地震勘探在海洋石油勘探中的基本原理(2) - 图文(4)

个 OBS。该图形象的反映了 OBS 布设与震源激发几个位置情况。从图中我们可以看到浅层反射波和折射波，和深层反射波和折射波的传播路径。

图 2-11 四个 OBS 的地震测线几何图

3.3数据处理

OBS 记录的数据为四分量的，一个垂直分量，两个互相垂直的水平分量，水听器分量。其中，垂直分量地震检波器记录的主要是 P 波；水平分量记录的是地震波（主要是 P 波）入射到弹性界面上发生波型转换产生的垂直和水平的转换横波，即垂直和水平的转换波，以 PS 代替；水听器记录的是水波以 P 波为主。OBS 数据包括以上四种数据，在处理中主要应用垂直分量和水平分量。

OBS 数据处理与常规地震数据处理基本一致，但是 OBS 数据处理的目的在于得到P 波和 PS 波的层速度剖面，最终我们利用的数据就是 P 波和 PS 波的层速度剖面。另外，OBS 是一种放置于海底而海上激发地震数据采集仪器，一般为单个意义使用，海上多炮激发，从而得到一个共接收点剖面，利用这样的数据来得到 P 波和 PS 波速度剖面，这一点也决定了我们一般不能用 OBS 数据获得有意思的地震叠加剖面。所以数据处理一般仅到速度分析。

OBS 数据处理包括：预处理和常规处理两个步骤。 预处理：

⑴.格式转换

⑵.计算 OBS 的位置和方位 ⑶.OBS 时间校正

⑷.处理海上数据提取震源信息

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⑸.水平分量的旋转 ⑹.几何扩散校正 ⑺.野外静校正 常规处理：

⑴.叠加

⑵.增益恢复

⑶.脉冲反褶积和道间均衡 ⑷.滤波

⑸.P 波速度分析 ⑹.PS 波速度分析

由于海流的存在可能使仪器漂移，导致获得的仪器位置不精确，所以要校正这些值，就必须先弄清楚 OBS 的位置。OBS 为三分量和水听器接收，三分量数据：一个垂直分量，两个水平分量，按照检波器设计来说，垂直分量记录的是 P 波，两个水平分量记录的是 SH 波和 SV 波，由于地震射线非垂直地表出射，使纵波和横波产生能量分解，各个分量记录的地震数据都不是纯数据。这就需要对三分量数据进行波场分离，从而得到纯的 P 波和 SV 波。并且水平极化的 SH 波难激发,并且不如由 P 波转化的 SV 波对地下介质敏感，所以仅利用一个水平分量和垂直分量进行波场分离。要想得到最终的 P 波和 PS 波速度剖面，必须对处理前的数据进行一定步骤的处理，即水平分量旋转和波场分离。这些预处理对直接关系处理效果好坏，至关重要。以下对处理流程中的其它部分做简单介绍。

3.3.1 OBS 时间校正

时间的校正主要是对于 OBS 仪器内部时钟的校正，这一校正过程贯穿整个采集过程。仪器时钟的主要转速偏移是通过软件补偿校正的，但是仍然存在由温度导致的时间偏移，每小时一般偏移几毫秒。仪器下水之前，时钟要进行几个小时的反复校正；回收完毕后，也要立即进行时钟校正；当震源在仪器正上方激发时，也要对时钟进行校正。从这些校正数据来看，时钟校正一般有三方面，每个方面的校正误差为线性偏移的几毫秒（如图2-12）。

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图 2-12 ＯＢＳ数据放炮时间延迟校正前后对比 （ａ）为时间校正前，（ｂ）为时间校正后 3.3.2 几何扩散校正

地震波由震源向周围介质传播，波前面越来越大，就是说越来越远的离开震源，地震波的振幅也就越来越小。这种现象是由地震波的波前扩散（球面扩散）所引起的，因此由震源形成的能量散布在面积不断增加的波前面上，单位面积上的能量随着传播距离 r 的增加而减小。

设均匀介质中某一时刻球面波的波前面为 S，总能量为 E ，单位面积上的

能量为ε，则有

式（2-1）

式中r 为球面的半径。

因为能量 E 与振幅 A 的平方成正比，得

因而可得

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式（2-2）

式中，C 为与能量 E 有关的常数。

由上式可知，在均匀介质中，反射波的振幅与传播距离成反比，按照 1/ r 的规律衰减。在层状介质中，深处的速度大于浅处，波的射线为折射线，波前面比均匀介质时大，故因波前扩散而衰减的速率比均匀介质中快，图 2-13 中示意画出了波在均匀介质盒层状介质中波前扩散的情况。

图 2-13 波在均匀介质与层状介质中的扩散

式(2-2)仅适应于反射波和直达波，对于折射波其振幅与距离的关系为

式中，r 是震源至观测点的距离， 为临界距离，即由震源到地面上开始观测到折射波的距离。当观测距离很大时，即 r>>r0 ，上式可简化为

这意味着，由于折射波受球面扩散的影响，其振幅随距离的衰减比反射波更快。

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1973 年 Newman 导出了水平层状介质中的两个球面扩散因子

其中

ti——第 i 层的单程垂直旅行时

vi——第 i 层的层速度 di ——第 i 层的厚度

i——第 i 层的入射角

θ

X ——炮检距

vi di ，实际

公式(2-3)是零炮检距的球面扩散补偿因子。公式(2-4)是非零炮检距的球面扩散补偿因子。由于公式(2-4)中包含了许多需要反演的参数

应用价值较小。因此，大多数地震资料处理中心都采用公式(2-3)作为统一的球面扩散因子。

1986 年吕牛顿导出了在波速随深度线性增加的连续介质中任意炮检距水平界面反射波的球面扩散补偿因子，通过与零炮检距球面扩散补偿因子的比较得出：炮检距对球面扩散的影响在多数情况下是可以忽略不计的。

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