CN117369020A - 海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法 - Google Patents
海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于海洋地震资料处理领域，具体公开了一种海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，包括：电缆中检波器接收震源激发产生的地震波，生成海洋地震记录；选取时窗；确定异常电缆；计算异常电缆采样点的平均振幅值插值，替换异常电缆采样点的平均振幅值；根据标准电缆采样点的平均振幅值与标准电缆中检波器灵敏度的关系，以及步骤S4中得到的平均振幅值，计算得到异常电缆中检波器的校正灵敏度。本发明有针对性地对变化较大的电缆中检波器的灵敏度进行校正，提高了旧电缆的灵敏度，保证旧电缆的正常使用，且不会对符合要求的新电缆的灵敏度进行错误的校正。本发明适用于海洋拖缆地震勘探。
Description
技术领域
本发明属于海洋地震资料处理领域，具体地说是一种海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法。
背景技术
地震勘探是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播的规律与特点，查明地下地质构造，为寻找油气田或其他勘探目标服务的一种物探方法，地震勘探的采集过程就是产生地震波与接收地震波的过程，海洋拖缆地震勘探，使用气枪作为产生地震波的震源，拖拽电缆中安装有特定组合的压电式检波器，压电式检波器将地震波的压力信号转换为电信号并被仪器设备记录下来以供后续处理解释。压电检波器将压力转换为电信号，根据内部电子元件特性，转换具有一比例常数即灵敏度，单位一般为伏每巴(v/bar)，不同种类拖缆设备，灵敏度值不同。海洋拖缆地震勘探采集设备随着使用时间的增长，检波器内部元件性能变化，导致检波器灵敏度下降，最终出现不同使用时间的电缆灵敏度不同的现象。
发明内容
本发明的目的，是要提供一种海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，以提高旧电缆的灵敏度，保证旧电缆的正常使用，且不会对符合要求的新电缆的灵敏度进行错误的校正。
本发明为实现上述目的，所采用的技术方法如下：
一种海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，包括依次进行的以下步骤：
S1、电缆中检波器接收震源激发产生的地震波，生成海洋地震记录；每根电缆中包含多个地震通道，每个地震通道是由多组检波器线性组合构成的；
S2、将生成的海洋地震记录加载到地震观测系统中，选取时窗；
S3、针对时窗内每根电缆采样点的振幅进行数据处理，确定异常电缆；
S4、去掉异常电缆采样点的平均振幅值，保留正常电缆采样点的平均振幅值，计算异常电缆采样点的平均振幅值插值，作为估算的异常电缆采样点的平均振幅值，替换真实测量的异常电缆采样点的平均振幅值；
S5、根据标准电缆采样点的平均振幅值与标准电缆中检波器灵敏度的关系，以及步骤S4中得到的平均振幅值，计算得到异常电缆中检波器的校正灵敏度。
作为限定：步骤S1中震源采用气枪震源。
作为限定：步骤S2具体包括依次进行的以下步骤：
S21、将海洋地震记录加载到地震观测系统中，得到炮点水深值和偏移距；
S22、将多炮海洋地震记录中相同电缆中相同地震通道采样点接收的数据进行叠加，叠加成一炮海洋地震记录，通道数不变；
S23、计算地震波由震源激发到达海底反射后被电缆中检波器接收的旅行时间，计算公式为：
其中，D1为偏移距，单位为米，D2为震源到海底的深度，单位为米，V1为声波在水中传播速度，单位为米/秒，Tn为地震波由震源激发到达海底反射后被电缆中检波器接收的旅行时间，单位为秒；
