CN113075733A - 一种水陆双检的道序质控方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种水陆双检的道序质控方法。该方法包括：输入水陆双检原始单炮数据；计算同桩号水陆双检两道数据的振幅比值；利用双检振幅比识别出部分道序反转的双检；过滤出无法通过双检振幅比判定道序的水陆双检；对过滤出的双检第二道数据分别进行求导和积分运算；对双检第二道微分数据进行振幅均衡处理；计算双检第二道微分数据与第一道数据的相似系数；对双检第二道积分数据进行振幅均衡处理；计算双检第二道积分数据与第一道数据的相似系数；比较两次算得的相似系数识别出剩余的道序反转的双检。

Description

一种水陆双检的道序质控方法

技术领域

本发明涉及油气勘探地震资料采集质控技术领域，尤其涉及一种水陆双检的道序质控方法。

背景技术

水陆双检地震采集作为滩浅海过渡带地震勘探采集的一项重要技术，对海上地震勘探常见的鸣震具有较好的压制效果。所谓水陆双检是指将常规的速度检波器和水用的压电检波器集成在一起，一同沉放到海底进行地震数据接收，速度检波器接收到的地震信号称之为陆检数据，压电检波器接收到的地震信号称之为水检数据。根据水检数据和陆检数据中有效波和鸣震干扰的波场特征差异，通过采用合理的叠加方法，可以在保证有效波同相叠加的同时，达到鸣震干扰相互抵消的目的。然而，在采用水陆双检地震采集方式进行施工的过程中，往往会存在不同程度的水陆双检数据的道序反转情况，不仅会影响前期现场的排列质控精度，还会影响后期室内的资料处理效果。因此，针对水陆双检的道序反转识别也就成为了现场质控工作的一项重要任务。

对于地震采集仪器系统，能够根据检波器的电阻值范围来自动区分检波器类型，并将对应的接收器类型代码置于地震数据道头中。因此，通过获取数据道头中的电阻值或接收器类型代码，可以作为一种水陆双检数据的道序识别和质控方法。然而，遗憾的是“检波器的电阻值”是不稳定的，常常由于各种原因导致某些双检电阻值测试出现异常值，比如短路、开路、漏电等情况，进而导致仪器按阻值大小判断检波器类型失效。因此，通过检波器电阻或接收器类型代码进行水陆双检的道序识别会存在一定程度地误判。另外，在通常情况下，由于水检和陆检对同一激发源的地震响应具有较大差别：水检地震波的振幅高，陆检地震波的振幅低。因此，通过统计水检与陆检的振幅值，然后求取两者之间的比值，当比值超出某一界定范围，即可判定水陆双检数据的各道检波器类型，进而对道序进行质控。但是，由于双检数据在干扰比较严重的情况下，二者在振幅上差别会很小，或者更为严重的是陆检振幅大于水检振幅。此种情况之下，应用此方法将无法有效地识别出双检数据的道序反转情况。为此，发明了一种新的水陆双检的道序质控方法，克服了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水陆双检的道序质控方法，以提高前期现场的排列质控精度，和后期室内的资料处理效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种水陆双检的道序质控方法。本发明的目的可通过如下技术措施来实现：步骤1，输入水陆双检原始单炮数据；步骤2，计算同桩号水陆双检两道数据的振幅比值；步骤3，利用双检振幅比识别出部分道序反转的双检；步骤4，过滤出无法通过双检振幅比判定道序的水陆双检；步骤5，对过滤出的双检第二道数据分别进行求导和积分运算；步骤6，对双检第二道微分数据进行振幅均衡处理；步骤7，计算双检第二道微分数据与第一道数据的相似系数；步骤8，对双检第二道积分数据进行振幅均衡处理；步骤9，计算双检第二道积分数据与第一道数据的相似系数；步骤10，比较两次算得的相似系数识别出剩余的道序反转的双检。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

步骤1，输入海上勘探采集的水陆双检原始单炮数据，并根据工区实际情况，确定工区施工设计的水陆双检道序；

步骤2，分别计算各桩号位置水陆双检的两道数据之间的振幅比值，计算公式如下：

式中，r_ab表示水陆双检两道数据的振幅比值，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示同桩号位置水陆双检第一道数据Z_a的第i个采样点，b_i表示同桩号位置水陆双检第二道数据Z_b的第i个采样点，|·|表示绝对值运算符；

