一種海上時移地震接收點位移校正方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種海上時移地震接收點位移校正方法，屬于石油天然氣地震勘探領 域。
【背景技術】
[0002] 目前，海上石油天然氣地震勘探為了提高生產效率，普遍采用拖纜采集的方式進 行。這種海上地震數據采集方式，一般由采集船拖曳著兩個汽槍震源和多條采集電纜組成 采集系統（如圖1所示），兩個氣槍震源相隔一定時間交替放炮，震源激發的同時接收電纜 開始記錄地下反射信號，并由導航定位系統記錄放炮時間和對應的炮點、接收點的位置信 息。采集過程中為了獲得理想的觀測系統參數，采集船必須保持一定的航速（通常為4-5 節，約2. 5m/s)使接收電纜處于拉直的狀態。因此，與陸上地震數據采集時檢波器放置在固 定位置不同，海上拖纜數據采集時，接收電纜隨采集船移動。可是現有的勘探地球物理地震 資料處理技術都是從陸上地震數據處理技術發展起來的，認為在地震資料采集的過程中檢 波點固定不動。當處理海上拖纜采集數據時，這種由采集過程中接收點發生的位移會使成 像剖面產生與采集船航向相反的偏移，且隨時間越晚到達的信號偏離實際位置越大。不過 這種由于接收點位移產生的成像位置誤差的絕對值一般較小。例如，以2. 5m/s的船速航 行，記錄5s時間，采集數據的最大誤差為12. 5m，僅相當于相鄰道數據的誤差。因此在海上 地震資料常規處理中，處理人員忽略接收點位置誤差問題，將拖纜采集回來的數據當作固 定纜采集的數據一般不會帶來太大問題。可是，在對時移地震資料前后兩次采集數據做匹 配處理時，非目的層的兩次數據的差異一般接近于零，而差異主要集中在產油層，此時接收 點位移帶來的誤差相對于油藏變化引起的細微差異就變得不可忽略了。特別是當前后兩次 地震資料采集時，采集船航速不一致甚至航向相反，這種接收點位移帶來的誤差影響將更 加明顯。因此，只有消除了海上拖纜采集地震資料的接收點位移影響以后，后續的時移地震 資料匹配處理才更準確合理，從而為后續的地震資料處理、解釋提供一個好的數據基礎，提 高油氣藏變化監測的準確度。
【發明內容】
[0003] 針對上述問題，本發明的目的是提供一種海上時移地震接收點位移校正方法。
[0004] 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種海上時移地震接收點位移校正 方法，包括以下步驟：1)選擇一條炮線，計算采集船在采集該炮線上各炮的地震數據時其 自身的平均航行速度；2)選擇該炮線上的某一個炮點，對采集船所采集到的該炮點激發所 獲得的地震數據按照采集纜進行分組；3)選擇一個采集纜，計算炮點到采集纜上各接收點 的偏移距，以最小偏移距接收點為原點，計算該采集纜各接收點在炮點激發時刻即t = 0時 的弧長坐標<-/?卜…，共n+1個接收點；4)計算t時刻采集纜上各接收 點相對于炮點激發時弧長坐標原點的弧長坐標5)以弧長坐標為丨和t時刻接收點上的地 震數據為原始樣本，樣條插值if上的地震波場值，此插值結果即為力時刻位移校正后的地 震數據，其中k = 0, 1，2,…，η ;6)按照記錄時間間隔逐漸改變t值，重復實施步驟4)和步 驟5)，直到記錄時間結束，由此獲得在步驟2)所選的炮點下，對步驟3)所選的采集纜上各 接收點的位移校正。
[0005] 所述步驟1)中，對于包括N個炮點的炮線，由下式計算出前N-I個炮數據采集時 采集船的平均航行速度：
[0007] 式中，V1表示第i炮數據采集時采集船的平均航行速度；T i表示第i炮的激發時 間；T1+1表示第i+Ι炮的激發時間^y1分別表示第i炮激發時采集船的橫坐標和縱坐標； x1+1、y1+1分別表示第i+Ι炮激發時采集船的橫坐標和縱坐標；其中，i = 1，2,. . .，N-I ;
[0008] 第N炮采集時采集船的平均航行速度Vn取值為V N i。
[0009] 所述步驟3)中，所選的采集纜上的各接收點在炮點激發時刻即t = 0時的弧長坐 標起的計算公式為：
[0011] 式中，h表示第j個接收點到第j-l個接收點的弧長；X P yj分別表示第j個接收 點的橫坐標和縱坐標；x_j r y_j i分別表示第j-Ι個接收點的橫坐標和縱坐標。
[0012] 所述步驟4)中，t時刻采集纜上各接收點相對于炮點激發時弧長坐標原點的弧長 坐標巧的計算公式為：
[0014] 式中，V表示采集船航行速度，其值取自步驟1)，即先確定該炮點為所選炮線上的 第幾個炮，然后根據步驟1)計算出該炮數據采集時采集船的平均航行速度賦予V值；t表 示當前地震數據的記錄時間，其中k = 0, 1，2,…，η。
[0015] 本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：利用本發明方法能夠消除海上 拖纜采集地震資料的接收點位移影響，經過本發明方法校正后，后續的時移地震資料匹配 處理將會更準確合理，本發明方法為后續的地震資料處理、解釋提供一個較好的數據基礎， 有利于提高油氣藏變化監測的準確度。
