[发明专利]轨道式可控震源极化处理方法

摘要

本发明属于地震资料处理方法领域，是一种井间地震资料的前期处理方法。由于轨道式可控震源激发的地震波为环形极化波，与线性极化波存在较大区别，为了与常规的线性极化地震资料进行对比分析，需要对环形极化波向线性极化波进行转换，而提出的轨道式可控震源极化处理方法。采用的技术方案主要包括两个步骤：极化分解和震源坐标系统转换。极化分解把正、反转两套不同方向的资料转化为沿X、Y两个方向传播的线性极化波场。该技术可以完成轨道式可控震源的环形极化方式转换成线性极化方式，得到的地震波场为线性极化地震波，为轨道式震源地震处理提供良好的资料基础。

主权项

1、轨道式可控震源极化处理方法，其特征是包括两个步骤：极化分解和震源坐标系统转换，1.1极化分解设定质量中心的径向位移为u，则正转转动在X、Y轴的投影分别为μcwx和μcwy，翻转转动在X、Y轴的投影分别为μccwx和μccwy，μcwx、μcwy、μccwx和μccwy都与θ角有关，θ角是从x轴转到质量中心的角度，对于产生的震源函数s(f)，离心质体以f＝ω/2π频率转动，则角度θ＝ωt，假设位移u对所有θ具有相同的振幅A，可得到下式μcwx＝Acos(θ)                    (1)μcwy＝Asin(θ)                    (2)μccwx＝Acos(-θ)＝Acos(θ)        (3)μccwy＝Asin(-θ)＝-Asin(θ)       (4)通过正转和翻转记录相加和相减，得到线形极化后的μx(ωt)和μy(ωt)的等同数据，即μx(ωt)＝μcwx+μcwy+μccwx+μccwy        ＝2Acos(ωt)               (5)μy(ωt)＝μcwx+μcwy-μccwx-μccwy        ＝2Asin(ωt)               (6)这样就完成了把正、反转两套不同方向的资料转化为沿X、Y两个方向传播的线性极化波场，但这样分解出的两个线性分量μx(ωt)和μy(ωt)运动存在相位差，必须采用希尔伯特变换来校正相位差，至此，环形极化的正转和反转记录就被转化为等同的线性极化的X和Y方向的震源记录，1.2震源坐标系统转换在震源观测中，假设轨道式可控震源信号在X和Y轴上投影分别为：s_x(f)和s_y(f)，则有R_ij(f)＝T_ij(f)S_j(f)                (7)T_ij表示震源方向为i时在j方向观测到的地球介质的反射系数函数，表示j方向激发，i方向接受，其中i＝x，y，z j＝x，y。如果震源传感器正好位于X方向，则记录下的震源信号是S_x(f)。然而，由于震源在井下水平面内的状态是随机的，震源传感器传出的S_x(f)信号与实际有一定的差别，实际工作中不能检测到S_x(f)，而是检测到S(θ)，S(θ)＝S_x(f)e^iθ                   (8)根据1.1中计算可以得到，在X和Y方向上接受的地震波R_x(f)和R_y(f)，R_x(f)＝T_xx(f)s_x(f)+T_xy(f)s_y(f)     (9)R_y(f)＝T_yx(f)S_x(f)+T_yy(f)s_y(f)    (10)考虑到s_x(f)和s_y(f)的关系，有R_x(f)＝(T_xx(f)+iT_xy(f))S_x(f)      (11)R_y(f)＝(T_yx(f)+iT_yy(f))S_y(f)      (12)作自相关，并假设Sx(f)Sy*(f)=1,]]>则有C_x+(f)＝T_xx(f)+iT_xy(f)            (13)C_y+(f)＝T_yx(f)+iT_yy(f)            (14)式中x+和y+中的+表示逆时针观测，同理，对于顺时针观测有Sy(f)=Sx(f)e-iπ2=-iSx(f)---(15)]]>从而有C_x-(f)＝T_xx(f)-iT_xy(f)      (16)C_y-(f)＝T_yx(f)-iT_yy(f)            (17)式中x-和y-中的-表示顺时针观测，总之，有T_xx(f)＝[C_x+(f)+C_x-(f)]/2         (18)T_xy(f)＝-i(C_x+(f)-C_x-(f))/2       (19)T_yx(f)＝[C_y+(f)+C_y-(f)]/2         (20)T_yy(f)＝-i(C_y+(f)-C_y-(f))/2       (21)T_zx(f)＝[C_z+(f)+C_z-(f)]/2         (22)T_zy(f)＝-i(C_z+(f)-C_z-(f))/2       (23)相当于震源为(x′，y′)，接收源为(x，y)，而且下式成立S(θ)＝S_xcosθ+S_y sin(θ)         (24)同时对其他分量也成立，故可得到T_xx′，T_yx′，T_zx′，T_xy′，T_yy′，T_zz′满足下式T_xx′＝T_xx(f)cosθ+T_xy(f)sinθ    (25)T_yx′＝T_yx(f)cosθ+T_yy(f)sinθ    (26)T_zx′＝T_zx(f)cosθ+T_zy(f)sinθ        (27)T_xy′＝T_xy(f)cosθ-T_xx(f)sinθ        (28)T_yy′＝T_yy(f)cosθ-T_yx(f)sinθ        (29)T_zy′＝T_zy(f)cosθ-T_zx(f)sinθ        (30)因而有T_xx′cosθ-T_xy′sinθ＝T_xx            (31)T_xx′sinθ+T_xy′cosθ＝T_xy            (32)T_yx′cosθ-T_yy′sinθ＝T_yx            (33)T_yx′sinθ+T_yy′cosθ＝T_yy            (34)T_zx′cosθ-T_zy′sinθ＝T_zx            (35)T_zx′sinθ+T_zy′cosθ＝T_zy            (36)