一種全向矢量地震數(shù)據(jù)處理方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地震勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全向矢量地震數(shù)據(jù)處理方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)波動理論，波動不只表示振動，還表示振動的傳播。具體地：1、振動可分解為 線振動、旋振動;2、波場散度驅(qū)動縱波，波場旋度驅(qū)動橫波;3、線振動是散度和旋度的共同 作用，既包含縱波，也包含橫波;4、旋振動只與旋度有關(guān);5、體旋度是完全旋度，面旋度是不 完全旋度。因此，只能檢測線振動的技術(shù)，不能干凈分離縱橫波。必須是能夠檢測體旋度或 散度的技術(shù)，才有可能解出純橫波和純縱波。
[0003] 波動的空間運動屬性，包含了豐富的信息，可以在波場分離、信噪比、保真度、成像 精度、介質(zhì)屬性分析等方面起到重要作用。但是，現(xiàn)有采集技術(shù)卻只能檢測振幅、頻率、相位 等信息，基本沒有檢測波動空間運動屬性的功能。
[0004] 目前地震波的檢測，是將波振動轉(zhuǎn)換為電信號（電壓、電流)或再進行數(shù)字轉(zhuǎn)換來 實現(xiàn)。將機械運動轉(zhuǎn)換為電信號的方法，不外乎應用電磁檢波器、電容檢波器、壓電檢波器 和光纖應變檢波器。
[0005] 電磁檢波器和電容檢波器是線振動型，有工作方向。理想方向濾波效應為cos0， out(t) =A(t )(308 0^( t)和Θ都是未知的，僅單個器件是求不出真振幅A(t)和夾角Θ的。MEMS 檢波器基本屬于電容型檢波器，也遵循上述規(guī)律。
[0006] 光纖應變檢波器可歸于線振動或壓強型，單器件也不能確定振動方向。所以，單個 電磁檢波器、電容檢波器和光纖應變檢波器，都不能區(qū)分波場振動方向，更不具備檢測波場 散度旋度的功能。
[0007] 壓電檢波器是壓強型，輸出與周圍液態(tài)介質(zhì)壓強有關(guān)，無方向性，不能區(qū)分振動方 向。液態(tài)環(huán)境中壓強各向同性，等效于波場散度。但在陸上固態(tài)環(huán)境，即使將其置于液態(tài)容 器中，也無法實現(xiàn)散度測量。
[0008] 三分量檢波器，以三矢量合成方法，可以求出波場振動方向Θ和振幅A(t)。這也是 稱其為矢量檢波器的原因，但只是測量點的線振動矢量，不能檢測振動性質(zhì)、旋度和散度。
[0009] 綜上所述，現(xiàn)有地震勘探技術(shù)不能測量地震波場的散度和全旋度，不能解決波場 振動方向、傳播方向、真振幅和縱橫波分離的問題，致使現(xiàn)有地震勘探技術(shù)的地層成像、地 層巖性和流體檢測精度不能完全滿足資源勘探需求，具體表現(xiàn)在以下兩個方面：
[0010] 1)對地震波動性質(zhì)研究分析的限制
[0011] 由于對地震波場的信息采集不全，導致縱波、橫波分解不開，有用信息和干擾信息 的界定模糊不清。干擾源的分析基于假設(shè)和海量試驗，但效果不佳。例如，陸上提高保真度 和山地改善信噪比的采集處理方法相互制約，噪音壓制效果有待進一步提高。
[0012] 2)限制了波動理論，尤其是全彈理論的進一步研究
