[发明专利]一种三分量检波器埋置方向高精度校正的方法

说明书

技术领域

本发明属于石油物探地震资料处理过程中提高信噪比的技术，是一种利用地面多分量地震数据的偏振特性三分量检波器埋置方向高精度校正的方法。

背景技术

随着油气勘探开发的不断深入，常规地震勘探技术难以解决某些岩性油气藏、裂缝性油气藏等复杂油气藏的勘探问题，于是勘探工作者纷纷把目光投向多分量地震勘探技术。多分量地震勘探是指用纵/横波震源激发，用三分量检波器记录地震纵波、横波(包括快、慢横波)和转换波，从而使野外记录的地震数据信息更为丰富，为地质构造成像、裂隙和孔道确定、储层岩性解释等提供特定的信息。

根据弹性波理论，在各向同性介质中，在空间的任意方向上存在着3种不同类型的波，分别为P波、SV波和SH波，其中P波引起的质点振动在炮检连线所在的垂向平面内，质点振动方向与地震波的传播方向一致，SV波引起的质点振动也在炮检连线所在的垂向平面内，但质点振动方向垂直地震波的传播方向，SH波引起的质点振动垂直炮检连线所在的垂向平面内。由于不同类型的波有不同的质点振动方向，所以在多分量地震数据的采集过程中，需要严格控制三分量检波器的埋置质量，也就是利用三分量检波器上的方向标记和调平水泡将三分量检波器的垂直分量调整到垂直状态，将三分量检波器的X分量平行观测系统设计的测线方向，只有在这样的前提下，通过对两个水平分量数据做旋转，才能将多分量地震勘探中所要得到的SV波的能量集中在以炮检连线的径向分量上，将SH波能量集中在垂直炮检连线方向的切向分量上，垂直分量上则主要是P波能量。但是，在实际多分量数据采集过程中，由于野外地质施工条件的复杂性，很难保证每个三分量检波器都完全按照要求统一埋置，埋置的三分量检波器调平水泡未调平,方向标记未对准规定的方向或接收道极性反转的情况很难完全避免。这样就会使不同类型的地震波在三个分量上都有能量投影，也就是在接收的多分量数据中，Z分量的记录中含有横波成分，X分量的记录中含有纵波和SH波的能量，Y分量的记录中含有纵波的和SV波的成分。

针对这一问题，现有的文献大都是根据多波数据的偏振特征，利用多分量数据的初至能量对两个水平分量数据进行旋转，将多分量地震勘探中所要得到的SV波的能量集中在以炮检连线的径向分量上，将SH波能量集中在垂直炮检连线方向的切向分量上，但是这种做法只能解决三分量检波器的X分量与炮检连线方向不完全一致所带来的问题，由Z分量不垂直所造成的垂直分量和水平分量上的能量互相投影所带来的问题并没有解决。

常用的地震数据处理方法是利用多分量地震数据初至能量扫描的方法对三分量检波器进行重定向，其实现过程为：对于任意两个分量的地震记录，给定不同的旋转角，对这两个分量的地震记录进行旋转并计算给定初至时窗内的能量，通过角度扫描得到极小能量对应的角度，将该角度当作三分量检波器需要校正的角度。该方法原理简单，易于操作。但是，由于该方法是利用能量极小的规则扫描检波器三个分量的偏离角度，在0至360度的范围内存在两个相等的极值，这需要利用水听器记录分量的初至来判断偏离角度的极性，如果没有水听器分量，该方法的使用会受到限制。并且角度离散扫描的计算方法难以兼顾效率和精度。

发明内容

本发明目的在于提供一种使用不受到限制，兼顾效率和精度的三分量检波器埋置方向高精度校正的方法。

本发明通过以下步骤实现：

1）利用正交三分量检波器采集三分量地震记录；

2）拾取地震记录初至时间；

步骤2）所述的初至时间拾取是在Z分量或水平分量坐标旋转后的X分量地震记录上拾取每一道地震记录的初至时间fbt(i),i是地震数据道顺序号，i＝1,2，…,Ntrace,Ntrace是每一个分量地震记录的总道数；

3）计算每一道三分量地震记录给定初至时窗的协方差矩阵

步骤3）所述的三分量地震数据给定初至时窗的协方差矩阵的计算公式为：