选取地震波由震源激发到达海底反射后被电缆中检波器接收的旅行时间以下500毫秒时窗，截取时窗内的海洋地震记录。
作为限定：步骤S21中得到炮点水深值和偏移距后，选取连续多炮的海洋地震记录，根据标准电缆中检波器的灵敏度，转换地震通道采样点的振幅单位，将振幅单位由毫伏转换为微巴，其转换公式为：
T微巴＝T毫伏÷S标准÷1000
其中，T微巴为采样点的振幅单位为微巴的振幅值，T毫伏为采样点的振幅单位为毫伏的振幅值，S标准为标准电缆中检波器的灵敏度，单位为伏/巴。
作为限定：步骤S3具体包括依次进行的以下步骤：
S31、时窗内对每根电缆中每个地震通道采样点振幅值进行均方根计算，再求取每根电缆所有地震通道采样点均方根振幅值的平均值，即为每根电缆采样点的平均振幅值；
S32、对比所有相邻电缆采样点平均振幅值的变化幅度，根据变化幅度的大小确定异常电缆，当变化幅度超过设定的阈值时，则此变化幅度对应的电缆为异常电缆。
作为限定：步骤S32中所有相邻电缆检波器生成的海洋地震记录中时窗内采样点平均振幅值的变化幅度计算公式为：
dB＝20log10(a/b)
其中，a为相邻两个电缆中前一个电缆采样点的平均振幅值，b为相邻两个电缆中后一个电缆采样点的平均振幅值，dB为相邻电缆采样点平均振幅值的变化幅度。
作为限定：步骤S4具体为采用二维三次样条函数插值方法，计算异常电缆采样点的平均振幅值插值。
作为限定：步骤S5中异常电缆中检波器的校正灵敏度的计算公式为：
S校正＝(T标准×S标准)÷T插值
其中，T标准×S标准＝真实测量的异常电缆采样点的平均振幅值，S标准为标准电缆中检波器的灵敏度，单位为v/bar，T标准为标准电缆采样点的平均振幅值，单位为微巴， T插值为采用二维三次样条函数插值方法计算出的平均振幅值插值，单位为微巴，S校正为异常电缆中检波器的校正灵敏度，单位为伏每巴。
本发明由于采用了上述方案，与现有技术相比，所取得的有益效果是：
本发明提供的一种海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，有针对性地对变化较大的电缆中检波器的灵敏度进行校正，提高了旧电缆的灵敏度，保证旧电缆的正常使用，且不会对符合要求的新电缆的灵敏度进行错误的校正；将振幅单位由毫伏转换为微巴，因为在灵敏度有失真的情况下，振幅值并非真实，而转换成的电压值则是真实记录值，因此，提高了灵敏度校正的准确性。
本发明适用于海洋拖缆地震勘探。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。
图1为本实施例检波器的示意图；
图2为本实施例每道地震通道的示意图；
图3为本实施例每根电缆的示意图；
图4为本实施例每根电缆采样点的平均振幅值示意图；
图5为本实施例去掉异常电缆采样点的平均振幅值保留正常电缆采样点的平均振幅值的示意图；
图6为本实施例异常电缆采样点的平均振幅值插值替换平均振幅值示意图；
图7为本实施例插值前后每根电缆采样点的平均振幅值对比图；
图8为本实施例异常电缆中检波器为进行灵敏度校正前的地震记录；
图9为本实施例异常电缆中检波器为进行灵敏度校正后的地震记录；
图10为本实施例异常电缆中检波器为进行灵敏度校正前和校正后的地震通道振幅差值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本领域的技术人员应当理解，本发明并不限于以下实施例，任何在本发明具体实施例基础上做出的改进和等效变化，都在本发明权利要求保护的范围之内。
实施例一种海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法
一种海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，包括依次进行的以下步骤：
