[发明专利]海洋拖缆双检采集鬼波压制方法及系统

说明书

本发明提出了一种海洋拖缆双检采集鬼波压制方法及系统，所述方法包括：获取压力波场信号和垂直速度波场信号；建立无鬼波上行波场信号与压力波场信号的关系；根据牛顿第二定律，建立压力波场信号和垂直速度波场信号之间的关系；基于最小平方算法，合并压力波场和垂直速度波场，消除鬼波信号。本发明采用基于最小平方的双检数据合并方法，可实现水、陆检数据合并，不依赖地下假设信息，稳定性好，受采集环境等制约少，能够适应复杂海洋地形和地质情况。

技术领域

本发明属于海洋地震宽频采集领域，具体涉及基于最小平方算法的海洋拖缆双检采集鬼波压制方法。

背景技术

区别于海洋常规采集，拖缆双检采集技术在电缆的同一位置，同时拖带水检和陆检两套检波器，分别用于接收压力场和垂直速度场信号，双检采集作为唯一一种同时接收压力波场和垂直速度波场的采集方式，数据具有很好说服力。

水、陆检波器由于对地震信号具有不同的滤波，信号在振幅、相位、频率等方面存在差异，数据合并算法主要部分为振幅匹配，常规算法为陆检数据乘以匹配算子，再与水检数据求和。但由于两种检波器自身性能不同和外部条件影响，再加上海底反射系数也是在不断变化的，直接匹配求和对复杂地下结构适应性较差，无法取得理想合并效果，需要过多的人工干预。

因此对于海洋拖缆双检采集技术，其合并算法的精度和适用性决定了采集技术的应用范围和效果，常规的双检合并技术对地下假设信息依赖性强，稳定性差，受采集环境等制约因素明显，宽频采集效果难以保证，不利于技术普及推广，制约海洋拖缆双检采集技术的实际应用。优化海洋拖缆双检采集数据合并算法，利于消除鬼波影响，促进该技术的实际应用。

发明内容

本发明针对海洋拖缆双检采集原始数据，基于最小平方算法，合并处理水陆、检信号，压制鬼波，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、陷波现象等问题。

根据本发明的一个方面，提供一种海洋拖缆双检采集鬼波压制方法，包括：

获取压力波场信号和垂直速度波场信号；

建立鬼波无鬼波上行波场信号与压力波场信号的关系；

根据牛顿第二定律，建立压力波场信号和垂直速度波场信号之间的关系；

基于最小平方算法，合并压力波场和垂直速度波场，消除鬼波信号。进一步地，压力波场信号P包括海底一次反射信号及海平面反射鬼波信号：

假设P₀(ω,k_x,0)为海面处接收到的压力波场，则无鬼波上行波场信号P_up(ω,k_x,z)可以表示为：

建立无鬼波上行波场信号与压力波场信号的关系为：

其中k_z为垂直波数，Z为深度。

进一步地，根据牛顿第二定律，压力波场信号p和垂直速度波场信号v_z之间的关系为：

在频率波数域进行计算：

即：

其中，V_z(ω,k_x,z)表示频率波数域垂直速度波场信号，ρ表示密度，ω表示频率，k表示波数，z表示拖缆深度。进一步地，进一步包括建立无鬼波信号与压力波场信号和垂直速度波场信号的关系，由方程(3)和(6)，可得：

由以上可知：