步骤3，将算得的双检振幅比r_ab分别与设置的比值范围门槛r_min及r_max进行比较，通常取r_min的值为0.5，r_max的值为2，判定水陆双检两道的道序：当r_ab<r_min时，则双检第一道为陆检，第二道为水检；当r_ab>r_max时，则双检第一道为水检，第二道为陆检。

之后，将由此判定的双检道序与工区施工设计的道序进行比较，若二者道序不一致，则判定当前桩号位置的双检出现了道序反转现象；

步骤4，将算得的双检振幅比r_ab分别与设置的比值范围门槛r_min与r_max进行比较，过滤出无法通过双检振幅比判定道序的水陆双检：当r_min≤r_ab≤r_max时，则表示水陆双检两道数据的振幅值较为接近，无法直接通过振幅比判定两道的道序，须在后续步骤中做进一步判定；

步骤5，对过滤出的双检第二道数据Z_b对时间t进行求导运算dZ_b/dt，得到第二道的微分数据Z_c，其中，Z_b表示过滤出的双检第二道数据，t表示时间；类似地，对同一组过滤出的双检第二道数据Z_b再进行一次积分运算∫Z_bdt，得到第二道的积分数据Z_d；

步骤6，计算双检第一道数据Z_a与第二道微分数据Z_c的振幅比值，并利用计算得到的振幅比值对第二道微分数据进行振幅均衡处理。计算振幅比值的公式如下：

式中，r_ac表示第一道数据Z_a与第二道微分数据Z_c的平均振幅之比，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示水陆双检第一道数据的第i个采样点，c_i表示双检第二道微分数据的第i个采样点。

之后，利用r_ac乘以第二道微分数据Z_c，得到振幅均衡处理后的第二道微分数据Z_c’；

步骤7，计算双检第二道微分数据Z_c’与第一道数据Z_a的相似系数，计算公式如下：

式中，s_ac’表示双检第二道微分数据Z_c’与第一道数据Z_a的相似系数，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示水陆双检第一道数据Z_a的第i个采样点，c_i'表示振幅均衡处理后的双检第二道微分数据Z_c’的第i个采样点；

步骤8，计算双检第一道数据Z_a与第二道积分Z_d数据的振幅比值，并利用计算得到的振幅比值对第二道积分数据Z_d进行振幅均衡处理。计算振幅比值的公式如下：

式中，r_ad表示第一道数据Z_a与第二道积分数据Z_d的平均振幅之比，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示水陆双检第一道数据Z_a的第i个采样点，d_i表示双检第二道积分数据Z_d的第i个采样点。

之后，利用r_ad乘以第二道积分数据Z_d，得到振幅均衡处理后的第二道积分数据Z_d’；

步骤9，计算双检第二道积分数据Z_d’与第一道数据Z_a的相似系数，计算公式如下：

式中，s_ad’表示双检第二道积分数据Z_d’与第一道数据Z_a的相似系数，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示水陆双检第一道数据Z_a的第i个采样点，d_i'表示振幅均衡处理后的双检第二道积分数据Z_d’的第i个采样点；

步骤10，比较两次计算的相似系数s_ac’与s_ad’，当s_ac’<s_ad’时，则表示第一道是陆检数据，第二道是水检数据，否则，则表示第一道是水检数据，第二道是陆检数据。

之后，将由此判定的双检道序与工区施工设计的道序进行比较，若二者道序不一致，则判定当前桩号位置的双检出现了道序反转。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明的一种水陆双检的道序质控方法的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中实际野外采集的水陆双检单炮数据的地震道的示意图；