[0013] 彈性波理論的應用，通過全彈波動方程的研究、數(shù)據(jù)采集、實驗、應用，能夠解出介 質(zhì)彈性參數(shù)，準確確定介質(zhì)屬性及其空間分布狀態(tài)，從而提高巖性和流體識別精度。利用地 震波動的空間運動屬性，例如:振動性質(zhì)、散度、旋度等介質(zhì)彈性參數(shù)，開展彈性波研究，是 提高資源勘探精度的技術(shù)發(fā)展方向。但是，現(xiàn)有地震勘探技術(shù)無法準確測量地震波場的散 度數(shù)據(jù)和旋度數(shù)據(jù)，從而限制了波動理論，尤其是全彈理論的進一步研究。
[0014] 現(xiàn)有傳統(tǒng)地震勘探技術(shù)在野外利用垂直振動的檢波器，記錄地震波場在垂直方向 投影的振幅、到達時間，稱之為縱波勘探，在某些情況下利用水平放置的檢波器，記錄地震 波場在水平方向投影的振幅和到達時間，稱之為轉(zhuǎn)換波勘探，也稱之為橫波勘探。這種觀測 方式存在縱波和橫波不純等問題。對觀測到的縱波、橫波分別和聯(lián)合對縱橫波進行成像處 理，分別和聯(lián)合對縱橫波進行屬性拾取和分析、反演。由于觀測到的地震波記錄中縱橫波混 雜，相互干涉，造成陸上縱波信噪比低，橫波不易識別，地震成像精度受到一定影響，巖性預 測和流體預測存在一定的多解性。
[0015] 針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明提供了一種全向矢量地震數(shù)據(jù)處理方法及裝置，以至少解決現(xiàn)有地震勘探 技術(shù)不能測量及處理地震波場的散度數(shù)據(jù)和旋度數(shù)據(jù)的問題。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種全向矢量地震數(shù)據(jù)處理方法，應用于地震全 向矢量檢波器，其中，所述地震全向矢量檢波器包括:八個檢波器及支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié) 構(gòu)用于支撐所述八個檢波器，使得每兩個檢波器的底面位于一正四面體的其中一個正三角 形面上，位于同一正三角形面上的兩個檢波器的工作軸與該正三角形面的交點均位于該正 三角形面的一個角的角平分線上并且相對于該正三角形面的中心對稱；
[0018] 所述方法包括：
[0019] 采集所述地震全向矢量檢波器的全向矢量地震數(shù)據(jù)，對所述全向矢量地震數(shù)據(jù)執(zhí) 行預處理操作;對執(zhí)行預處理操作之后的全向矢量地震數(shù)據(jù)執(zhí)行縱橫波分離操作，得到縱 波數(shù)據(jù)和橫波數(shù)據(jù);對所述縱波數(shù)據(jù)和所述橫波數(shù)據(jù)執(zhí)行空間矢量計算和波場恢復操作； 其中，所述波場恢復操作包括:靜校正操作和反褶積操作;基于執(zhí)行所述波場恢復操作之后 的縱波數(shù)據(jù)和橫波數(shù)據(jù)執(zhí)行成像操作，得到縱波成像數(shù)據(jù)和橫波成像數(shù)據(jù);基于執(zhí)行所述 波場恢復操作之后的縱波數(shù)據(jù)和橫波數(shù)據(jù)，以及所述縱波成像數(shù)據(jù)和所述橫波成像數(shù)據(jù)進 行建模，得到縱波速度體和橫波速度體。
[0020] 優(yōu)選地，對所述全向矢量地震數(shù)據(jù)執(zhí)行預處理操作，包括:利用全向矢量觀測系 統(tǒng)，檢查采集到的全向矢量地震數(shù)據(jù)是否符合質(zhì)控條件；歸類存儲符合質(zhì)控條件的全向矢 量地震數(shù)據(jù)。
