[发明专利]基于接收阵列的地震波束形成方法

摘要

本发明涉及一种基于接收阵列的地震波束形成方法。针对常规可控震源地震数据集U，使用延时参数τ，与波束形成控制参数n，利用波束形成方法合成定向地震数据集V1；若数据集V1的信噪比满足采集数据质量要求，处理结束；若数据集V1信噪比仍然很低，针对数据集V1做二次波束形成处理，可得到定向地震数据集V2；依此类推，直到合成满足信噪比要求的定向地震波数据Vopt。与现有技术相比：一是只需采用单个可控震源完成数据采集，采集过程简单，采集成本远低于阵列震源；二是与基于单震源的定向照明采集技术相比，在改善信噪比方面能力大幅提高；三是在不改变可控震源输出力情况下，可大幅度提高地震勘探深度，尤其适用于背景噪声较强，难以得到高信噪比数据的层状地质体。

主权项

1.一种基于接收阵列的地震波束形成方法，其特征在于，包括以下顺序和步骤：a、在勘探区域，设计可控震源地震测线，采用等偏移距观测方法，即每一炮点记录的最大、最小炮检距保持不变，记录道数不变，道间距不变；b、每次炮点移动距离为道间距的整数倍N，不妨设道间距为Δx，则炮点距为N×Δx；c、按设定炮点距在该测线上移动炮点，保持偏移距不变，取得多炮地震记录U＝{R₁，R₂，...，R_i，...，R_N}，i为炮点序号，R_i为第i炮记录，N为总炮数，令当前可处理的单炮记录数n＝N；d、将取得的多炮地震记录分组：分组方法如下，设波束形成控制参数为m，m通常取为大于2的奇数，在记录集U上定义p个子集U_i，U_i+1，...，U_j，其中因此p＝j-i+1；任一子集U_w，代表一个地震记录分组，包含以第w个炮点为中心的相邻m个单炮点记录，即U_w＝{R_b，R_b+1，...，R_w，R_w+1，...R_e}，此时e、针对每个地震记录分组，采用波束形成技术，分别合成一炮定向地震记录，具体方法如下：以第w个炮点为例，选择数据集U_w，可合成第w炮定向地震记录；对U_w的M＝e-b+1个相邻炮点记录依次等间隔延时，即R_b延时(b-w)τ，R_b+1延时(b+1-w)τ，…，R_w延时为0，R_w+1延时τ，…，R_e延时(e-w)τ，上述延时操作中，R_w之前的记录延时时间为负，相当于对记录在时间方向前移；R_w之后的记录延时时间为正，相当于对记录在时间方向后移，不妨设U_w内的记录延时后形成的新记录集为u_w＝{r_b，r_b+1，...，r_w，r_w+1，...r_e}，将u_w内的全部记录叠加在一起，可得到第w炮定向地震记录p_w；f、采用步骤e，可合成定向地震记录集V₁，其中V₁含n-(m-1)炮数据，记为V₁＝{p_j，p_j+1....p_k-1，p_k}，其中V₁为一次波束形成获取的定向地震记录集，该数据对应具有方向性的地震波场，单次波束形成方法能改善地震数据信噪比；数据集V₁对应的信噪比如果能够满足地震勘探采集数据质量要求，处理过程结束，否则继续执行步骤g；g、对U重新赋初值，令初值为V₁；对n重新赋初值，初值等于n-(m-1)；h、将U视为常规地震数据，对该数据集采用上述d至f步骤，再次做波束形成处理，此次波束形成过程采用的控制参数m与延时参数τ原则上可独立选择，但建议使用与一次波束形成处理相同的参数；经过再次波束形成处理得到的地震数据集记为V₂，称为二次波束形成地震记录集，该数据信噪比较单次波束形成数据集V₁进一步提高；数据集V₂对应的信噪比如果满足地震勘探采集数据质量要求，处理过程结束，否则继续执行步骤i；i、对U重新赋初值，令初值为V₂；对n重新赋初值，初值等于n-2×(m-1)；j、将U视为常规地震数据，对该数据集采用上述d至f步骤，再次做波束形成处理，此次波束形成过程采用的控制参数m与延时参数τ原则上可独立选择，但建议使用与一次波束形成处理相同的参数。经过本次波束形成处理得到的地震数据集记为V₃，称为三次波束形成地震记录集，该数据信噪比较二次波束形成数据集V₂进一步提高；数据集V₃对应的信噪比如果满足地震勘探采集数据质量要求，处理过程结束，否则可继续执行四次、五次……以致更多次的波束形成处理，直到数据信噪比已满足勘探需求为止。