[发明专利]海洋上下缆拖缆宽频采集的缆深组合选取方法及系统

说明书

本发明提出了一种海洋上下缆拖缆宽频采集的缆深组合选取方法及系统，所述方法包括：获得两组不同深度的压力波场信号；建立两组不同深度的压力波场信号与同一深度的海底一次反射波场信号的关系；基于上述关系获得鬼波算子；利用鬼波算子压制鬼波信号获得海底一次反射波场。本发明能够通过优选上下缆沉放深度组合来提高数据质量；能够根据所需频率范围选择最优拖缆深度。此外，通过引入高斯分布，有效控制白噪因子的大小和振幅，避免方程奇异。

技术领域

本发明属于海洋地震宽频采集领域，具体是海洋上下缆采集技术缆深组合的优化选取技术。

背景技术

现如今海洋常规拖缆采集技术中，无论拖缆长度多长，检波器数目多少，震源子阵列如何排列，检波器和震源均沉放于水面下固定深度，以期获得更为稳定的原始数据，该作业方式灵活多变，采集效率高，并且，随着采集船逐步增大的空压机容量和逐步增强的电缆拖带能力，大震源、超长电缆采集逐步普及，地震勘探效率和精度不断提高。

但是，实际应用效果和理论分析均表明，常规水平拖缆采集技术存在“鱼与熊掌不可兼得”的矛盾，当海底反射波经过海面时，会经历一次海面反射，而后被检波器接收。因此，检波器除接收到海底一次反射之外，还将接收到与海水面相关的鬼波，即虚反射，鬼波叠加在一次波的尾部，影响一次波的振幅，甚至会产生虚假同相轴，降低了地震记录的分辨率；同时，鬼波陷波现象导致地震记录有效频带变窄，低频端能量降低。

区别于常规拖缆采集技术，上下缆采集技术(Over/under streamers)在一个垂直平面内同时拖带两条甚至更多平行电缆，以获得不同深度处的原始数据。在处理阶段，通过合并我们采集到的不同缆深地震记录，可以获得某一深度下不含鬼波的地震信号上行波场，即海底一次反射信号，从而消除鬼波对地震记录的影响，拓宽地震资料频带，提高记录分辨率。

上下缆采集技术采集、处理技术日益成熟，Sonneland、Amundsen等人先后提出了上下缆采集技术上行波场分离技术，将该技术真正推广到实际应用。为了消除海面起伏对上下缆合并效果的影响，Ferber提出了上、中、下缆的拖缆组合。

但是国内上下缆采集技术则起步较晚，近年来才在中国近海尝试使用上下缆进行宽频试验采集，赫建伟等提出基于波场延拓最小二乘法进行上下缆数据合并处理，刘春成等通过分析上下缆合并算子的等效陷波频率特征，确定等效陷波出现的频带范围。但上下缆采集技术的缆深选取技术在国内研究甚少，难以进行普及推广。

对于上下缆采集技术数据处理，其合并效果不仅与鬼波算子有关，还与上下缆沉放深度及上下缆采集数据的信噪比密切相关，由上下缆合并算子可知，上下缆沉放深度决定了等效陷波出现的频带范围，但是现在并没有完善的上下缆缆深组合选取方案，采集效果难以保证，且不利于技术普及推广，制约上下缆采集技术的实际应用。

发明内容

本发明从基础采集入手，以获取海洋宽频地震原始资料，用于解决海洋地震采集中鬼波影响严重、低频缺失、陷波现象以及有效频带变窄等问题。

根据本发明的一个发明，提供一种海洋上下缆拖缆宽频采集的缆深组合选取方法，包括：

获得两组不同深度的压力波场信号；

建立两组不同深度的压力波场信号与同一深度的海底一次反射波场信号的关系；

基于上述关系获得鬼波算子；

利用鬼波算子压制鬼波信号获得海底一次反射波场，基于所述海底一次反射波场选取缆深组合。

进一步地，获得两组不同深度的压力波场信号，即：

式中，P为压力波场信号，U为海底一次反射信号，D为鬼波信号。

进一步地，建立两组不同深度的压力波场信号与同一深度的海底一次反射波场信号的关系包括：