[0021] 優(yōu)選地，對執(zhí)行預處理操作后的全向矢量地震數(shù)據(jù)執(zhí)行縱橫波分離操作，得到縱 波數(shù)據(jù)和橫波數(shù)據(jù)，包括:基于所述符合質(zhì)控條件的全向矢量地震數(shù)據(jù)，求出總線振動量； 根據(jù)所述地震全向矢量檢波器的旋量數(shù)據(jù)求出橫波線振動分量，根據(jù)所述橫波線振動分量 得到橫波數(shù)據(jù);將所述總線振動量減去所述橫波線振動分量，得到縱波線振動分量，根據(jù)所 述縱波線振動分量得到縱波數(shù)據(jù)。
[0022] 優(yōu)選地，對所述縱波數(shù)據(jù)和所述橫波數(shù)據(jù)執(zhí)行空間矢量計算，包括：在矢量方向 上，根據(jù)方位角及傾角分選輸出不同方向的縱波數(shù)據(jù);在矢量方向上，根據(jù)方位角及傾角分 選輸出不同方向的橫波數(shù)據(jù);將所述不同方向的橫波數(shù)據(jù)減去地面橫波數(shù)據(jù)，得到不同方 向的有效橫波數(shù)據(jù)。
[0023] 優(yōu)選地，對所述縱波數(shù)據(jù)和所述橫波數(shù)據(jù)執(zhí)行波場恢復操作，包括:基于所述不同 方向的縱波數(shù)據(jù)，分方向計算縱波地表方向一致性靜校正量及縱波地表方向一致性反褶積 因子;基于所述不同方向的有效橫波數(shù)據(jù)，分方向計算橫波地表方向一致性靜校正量及橫 波地表方向一致性反褶積因子;分方向根據(jù)所述縱波地表方向一致性靜校正量、所述縱波 地表方向一致性反褶積因子，生成執(zhí)行所述波場恢復操作之后的縱波數(shù)據(jù);分方向根據(jù)所 述橫波地表方向一致性靜校正量、所述橫波地表方向一致性反裙積因子，生成執(zhí)行所述波 場恢復操作之后的橫波數(shù)據(jù)。
[0024] 優(yōu)選地，基于執(zhí)行所述波場恢復操作之后的縱波數(shù)據(jù)和橫波數(shù)據(jù)執(zhí)行成像操作， 包括:基于執(zhí)行所述波場恢復操作之后的縱波數(shù)據(jù)，形成縱波成像剖面或縱波成像三維體； 基于執(zhí)行所述波場恢復操作之后的橫波數(shù)據(jù)，形成橫波成像剖面或橫波成像三維體。
[0025] 優(yōu)選地，基于執(zhí)行所述波場恢復操作之后的縱波數(shù)據(jù)和橫波數(shù)據(jù)，以及所述縱波 成像數(shù)據(jù)和所述橫波成像數(shù)據(jù)進行建模，得到所述縱波速度體和所述橫波速度體，包括:基 于所述縱波成像數(shù)據(jù)在時間域上建立縱波速度界面，基于所述橫波成像數(shù)據(jù)在時間域上建 立橫波速度界面;在所述縱波速度界面中輸入縱波初始速度，得到縱波速度模型;在所述橫 波速度界面中輸入橫波初始速度，得到橫波速度模型;基于所述縱波速度模型進行疊前深 度偏移操作，得到縱波數(shù)據(jù)CIP道集;基于所述橫波速度模型進行疊前深度偏移操作，得到 橫波數(shù)據(jù)CIP道集;利用所述縱波數(shù)據(jù)CIP道集對執(zhí)行所述波場恢復操作之后的縱波數(shù)據(jù)進 行迭代速度分析，得到縱波速度體;利用所述橫波數(shù)據(jù)CIP道集對執(zhí)行所述波場恢復操作之 后的橫波數(shù)據(jù)進行迭代速度分析，得到橫波速度體。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種全向矢量地震數(shù)據(jù)處理裝置，應用于地震 全向矢量檢波器，其特征在于，所述地震全向矢量檢波器包括:八個檢波器及支撐結(jié)構(gòu)，所 述支撐結(jié)構(gòu)用于支撐所述八個檢波器，使得每兩個檢波器的底面位于一正四面體的其中一 個正三角形面上，位于同一正三角形面上的兩個檢波器的工作軸與該正三角形面的交點均 位于該正三角形面的一個角的角平分線上并且相對于該正三角形面的中心對稱；