图3为本发明的一具体实施例中水陆双检两道数据的振幅比值曲线的示意图；

图4、图5为本发明的一具体实施例中利用双检振幅比判定为道序反转的双检示意图；

图6为本发明的一具体实施例中对双检第二道微分数据进行振幅均衡处理后的水陆双检的示意图；

图7为本发明的一具体实施例中对双检第二道积分数据进行振幅均衡处理后的水陆双检的示意图；

图8为本发明的一具体实施例中水陆双检的第二道微分数据的相似系数曲线与第二道积分数据的相似系数曲线的对比示意图；

图9为本发明的一具体实施例中利用相似系数判定的道序反转的水陆双检的示意图。

具体实施方式

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。

如图1所示，图1为本发明的一种水陆双检的道序质控方法的流程图。本发明的水陆双检的道序质控方法，首先利用水陆双检的振幅比值识别出部分道序反转的双检，并过滤出无法通过双检振幅比判定道序的水陆双检，再通过微分运算、积分运算及振幅均衡处理，分别得到水陆双检第二道经过振幅均衡处理后的微分数据和积分数据，之后，分别计算两者与第一道数据的相似系数，最后通过比较两次算得的相似系数，识别出剩余的道序反转的双检。

包括以下步骤：

在步骤101，输入水陆双检原始单炮数据。

输入海上勘探采集的水陆双检原始单炮数据，并根据工区实际情况，确定工区施工设计的水陆双检道序。

在步骤102，计算同桩号水陆双检两道数据的振幅比值。

分别计算各桩号位置水陆双检的两道数据之间的振幅比值，计算公式如下：

式中，r_ab表示水陆双检两道数据的振幅比值，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示同桩号位置水陆双检第一道数据Z_a的第i个采样点，b_i表示同桩号位置水陆双检第二道数据Z_b的第i个采样点，|·|表示绝对值运算符。

在步骤103，利用双检振幅比识别出部分道序反转的双检。

将算得的双检振幅比r_ab分别与设置的比值范围门槛r_min及r_max进行比较，通常取r_min的值为0.5，r_max的值为2，判定水陆双检两道的道序：当r_ab<r_min时，则双检第一道为陆检，第二道为水检；当r_ab>r_max时，则双检第一道为水检，第二道为陆检。

之后，将由此判定的双检道序与工区施工设计的道序进行比较，若二者道序不一致，则判定当前桩号位置的双检出现了道序反转现象。

在步骤104，过滤出无法通过双检振幅比判定道序的水陆双检。

将算得的双检振幅比r_ab分别与设置的比值范围门槛r_min与r_max进行比较，过滤出无法通过双检振幅比判定道序的水陆双检：当r_min≤r_ab≤r_max时，则表示水陆双检两道数据的振幅值较为接近，无法直接通过振幅比判定两道的道序，须在后续步骤中做进一步判定。

在步骤105，对过滤出的双检第二道数据分别进行求导和积分运算。

对过滤出的双检第二道数据Z_b对时间t进行求导运算dZ_b/dt，得到第二道的微分数据Z_c，其中，Z_b表示过滤出的双检第二道数据，t表示时间；类似地，对同一组过滤出的双检第二道数据Z_b再进行一次积分运算∫Z_bdt，得到第二道的积分数据Z_d。

在步骤106，对双检第二道微分数据进行振幅均衡处理。

计算双检第一道数据Z_a与第二道微分数据Z_c的振幅比值，并利用计算得到的振幅比值对第二道微分数据进行振幅均衡处理。计算振幅比值的公式如下：

式中，r_ac表示第一道数据Z_a与第二道微分数据Z_c的平均振幅之比，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示水陆双检第一道数据的第i个采样点，c_i表示双检第二道微分数据的第i个采样点。

之后，利用r_ac乘以第二道微分数据Z_c，得到振幅均衡处理后的第二道微分数据Z_c’。

在步骤107，计算双检第二道微分数据Z_c’与第一道数据Z_a的相似系数，计算公式如下：

式中，s_ac’表示双检第二道微分数据Z_c’与第一道数据Z_a的相似系数，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示水陆双检第一道数据Z_a的第i个采样点，c_i'表示振幅均衡处理后的双检第二道微分数据Z_c’的第i个采样点。

在步骤108，对双检第二道积分数据进行振幅均衡处理。

计算双检第一道数据Z_a与第二道积分Z_d数据的振幅比值，并利用计算得到的振幅比值对第二道积分数据Z_d进行振幅均衡处理。计算振幅比值的公式如下：

式中，r_ad表示第一道数据Z_a与第二道积分数据Z_d的平均振幅之比，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示水陆双检第一道数据Z_a的第i个采样点，d_i表示双检第二道积分数据Z_d的第i个采样点。