S1、用气枪震源，释放气枪电缆，激发气枪，震源正常激发200炮，所有电缆中检波器接收震源激发产生的地震波，生成海洋地震记录；每根电缆中包含多个地震通道，每个地震通道是由多组检波器线性组合构成的，本实施例中一根电缆中包含12 道地震通道，检波器的示意图如图1所示，每道地震通道的示意图如图2所示，每根电缆的示意图如图3所示；
S2、将生成的海洋地震记录加载到地震观测系统中，选取时窗；具体包括依次进行的以下步骤：
S21、将海洋地震记录加载到地震观测系统中得到炮点水深值和偏移距，选取连续200炮的海洋地震记录，根据标准电缆中检波器的灵敏度，转换地震通道采样点的振幅单位，将振幅单位由毫伏转换为微巴，其转换公式为：
T微巴＝T毫伏÷S标准÷1000
其中，T微巴为采样点的振幅单位为微巴的振幅值，T毫伏为采样点的振幅单位为毫伏的振幅值，S标准为标准电缆中检波器的灵敏度，单位为伏/巴；
S22、将200炮海洋地震记录中相同电缆中相同地震通道采样点接收的数据进行叠加，叠加成一炮海洋地震记录，通道数不变；
S23、计算地震波由震源激发到达海底反射后被电缆中检波器接收的旅行时间，计算公式为：
其中，D1为偏移距，单位为米，D2为震源到海底的深度，单位为米，V1为声波在水中传播速度，单位为米/秒，Tn为地震波由震源激发到达海底反射后被电缆中检波器接收的旅行时间，单位为秒；
选取地震波由震源激发到达海底反射后被电缆中检波器接收的旅行时间以下500毫秒时窗，截取时窗内的海洋地震记录；
S3、针对时窗内每根电缆采样点的振幅进行数据处理，确定异常电缆；具体包括依次进行的以下步骤：
S31、时窗内对每根电缆中每个地震通道采样点振幅值进行均方根计算，再求取每根电缆所有地震通道采样点均方根振幅值的平均值，即为每根电缆采样点的平均振幅值，如图4所示；
S32、对比所有相邻电缆采样点平均振幅值的变化幅度，计算公式为：
dB＝20log10(a/b)
其中，a为相邻两个电缆中前一个电缆采样点的平均振幅值，b为相邻两个电缆中后一个电缆采样点的平均振幅值，dB为相邻电缆采样点平均振幅值的变化幅度；
根据变化幅度的大小确定异常电缆，当变化幅度超过设定的阈值时，则此变化幅度对应的电缆为异常电缆；
S4、去掉异常电缆采样点的平均振幅值，保留正常电缆采样点的平均振幅值，如图5所示，采用二维三次样条函数插值方法，计算异常电缆采样点的平均振幅值插值，异常电缆采样点的平均振幅值插值为估算的异常电缆采样点的平均振幅值，替换真实测量的异常电缆采样点的平均振幅值，如图6所示，插值前后每根电缆采样点的平均振幅值对比如图7所示；
S5、根据标准电缆采样点的平均振幅值与标准电缆中检波器灵敏度的关系，以及步骤S4中得到的平均振幅值，计算得到异常电缆中检波器的校正灵敏度，计算公式为：
S校正＝(T标准×S标准)÷T插值
其中，T标准×S标准＝真实测量的异常电缆采样点的平均振幅值，S标准为标准电缆中检波器的灵敏度，单位为v/bar，T标准为标准电缆采样点的平均振幅值，单位为微巴， T插值为采用二维三次样条函数插值方法计算出的平均振幅值插值，单位为微巴，S校正为异常电缆中检波器的校正灵敏度，单位为伏每巴。
本实施例中异常电缆中检波器进行灵敏度校正前的地震记录如图8所示，进行灵敏度校正后的地震记录如图9所示，异常电缆中检波器为进行灵敏度校正前和校正后的地震通道振幅差值如图10所示。
Claims (8)
1.一种海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，其特征在于，包括依次进行的以下步骤：
S1、电缆中检波器接收震源激发产生的地震波，生成海洋地震记录；每根电缆中包含多个地震通道，每个地震通道是由多组检波器线性组合构成的；
S2、将生成的海洋地震记录加载到地震观测系统中，选取时窗；
S3、针对时窗内每根电缆采样点的振幅进行数据处理，确定异常电缆；
S4、去掉异常电缆采样点的平均振幅值，保留正常电缆采样点的平均振幅值，计算异常电缆采样点的平均振幅值插值，作为估算的异常电缆采样点的平均振幅值，替换真实测量的异常电缆采样点的平均振幅值；
