[发明专利]一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法

说明书

本申请涉及一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，属于海洋地球物理勘探技术领域，具体包括：获取深拖震源沉放深度和离底高度测量值、各炮集检波点记录的直达波和海底反射波旅行时的实际观测值、各炮集激发点位置对应的海底地形坡度角和海水声速；对深拖地震接收电缆各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量、垂直方向偏移量进行表征；获取各炮集检波点接收到的直达波和海底反射波旅行时的理论计算表达式；构建深海近底拖曳式多道地震接收阵列几何形态模型参数反演的目标函数；重建深拖震源和检波点的相对位置关系。本申请能够提高深拖震源和检波点位置的反演精度，提高深拖式多道地震成像剖面的品质。

技术领域

本申请属于海洋地球物理勘探技术领域，具体涉及一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，应用于深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统的多道地震接收阵列几何形态反演，获得准确的深拖震源和检波点相对位置关系，以提高深海近底拖曳式多道地震成像剖面的品质。

背景技术

海洋高分辨率多道地震勘探是获取海底浅部沉积物结构特征和物性定量表征的有效手段，在海洋地质灾害评估、海洋天然气水合物调查和深海矿藏勘查等方面都取得了显著的应用效果。目前，深海资源（如天然气水合物、多金属结核、富钴结壳和深海稀土等）的勘探开发突显出举足轻重的地位，而在深海环境下，常规二维高分辨率多道地震探测方法由于震源和地震接收电缆均为海面拖曳，较深的海水层衰减高频震源能量的同时也影响了勘探的横向分辨率。鉴于此，将高频等离子体震源和地震接收电缆均置于近海底位置拖曳的、适用于深水工作环境的高分辨率多道地震探测方式的深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统成为新的高效探测方式。常见的深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统包括深拖拖体、深拖地震接收电缆和光电缆；所述深拖拖体上设置有深拖震源，所述深拖震源和深拖地震接收电缆组成线列阵拖体；所述深拖地震接收电缆上设置有多个检波点，检波点用于接收深拖震源激发的地震波信号，所述多个检波点构成多道地震接收阵列；所述深拖拖体与深拖地震接收电缆的连接处为深拖地震接收电缆的拖曳点；所述光电缆用于连接船舶上的数据采集监控系统。深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统能够减小第一菲涅尔带半径，提高横向分辨率，减弱高频能量衰减，提高垂向分辨率，弥补常规海面拖曳式二维高分辨率多道地震探测方法的不足。

准确的炮检位置关系是确保后续处理有效反射波能够同相叠加的前提，尤其是对于海洋高分辨率多道地震勘探而言，震源主频通常在1 kHz左右，其对炮检位置关系的误差敏感度明显更高，微小的多道地震接收阵列几何形态变化都可能引起多道地震数据叠加处理环节出现严重的相消干扰。区别于常规海面拖曳式二维高分辨率多道地震探测方法的震源和地震接收电缆拖曳姿态较为稳定，深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统需要不断调节拖曳深度以保持系统作业高度维持在距离海底100-150 m的范围内，在此过程中，受海水扰动、线列阵拖体浮力和光电缆的拖曳缆长调节等影响，其多道地震接收阵列几何形态变化较为剧烈，使得后续的地震数据叠加处理环节出现严重的相消干扰。现有技术多基于深拖地震接收电缆配置的姿态传感器数据或近底拖曳式多道地震数据的直达波旅行时和海面反射波旅行时进行作业过程中多道地震接收阵列几何形态反演。但是，使用姿态传感器数据伴随有数据漂移和误差累积的问题，基于近底拖曳式多道地震数据的直达波旅行时和海面反射波旅行时的方法通常没有考虑多道地震接收阵列的横向位置错动，仅在垂向上做校正，以上问题都会导致多道地震接收阵列形态反演结果出现偏差，影响最终地震成像剖面的信噪比和分辨率，甚至出现构造假象。此外，在深水工作环境下记录海面反射波会增加深拖震源的激发间隔，从而大幅降低近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统的工作效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本申请提供一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，其能够解决深水工作环境下近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统的多道地震接收阵列几何形态的重建问题，提高深拖震源和检波点位置信息的反演精度。

本申请采取以下技术方案：

一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，包括：