【附圖說明】
[0016] 圖1是海上3-D雙源十纜拖纜采集系統示意圖；
[0017] 圖2是海上3-D拖纜數據采集過程示意圖；
[0018] 圖3是從Ρ1/90導航文件提取的放炮時間間隔示意圖；
[0019] 圖4是根據Ρ1/90導航文件計算的采集船的航行速度；
[0020] 圖5是從Ρ2/94導航文件提取的放炮時間間隔示意圖；
[0021] 圖6是根據Ρ2/94導航文件計算的采集船的航行速度；
[0022] 圖7是弧長坐標定義示意圖；
[0023] 圖8是某實際工區時移地震采集范圍圖，其中，圖（a)中的2003-79線和圖（b)中 的2013-08線是兩條位置相鄰的炮線；
[0024] 圖9是2003-79線的疊加剖面，其中，圖（a)是校正前，圖（b)是校正后，圖（c)是 校正前后的差異；
[0025] 圖10是與圖9同一位置的2013-08線的疊加剖面，其中，圖（a)是校正前，圖（b) 是校正后，圖（c)是校正前后的差異。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。
[0027] 本發明提出了一種海上時移地震接收點位移校正方法，它包括以下步驟：
[0028] 1)選擇一條炮線，計算采集船在采集該炮線上各炮的地震數據時其自身的平均航 行速度。
[0029] 圖2給出了采集船在某條炮線上進行拖纜數據采集過程的示意圖，圖中的箭頭方 向表示采集船的行駛方向（以北東駛向南西方向為例），左右兩個氣槍交替放炮，放炮的炮 點依次為a、b、c、d、e、f，其中，炮點a、c、e由左源激發，炮點b、d、f由右源激發，圖中三角 形對應放炮時采集船的參考點位置，即參考點A對應a炮激發時采集船的位置，參考點B對 應b炮激發時采集船的位置，以此類推。因此，采集船的航行速度可以根據采集船在相鄰兩 次放炮的時間間隔內行進的路程求得，即：
[0031 ] 式中，Va表示a炮數據采集時采集船的平均航行速度；T a表示a炮的激發時間；T b 表示b炮的激發時間；xA、yA分別表示參考點A的橫坐標和縱坐標；X B、y[^v別表示參考點B 的橫坐標和縱坐標。
[0032] 類似地，也可以求出Vb、V。、VjP V 而炮線上最末炮的船速Vf則取其鄰近炮點e 的采集時的采集船平均速度，即Vf = V y
[0033] 綜上，對于包括N個炮點的某炮線來說，可以利用公式（2)分別計算出前N-I個炮 數據采集時采集船的平均航行速度，第N炮采集時采集船的平均航行速度則認為與第N-I 炮相等。
[0035] 式中，V1表示第i炮數據采集時采集船的平均航行速度；T i表示第i炮的激發時 間；T1+1表示第i+Ι炮的激發時間^y1分別表示第i炮激發時采集船的橫坐標和縱坐標； x1+1、y1+1分別表示第i+Ι炮激發時采集船的橫坐標和縱坐標；其中，i = 1，2,. . .，N-1。
[0036] 按照公式（2)計算某炮線上各炮數據采集時的采集船的航行速度所需要的全 部信息均可以從該炮線的P1/90導航文件中讀取。P1/90導航文件是英國勘探委員會 UKOOA(United Kingdom Offshore Operators Association)于 20 世紀 90 年代初制定的 海上地震勘探導航格式文件，由ASCII碼（American Standard Code for Information Interchange，美國標準信息交換碼）編寫，每行80個字符。按照Pl/90導航文件格式規 定：每行記錄的首字符如果是V，則表示該行記錄是采集船參考點信息，其中第2-13列是炮 線名，第14-16列是空格，第17列是船識別號，第18列是震源識別號，第19列是尾部浮標 識別號，第20-25列是放炮編號，第26-35列是參考點經度坐標，第36-46列是參考點煒度 坐標，第47-55列是參考點投影的世界大地坐標系橫坐標（向東為正），第56-64列是參考 點投影的世界大地坐標系縱坐標（向北為正），第65-70列是海水深度，第71-73列是放炮 作業日在本年度內的儒略日（即1月1日記1，1月31日記31，2月1日記32,依此類推）， 第74-79列是放炮時間（74-75、76-77、78-79分別是時、分、秒），第80列是空格。
[0037] 需要說明的是，P1/90導航文件所記錄的放炮時間信息只精確到1秒，這相對于一 般10秒左右的放炮間隔，誤差較大，由此計算得到的采集船航速也不夠準確。圖3是以某炮 線的P1/90導航文件計算的放炮時間間隔，數值集中在7、8兩秒，包含較大的舍入誤差。圖 4是用此放炮時間間隔按公式（2)求得的采集船航行速度，受時間精度影響，航行速度主要 集中在2. 65、2. 35m/s兩值附近，中間數值存在跳空，即表明米集船航行時