之后，利用r_ad乘以第二道积分数据Z_d，得到振幅均衡处理后的第二道积分数据Z_d’。

在步骤109，计算双检第二道积分数据Z_d’与第一道数据Z_a的相似系数，计算公式如下：

式中，s_ad’表示双检第二道积分数据Z_d’与第一道数据Z_a的相似系数，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示水陆双检第一道数据Z_a的第i个采样点，d_i'表示振幅均衡处理后的双检第二道积分数据Z_d’的第i个采样点。

在步骤110，比较两次算得的相似系数识别出剩余的道序反转的双检。

比较两次计算的相似系数s_ac’与s_ad’，当s_ac’<s_ad’时，则表示第一道是陆检数据，第二道是水检数据，否则，则表示第一道是水检数据，第二道是陆检数据。

之后，将由此判定的双检道序与工区施工设计的道序进行比较，若二者道序不一致，则判定当前桩号位置的双检出现了道序反转。

下面结合具体的实施例对本发明技术方案做进一步详细说明。

步骤1，输入实际海上勘探采集的水陆双检原始单炮数据(图2)，该工区施工设计水陆双检摆放道序为先水检后陆检，图2的显示也表明如此；

步骤2，计算各桩号位置处水陆双检两道数据的振幅比值，得到振幅比值曲线(图3)。根据图3所示的振幅比值曲线，可见大部分双检的振幅比值均大于2，仅少数双检的振幅比值介于0与2之间；

步骤3，根据算得的各桩号位置的振幅比值，识别出双检振幅比r_ab小于比值门槛r_min(取0.5)的两组双检(图4、图5)，其中图4所示的双检振幅比值为0.246，图4所示的双检振幅比值为0.217，可依此判定两者摆放道序为先陆检后水检，与工区先水检后陆检的摆放顺序相反，即存在道序反转现象；

步骤4，识别出双检振幅比r_ab介于比值门槛r_min(＝0.5)与r_max(＝2)之间的五组双检，其双检振幅比值依次分别为：第681道与682道的振幅比值1.106，第1301道与1302道的振幅比值1.729，第1923道与1924道的振幅比值1.737，第1925道与1926道的振幅比值1.993，第1949道与1950道的振幅比值1.849，此类双检无法直接通过振幅差异判定两道的道序，但仍可能存在道序反转问题，需在后续步骤中做进一步判定；

步骤5，对需做进一步判定的水陆双检的第二道数据分别进行求导和微分运算，分别得到双检的第二道微分数据和积分数据；

步骤6，对之前算得的双检第二道微分数据进行振幅均衡处理，得到振幅均衡处理后的双检第二道微分数据，并与原始双检的第一道数据组成第二道数据为微分数据的双检(图6)；

步骤7，计算各双检的第二道微分数据与第一道数据的相似系数，得到如图8中实线所展示的第二道微分数据的相似系数曲线；

步骤8，对之前算得的双检第二道积分数据进行振幅均衡处理，得到振幅均衡处理后的双检第二道积分数据，并与原始双检的第一道数据组成第二道数据为积分数据的双检(图7)；

步骤9，计算各双检的第二道积分数据与第一道数据的相似系数，得到如图8中虚线所展示的第二道积分数据的相似系数曲线；

步骤10，依据图8所展示的两条相似系数曲线，比较两次计算的相似系数，即可识别出微分数据相似系数小于积分数据相似系数的水陆双检(图9)，由此判定该处双检的摆放道序为先陆检后水检，与工区先水检后陆检的摆放顺序相反，即存在道序反转现象。

本发明充分考虑了水检能量强，陆检能量弱，以及同桩号位置水陆双检的两道数据，在相同量纲情况下相似性强，在不同量纲情况下相似性弱的特征，对水陆双检的道序进行了准确地质控。

本发明的优点在于：(1)克服了由于双检电阻值测试出现异常导致仪器按阻值大小判断检波器类型失效，以及由于外界干扰严重导致水陆双检振幅差别不大，最终造成无法对双检道序进行准确识别的问题；(2)由于此方法首先利用双检振幅比对地震道进行了过滤，使得参与后续求导、积分运算的地震道数量较少，从而大大降低了数据运算量，因此，完全能够满足野外现场对质控效率的要求，并达到了改善现场排列质控精度和室内资料处理效果的目的。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中方法的各实施步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (1)

