[发明专利]三分量检波器水平分量的方向检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种三分量检波器水平分量的方向检测方法和装置。

背景技术

由于施工条件的不确定性，采集多分量地震数据时，难以保证完全按照采集的要求将每个三分量检波器的Z分量都置于垂直方向，将每个三分量检波器的X分量都置于平行于测线的方向。在这种情况下，采集到的地震数据在三分量检波器的每个分量上都会存在能量投影。具体而言，在Z分量上有横波能量，在水平分量上有纵波能量。采集数据的不准确会给波场的分离、成像和反演带来困难。因此，如何有效地监测三分量检波器接收地震数据的状态是多分量地震勘探的关键。

目前，三分量检波器的接收状态可以通过以下方式来监测：通过分析三分量地震记录的初至波来估算三分量检波器的方向，并监测三分量检波器的接收状态。对于垂直地震剖面数据、没有记录检波器方向参数的海上多分量数据而言，可以利用多分量地震记录的初至波估算三分量检波器的方向参数，然后对三分量地震数据进行重定向。目前，可以利用初至波矢端曲线来监测检波器重定向前后初至波的变化情况，其中，矢端曲线可以是地震波传播时地下介质中质点振动随时间变化的空间轨迹图形。因此，利用矢端曲线估算三分量检波器的方向时，只能估算到初至波质点的振动方向。

发明内容

本发明提供了一种三分量检波器水平分量的方向检测方法和装置，以解决现有技术中仅能估算到初至波质点振动方向的问题。

本发明实施例提供了一种三分量检波器水平分量的方向检测方法，可以包括：获取三分量地震数据以及所述三分量地震数据的初至时间；根据所述三分量地震数据、所述初至时间、预设的时窗长度，计算得到待建立协方差矩阵中的参量；计算所述待建立协方差矩阵的主特征向量；计算所述主特征向量在水平面内的投影与横坐标轴的第一夹角；根据所述第一夹角、炮检连线的方位角，计算得到所述第一夹角与所述方位角之间的第二夹角，所述方位角是根据三分量检波器的位置以及炮点的位置确定的。

在一个实施例中，所述方法还包括：基于所述第一夹角以及所述第二夹角，对所述三分量检波器的水平分量进行监测。

在一个实施例中，所述计算所述待建立协方差矩阵的主特征向量包括，可以包括：计算所述待建立协方差矩阵的多个特征值；将所述多个特征值中的最大值作为所述待建立协方差矩阵的最大特征值；将所述最大特征值对应的特征向量作为所述待建立协方差矩阵的主特征向量。

在一个实施例中，基于所述第一夹角以及所述第二夹角，对所述三分量检波器的方向进行调整，包括：基于所述三分量检波器的位置以及所述炮点的位置，确定待绘制图形的横坐标范围以及纵坐标范围，并在所述待绘制图形中确定出所述三分量检波器位置以及所述炮点位置；在所述待绘制图形中绘制长度等于所述最大特征值的线段，所述确定出的三分量检波器位置位于所述线段中点，所述线段与所述横坐标轴的夹角等于所述第一夹角；以所述待绘制图形中线段的颜色深浅表示所述第二夹角；基于所述线段与所述横坐标轴的夹角以及所述颜色深浅，对所述三分量检波器的方向进行调整。

在一个实施例中，按照以下公式确定所述炮检连线的方位角：

上式中，θ表示所述炮检连线的方位角，X_R表示所述三分量检波器位置所对应的横坐标，Y_R表示所述三分量检波器位置所对应的纵坐标，X_S表示所述炮点位置所对应的横坐标，Y_S表示所述炮点位置所对应的纵坐标。

在一个实施例中，按照以下公式根据所述三分量地震数据、所述初至时间、预设的时窗长度，计算得到待建立协方差矩阵中的参量：

上式中，t₁＝T_fb(r)/Δt，t₂＝(T_fb(r)+Tw)/Δt，n＝t₂-t₁+1；

上式中，表示所述参量，S_i(t)和S_j(t)表示所述三分量地震数据，其中，i＝1,2,3，j＝1,2,3，i和j分别表示所述三分量地震数据的分量序号，T_fb(r)表示三分量地震数据中一个分量第r道的初至时间，r＝1,2，...,N_tr，N_tr表示所述三分量地震数据中一个分量的总道数，Tw表示所述预设的时窗长度，Δt表示所述三分量地震数据的采样间隔。