[发明专利]三维观测系统噪声压制估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探技术，具体涉及一种在地震数据采集施工前对三维地震数据采集观测系统压制噪音的特性进行定量估算方法。

技术背景

石油地震勘探技术就是用人工的方法引起地壳振动，再用精密仪器记录下爆炸后地面上各点振动的情况，利用记录下来的资料，推断地下石油、天然气及煤田等有关的地壳结构和地层岩性方法的总称。由于地下介质的力学性质不同，地震波在传播中，会引起地震波的频率、振幅、相位、速度及波场类型等参数的空间变化，通过在地表或井下采用高精度记录设备和相应观测方法可以获得这些特征参数变化的数据，并经地震数据处理，去伪存真和成像，最终转换为地质学家(包括油气田及煤田开发工程师)可以识别的图像。地质学家利用这些地震信息不仅可以了解地层构造的几何形态和断裂大小及分布，而且可以了解古地理和古沉积相信息，进而预测储层、油气藏(煤田)的分布和形态。

运用地震勘探原理查明地下地质构造面临具体的困难是很多的。首先，人工产生较强的地震波很不容易；激发出地震波后，除了产生来自地层界面的反射波外，还会产生各种各样的波，它们会干扰反射波的接收，往往会以假乱真；要根据反射波的传播时间来了解地下地层分界面的埋藏深度，必须知道地震波在地层中传播的速度，但要精确的测出地震波的速度也是很困难的。为了克服这些难题，就必须有专门指导地震勘探生产实践的理论和专门的仪器设备，以及一套生产施工的组织和方法。地震勘探的生产工作，基本上可分为三个环节：

第一个阶段是野外地震资料采集工作。这个阶段的任务是人工的方法激发地震波，然后用地面地震接收仪器记录由地下反射回来的地震波所引起的地面振动信号，并记录在磁带上，提供给室内计算中心进行后续处理。地震数据采集是地震勘探的第一步工作，因此是地震勘探工程的重要基础。采集中激发、接收以及观测系统等具体参数如何确定，需要根据工区具体的地质任务、地震地质条件等各方面因素全面论证和计算后决定。

第二个阶段是地震资料处理工作。根据地震波的传播理论，利用计算机等设备和相应的处理软件，对野外采集的原始地震数据进行各种加工处理，以获得能反映地下地质结构的“地震剖面图”和反映地下岩石变化的地震波振幅、频率、传播速度等信息。用于研究地下地质构造，寻找有利的含油气圈闭，确定钻井井位。地震资料处理是对地震数据进行去伪存真的加工过程，最终获得能真实反映地下地质情况的有效信息。把野外采集的地震数据资料变为可供解释人员解释的能反映地下地质结构的地震剖面和相关的地震信息(如速度、振幅、频率等)。

第三个阶段是地震资料解释工作。运用地震波传播的理论和石油地质学的原理，综合地质、钻井和其它物探资料，对地震剖面进行深入的分析研究，去伪存真，正确追踪出各反射层对应的地质层位，对地下地质构造的特点做出说明，并绘制出主要层位完整的构造图，查明有含油气希望的构造和圈闭，提出钻探井位。

在地震数据采集阶段，记录地面地震波振动的方式称为观测系统，地震勘探有二维和三维之分。二维地震勘探是沿地面上一条测线，一段一段地进行观测。三维是在地面上布设多条接收线，用多条接收线同时一片一片观测。多次覆盖技术和三维地震勘探是石油地震勘探的两次技术革命，是地震勘探野外工作的重大改进。这些技术进步的最终目的就是为了采集到能够高信噪比、高分辨率和高精度成像的地震数据。三维地震勘探是在地震资采集过程中，首先要根据地震地质目标设计观测系统。观测系统一方面要对到达地面的反射波场进行较好的采样，确保采集到的地震数据经过成像处理能够相对准确地反映地下地质结构。另一方面要对地震数据采集时伴生的噪音，特别是规则噪音具有压制作用。这是多次覆盖的观测系统在水平叠加时的一个重要特点，它所利用的不是频率滤波的频谱差异，也不是组合的方向性差异，而是利用动校正后有效波与干扰波之间剩余时差的差异。野外采集是地震勘探成功的基础，如果观测系统存在不足或问题，则地震采集得到的原始数据就会存在严重缺陷，没有任何办法可以弥补。做好观测系统设计，正确选择观测系统类型和多次覆盖参数，提高地震数据的空间采样质量，对于利用叠加效应压制噪音、加强有效信号和准确成像具有重要作用。在本文中，噪音是指折射、直达和次生三种干扰波。