[0027]所述裝置包括：
[0028] 數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述地震全向矢量檢波器的全向矢量地震數(shù)據(jù)全向矢量 地震數(shù)據(jù);預處理模塊，用于對所述全向矢量地震數(shù)據(jù)執(zhí)行預處理操作;縱橫波分離模塊， 用于對執(zhí)行預處理操作之后的全向矢量地震數(shù)據(jù)執(zhí)行縱橫波分離操作，得到縱波數(shù)據(jù)和橫 波數(shù)據(jù);空間矢量計算模塊，用于對所述縱波數(shù)據(jù)和所述橫波數(shù)據(jù)執(zhí)行空間矢量計算;波 場恢復模塊，用于對執(zhí)行空間矢量計算之后的縱波數(shù)據(jù)和橫波數(shù)據(jù)執(zhí)行波場恢復操作；其 中，所述波場恢復操作包括:靜校正操作和反褶積操作;成像模塊，用于基于執(zhí)行所述波場 恢復操作之后的縱波數(shù)據(jù)和橫波數(shù)據(jù)執(zhí)行成像操作，得到縱波成像數(shù)據(jù)和橫波成像數(shù)據(jù)； 建模模塊，用于基于執(zhí)行所述波場恢復操作之后的縱波數(shù)據(jù)和橫波數(shù)據(jù)，以及所述縱波成 像數(shù)據(jù)和所述橫波成像數(shù)據(jù)進行建模，得到縱波速度體和橫波速度體。
[0029] 優(yōu)選地，所述預處理模塊包括:質(zhì)控單元，用于利用全向矢量觀測系統(tǒng)，檢查采集 到的全向矢量地震數(shù)據(jù)是否符合質(zhì)控條件;存儲單元，用于歸類存儲符合質(zhì)控條件的全向 矢量地震數(shù)據(jù)。
[0030] 優(yōu)選地，所述縱橫波分離模塊包括:橫波分離單元，用于基于所述符合質(zhì)控條件的 全向矢量地震數(shù)據(jù)，求出總線振動量;根據(jù)所述地震全向矢量檢波器的旋量數(shù)據(jù)求出橫波 線振動分量，根據(jù)所述橫波線振動分量得到橫波數(shù)據(jù);縱波分離單元，用于將所述總線振動 量減去所述橫波線振動分量，得到縱波線振動分量，根據(jù)所述縱波線振動分量得到縱波數(shù) 據(jù)。
[0031] 優(yōu)選地，所述空間矢量計算模塊包括:縱波數(shù)據(jù)計算單元，用于在矢量方向上，根 據(jù)方位角及傾角分選輸出不同方向的縱波數(shù)據(jù);橫波數(shù)據(jù)計算單元，用于在矢量方向上，根 據(jù)方位角及傾角分選輸出不同方向的橫波數(shù)據(jù);將所述不同方向的橫波數(shù)據(jù)減去地面橫波 數(shù)據(jù)，得到不同方向的有效橫波數(shù)據(jù)。
[0032] 優(yōu)選地，所述波場恢復模塊包括:縱波計算單元，用于基于所述不同方向的縱波數(shù) 據(jù)，分方向計算縱波地表方向一致性靜校正量及縱波地表方向一致性反褶積因子;分方向 根據(jù)所述縱波地表方向一致性靜校正量、所述縱波地表方向一致性反褶積因子，生成執(zhí)行 所述波場恢復操作之后的縱波數(shù)據(jù);橫波計算單元，用于基于所述不同方向的有效橫波數(shù) 據(jù)，分方向計算橫波地表方向一致性靜校正量及橫波地表方向一致性反褶積因子;分方向 根據(jù)所述橫波地表方向一致性靜校正量、所述橫波地表方向一致性反裙積因子，生成執(zhí)行 所述波場恢復操作之后的橫波數(shù)據(jù)。
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