数据执行波场恢复操作，包括：

基于所述不同方向的纵波数据，分方向计算纵波地表方向一致性静校正量及纵波地表方向一致性反褶积因子；

基于所述不同方向的有效横波数据，分方向计算横波地表方向一致性静校正量及横波地表方向一致性反褶积因子；

分方向根据所述纵波地表方向一致性静校正量、所述纵波地表方向一致性反褶积因子，生成执行所述波场恢复操作之后的纵波数据；

分方向根据所述横波地表方向一致性静校正量、所述横波地表方向一致性反褶积因子，生成执行所述波场恢复操作之后的横波数据。

6.根据权利要求1所述的全向矢量地震数据处理方法，其特征在于，基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据执行成像操作，包括：

基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据，形成纵波成像剖面或纵波成像三维体；

基于执行所述波场恢复操作之后的横波数据，形成横波成像剖面或横波成像三维体。

7.根据权利要求1所述的全向矢量地震数据处理方法，其特征在于，基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据，以及所述纵波成像数据和所述横波成像数据进行建模，得到所述纵波速度体和所述横波速度体，包括：

基于所述纵波成像数据在时间域上建立纵波速度界面，基于所述横波成像数据在时间域上建立横波速度界面；

在所述纵波速度界面中输入纵波初始速度，得到纵波速度模型；在所述横波速度界面中输入横波初始速度，得到横波速度模型；

基于所述纵波速度模型进行叠前深度偏移操作，得到纵波数据CIP道集；基于所述横波速度模型进行叠前深度偏移操作，得到横波数据CIP道集；

利用所述纵波数据CIP道集对执行所述波场恢复操作之后的纵波数据进行迭代速度分析，得到纵波速度体；利用所述横波数据CIP道集对执行所述波场恢复操作之后的横波数据进行迭代速度分析，得到横波速度体。

8.一种全向矢量地震数据处理装置，应用于地震全向矢量检波器，其特征在于，所述地震全向矢量检波器包括：八个检波器及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述八个检波器，使得每两个检波器的底面位于一正四面体的其中一个正三角形面上，位于同一正三角形面上的两个检波器的工作轴与该正三角形面的交点均位于该正三角形面的一个角的角平分线上并且相对于该正三角形面的中心对称；

所述装置包括：

数据采集模块，用于采集所述地震全向矢量检波器的全向矢量地震数据全向矢量地震数据；

预处理模块，用于对所述全向矢量地震数据执行预处理操作；

纵横波分离模块，用于对执行预处理操作之后的全向矢量地震数据执行纵横波分离操作，得到纵波数据和横波数据；

空间矢量计算模块，用于对所述纵波数据和所述横波数据执行空间矢量计算；

波场恢复模块，用于对执行空间矢量计算之后的纵波数据和横波数据执行波场恢复操作；其中，所述波场恢复操作包括：静校正操作和反褶积操作；

成像模块，用于基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据执行成像操作，得到纵波成像数据和横波成像数据；

建模模块，用于基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据和横波数据，以及所述纵波成像数据和所述横波成像数据进行建模，得到纵波速度体和横波速度体。

9.根据权利要求8所述的全向矢量地震数据处理装置，其特征在于，所述预处理模块包括：

质控单元，用于利用全向矢量观测系统，检查采集到的全向矢量地震数据是否符合质控条件；

存储单元，用于归类存储符合质控条件的全向矢量地震数据。

10.根据权利要求9所述的全向矢量地震数据处理装置，其特征在于，所述纵横波分离模块包括：

横波分离单元，用于基于所述符合质控条件的全向矢量地震数据，求出总线振动量；根据所述地震全向矢量检波器的旋量数据求出横波线振动分量，根据所述横波线振动分量得到横波数据；

纵波分离单元，用于将所述总线振动量减去所述横波线振动分量，得到纵波线振动分量，根据所述纵波线振动分量得到纵波数据。

11.根据权利要求8所述的全向矢量地震数据处理装置，其特征在于，所述空间矢量计算模块包括：

纵波数据计算单元，用于在矢量方向上，根据方位角及倾角分选输出不同方向的纵波数据；

横波数据计算单元，用于在矢量方向上，根据方位角及倾角分选输出不同方向的横波数据；将所述不同方向的横波数据减去地面横波数据，得到不同方向的有效横波数据。

12.根据权利要求11所述的全向矢量地震数据处理装置，其特征在于，所述波场恢复模块包括：

纵波计算单元，用于基于所述不同方向的纵波数据，分方向计算纵波地表方向一致性静校正量及纵波地表方向一致性反褶积因子；分方向根据所述纵波地表方向一致性静校正量、所述纵波地表方向一致性反褶积因子，生成执行所述波场恢复操作之后的纵波数据；

横波计算单元，用于基于所述不同方向的有效横波数据，分方向计算横波地表方向一致性静校正量及横波地表方向一致性反褶积因子；分方向根据所述横波地表方向一致性静校正量、所述横波地表方向一致性反褶积因子，生成执行所述波场恢复操作之后的横波数据。

13.根据权利要求8所述的全向矢量地震数据处理装置，其特征在于，所述成像模块包括：

纵波成像单元，用于基于执行所述波场恢复操作之后的纵波数据，形成纵波成像剖面或纵波成像三维体；

横波成像单元，用于基于执行所述波场恢复操作之后的横波数据，形成横波成像剖面或横波成像三维体。

14.根据权利要求8所述的全向矢量地震数据处理装置，其特征在于，所述建模模块包括：

界面建立单元，用于基于所述纵波成像数据在时间域上建立纵波速度界面，基于所述横波成像数据在时间域上建立横波速度界面；

模型建立单元，用于在所述纵波速度界面中输入纵波初始速度，得到纵波速度模型；在所述横波速度界面中输入横波初始速度，得到横波速度模型；

叠前深度偏移操作单元，用于基于所述纵波速度模型进行叠前深度偏移操作，得到纵波数据CIP道集；基于所述横波速度模型进行叠前深度偏移操作，得到横波数据CIP道集；

速度体生成单元，用于利用所述纵波数据CIP道集对执行所述波场恢复操作之后的纵波数据进行迭代速度分析，得到纵波速度体；利用所述横波数据CIP道集对执行所述波场恢复操作之后的横波数据进行迭代速度分析，得到横波速度体。