S5、根据标准电缆采样点的平均振幅值与标准电缆中检波器灵敏度的关系，以及步骤S4中得到的平均振幅值，计算得到异常电缆中检波器的校正灵敏度。
2.根据权利要求1所述的海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，其特征在于，步骤S1中震源采用气枪震源。
3.根据权利要求2所述的海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，其特征在于，步骤S2具体包括依次进行的以下步骤：
S21、将海洋地震记录加载到地震观测系统中，得到炮点水深值和偏移距；
S22、将多炮海洋地震记录中相同电缆中相同地震通道采样点接收的数据进行叠加，叠加成一炮海洋地震记录，通道数不变；
S23、计算地震波由震源激发到达海底反射后被电缆中检波器接收的旅行时间，计算公式为：
其中，D1为偏移距，单位为米，D2为震源到海底的深度，单位为米，V1为声波在水中传播速度，单位为米/秒，Tn为地震波由震源激发到达海底反射后被电缆中检波器接收的旅行时间，单位为秒；
选取地震波由震源激发到达海底反射后被电缆中检波器接收的旅行时间以下500毫秒时窗，截取时窗内的海洋地震记录。
4.根据权利要求3所述的海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，其特征在于，步骤S21中得到炮点水深值和偏移距后，选取连续多炮的海洋地震记录，根据标准电缆中检波器的灵敏度，转换地震通道采样点的振幅单位，将振幅单位由毫伏转换为微巴，其转换公式为：
T微巴＝T毫伏÷S标准÷1000
其中，T微巴为采样点的振幅单位为微巴的振幅值，T毫伏为采样点的振幅单位为毫伏的振幅值，S标准为标准电缆中检波器的灵敏度，单位为伏/巴。
5.根据权利要求4所述的海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，其特征在于，步骤S3具体包括依次进行的以下步骤：
S31、时窗内对每根电缆中每个地震通道采样点振幅值进行均方根计算，再求取每根电缆所有地震通道采样点均方根振幅值的平均值，即为每根电缆采样点的平均振幅值；
S32、对比所有相邻电缆采样点平均振幅值的变化幅度，根据变化幅度的大小确定异常电缆，当变化幅度超过设定的阈值时，则此变化幅度对应的电缆为异常电缆。
6.根据权利要求5所述的海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，其特征在于，步骤S32中所有相邻电缆检波器生成的海洋地震记录中时窗内采样点平均振幅值的变化幅度计算公式为：
dB＝20log10(a/b)
其中，a为相邻两个电缆中前一个电缆采样点的平均振幅值，b为相邻两个电缆中后一个电缆采样点的平均振幅值，dB为相邻电缆采样点平均振幅值的变化幅度。
7.根据权利要求6所述的海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，其特征在于，步骤S4具体为采用二维三次样条函数插值方法，计算异常电缆采样点的平均振幅值插值。
8.根据权利要求6所述的海洋拖缆地震勘探老化电缆检波器灵敏度校正方法，其特征在于，步骤S5中异常电缆中检波器的校正灵敏度的计算公式为：
S校正＝(T标准×S标准)÷T插值
其中，T标准×S标准＝真实测量的异常电缆采样点的平均振幅值，S标准为标准电缆中检波器的灵敏度，单位为v/bar，T标准为标准电缆采样点的平均振幅值，单位为微巴，T插值为采用二维三次样条函数插值方法计算出的平均振幅值插值，单位为微巴，S校正为异常电缆中检波器的校正灵敏度，单位为伏每巴。
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