1.一种水陆双检的道序质控方法，主要包括以下步骤：

步骤1，输入海上勘探采集的水陆双检原始单炮数据，并根据工区实际情况，确定工区施工设计的水陆双检道序；

步骤2，分别计算各桩号位置水陆双检的两道数据之间的振幅比值，计算公式如下：

式中，r_ab表示水陆双检两道数据的振幅比值，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示同桩号位置水陆双检第一道数据Z_a的第i个采样点，b_i表示同桩号位置水陆双检第二道数据Z_b的第i个采样点，|·|表示绝对值运算符；

步骤3，将算得的双检振幅比r_ab分别与设置的比值范围门槛r_min及r_max进行比较，通常取r_min的值为0.5，r_max的值为2，判定水陆双检两道的道序：当r_ab<r_min时，则双检第一道为陆检，第二道为水检；当r_ab>r_max时，则双检第一道为水检，第二道为陆检；

之后，将由此判定的双检道序与工区施工设计的道序进行比较，若二者道序不一致，则判定当前桩号位置的双检出现了道序反转现象；

步骤4，将算得的双检振幅比r_ab分别与设置的比值范围门槛r_min与r_max进行比较，过滤出无法通过双检振幅比判定道序的水陆双检：当r_min≤r_ab≤r_max时，则表示水陆双检两道数据的振幅值较为接近，无法直接通过振幅比判定两道的道序，须在后续步骤中做进一步判定；

步骤5，对过滤出的双检第二道数据Z_b对时间t进行求导运算dZ_b/dt，得到第二道的微分数据Z_c，其中，Z_b表示过滤出的双检第二道数据，t表示时间；类似地，对同一组过滤出的双检第二道数据Z_b再进行一次积分运算∫Z_bdt，得到第二道的积分数据Z_d；

步骤6，计算双检第一道数据Z_a与第二道微分数据Z_c的振幅比值，并利用计算得到的振幅比值对第二道微分数据进行振幅均衡处理，计算振幅比值的公式如下：

式中，r_ac表示第一道数据Z_a与第二道微分数据Z_c的平均振幅之比，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示水陆双检第一道数据的第i个采样点，c_i表示双检第二道微分数据的第i个采样点；

之后，利用r_ac乘以第二道微分数据Z_c，得到振幅均衡处理后的第二道微分数据Z_c’；

步骤7，计算双检第二道微分数据Z_c’与第一道数据Z_a的相似系数，计算公式如下：

式中，s_ac’表示双检第二道微分数据Z_c’与第一道数据Z_a的相似系数，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示水陆双检第一道数据Z_a的第i个采样点，c_i’表示振幅均衡处理后的双检第二道微分数据Z_c’的第i个采样点；

步骤8，计算双检第一道数据Z_a与第二道积分Z_d数据的振幅比值，并利用计算得到的振幅比值对第二道积分数据Z_d进行振幅均衡处理，计算振幅比值的公式如下：

式中，r_ad表示第一道数据Z_a与第二道积分数据Z_d的平均振幅之比，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示水陆双检第一道数据Z_a的第i个采样点，d_i表示双检第二道积分数据Z_d的第i个采样点；

之后，利用r_ad乘以第二道积分数据Z_d，得到振幅均衡处理后的第二道积分数据Z_d’；

步骤9，计算双检第二道积分数据Z_d’与第一道数据Z_a的相似系数，计算公式如下：

式中，s_ad’表示双检第二道积分数据Z_d’与第一道数据Z_a的相似系数，n表示单道数据采样点个数，i表示采样点索引，a_i表示水陆双检第一道数据Z_a的第i个采样点，d_i’表示振幅均衡处理后的双检第二道积分数据Z_d’的第i个采样点；

步骤10，比较两次计算的相似系数s_ac’与s_ad’，当s_ac’<s_ad’时，则表示第一道是陆检数据，第二道是水检数据，否则，则表示第一道是水检数据，第二道是陆检数据；

之后，将由此判定的双检道序与工区施工设计的道序进行比较，若二者道序不一致，则判定当前桩号位置的双检出现了道序反转。

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