基于N次根叠加的定向地震波数据处理方法

摘要

本发明涉及一种基于N次根叠加的定向地震波数据处理方法，对一组相邻地震记录依次进行求N次根处理，然后对处理后地震记录进行等间隔延时处理，经过延时后的各地震记录之间存在相关性，为了抑制主波束方向外信号畸变，再对该地震记录做N次幂处理，得到所需的定向地震记录。经试验，在强噪声环境下，现有地震波处理方法虽然能够加强主波束方向上的有效信号，但是在主波束方向外会出现信号模糊或信号同相轴分叉等现象，不仅降低了地震数据信噪比和分辨率，对后期地震数据处理和解释不利。与现有定向地震波处理方法相比，不仅充分保护和加强了原始记录中有效信号，使主波束方向上信噪比提高了n倍，更重要的是有效地抑制了主波束方向外信号畸变。

主权项

一种基于N次根叠加的定向地震波数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：A、输入n炮炮点连续的地震记录，记为U＝{U₁(t,x)、U₂(t,x)、…、U_m(t,x)、…、U_n‑1(t,x)、U_n(t,x)}，t代表地震记录时间，x代表接收阵列，n取值为大于2的奇数，其中m＝(n+1)/2，m代表中间记录编号，x＝{x₁,x₂,…x_i,…,x_p}，x_i为接收阵列中的各道采集序号，i＝1,2,…,p，p为单炮记录的采集道数；B、对U中n炮地震记录按照公式(1)${U_j}^{\prime }(t,x)=\frac{U_j(t,x)}{\left|U_j(t,x)\right|}{\left[\right|U_j(t,x)\left|\right]}^{\frac{1}{N}}...\left(1\right)$进行开N次根处理，其中j＝1,2,…,n，U_j'(t,x)为开N次根后的第j炮地震记录，经过开N次根处理后新地震记录记为U'＝{U₁'(t,x)、U₂'(t,x)、…、U_m'(t,x)、…、U_n‑1'(t,x)、U_n'(t,x)}；C、根据地震勘探原理及勘探区域目标层位信息，确定定向地震波主波束方向轴向角θ和目标层上覆介质平均速度v，按公式(2)${\tau }_0=\frac{d_1\cos \left(\theta \right)}{v}...\left(2\right)$计算τ₀，其中τ₀为延时参数，d₁为炮间距；D、以第m炮地震记录为零延时基准，对U'中各地震记录依次分别按照延时参数τ₀进行等间隔延时，得到地震记录集$R_2(t-(\frac{n-1}{2}-1){\tau }_0,x),...,R_m(t,x),...,R_{n-1}(t+(\frac{n-1}{2}-1){\tau }_0,x),R_n(t+\left(\frac{n-1}{2}\right){\tau }_0,x)\};$E、令λ＝d₁/d₂，其中d₂为道间距，根据地震勘探观测系统设计要求d₁为d₂的整数倍，因此λ为整数，在R的各炮地震记录中分别选取对应R_m(t,x)中的第x_i道接收位置的地震信号，并将选取的n道地震信号按照公式(3)$\begin{array}{c}r(t,x_i)=R_1(t-\left(\frac{n-1}{2}\right){\tau }_0,x_i+\left(\frac{n-1}{2}\right)\lambda )+R_2(t-(\frac{n-1}{2}-1){\tau }_0,x_i+(\frac{n-1}{2}-1)\lambda )+...+\\ R_m(t,x_i)+...\\ +R_{n-1}(t+(\frac{n-1}{2}-1){\tau }_0,x_i-(\frac{n-1}{2}-1)\lambda )+R_n(t+\left(\frac{n-1}{2}\right){\tau }_0,x_i-\left(\frac{n-1}{2}\right)\lambda )\end{array}...\left(3\right)$进行叠加，其中r(t,x_i)为叠加后地震记录中第x_i道地震信号，对应i＝1,2,…,p，按公式(3)求出R_m(t,x)地震记录中1,2,...,p道地震信号，并定义新的地震记录M(t,x)＝[r(t,x₁),r(t,x₂),…,r(t,x₁₀₀)]；F、令W(t,x)＝M(t,x)|M(t,x)|^N‑1……….(4)W(t,x)即为生成的能够抑制主波束外畸变信号的定向地震记录。