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本文作者：劉一峰1傅旦丹2作者單位：1中國(guó)海洋石油總公司2北京銳浪石油技術(shù)有限公司

基本公式

水平分量方位校正的基本原理就是利用直達(dá)波為線性極化波的性質(zhì)，將任意定向的兩個(gè)正交水平分量檢波器接收到的地震波場(chǎng)校正到徑向水平方向和切向水平方向上來(lái)。對(duì)于海上采用繞圈懸掛式這樣的多分量地震數(shù)據(jù)采集作業(yè)方式，無(wú)論是二維勘探還是三維勘探，相對(duì)于炮點(diǎn)至接收點(diǎn)的徑向方向而言，其水平分量檢波器的方位在工區(qū)坐標(biāo)系中都會(huì)在全方位范圍內(nèi)任意隨機(jī)變化的。設(shè)ux和uy分別為水平分量方位校正前在x分量和y分量檢波器上接收到的地震波場(chǎng)值，而ur和ut則分別為水平分量方位旋轉(zhuǎn)校正后在徑向R分量和切向T分量上得到的地震波場(chǎng)值。設(shè)為方位旋轉(zhuǎn)角（即x水平分量檢波器的方位取向與各炮點(diǎn)至接收點(diǎn)的徑向方向之間的夾角），那么，則有以下公式?？梢?jiàn)，振幅法不似能量法那樣首先去計(jì)算方位旋轉(zhuǎn)角，而是直接去求取進(jìn)行方位旋轉(zhuǎn)處理所需的旋轉(zhuǎn)角的正/余弦值，從而克服了能量法通過(guò)計(jì)算正切而求取方位旋轉(zhuǎn)角時(shí)所存在的缺點(diǎn)，與能量法相比，振幅法無(wú)疑具有易于應(yīng)用和計(jì)算方便的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際采集的多分量地震數(shù)據(jù)處理中，為得到任一接收點(diǎn)處的較為準(zhǔn)確的方位旋轉(zhuǎn)角正/余弦值計(jì)算結(jié)果，應(yīng)在共接收點(diǎn)道集上利用多道信息同時(shí)進(jìn)行估算。

理論模型試算

首先，為檢驗(yàn)本文所提出的振幅法進(jìn)行水平分量方位校正處理的有效性，基于各向同性層狀介質(zhì)模型，按照十字型地震觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集方式設(shè)計(jì)，并采用射線法[6]分別正演模擬出采用拖曳式海底電纜和繞圈懸掛式海底電纜進(jìn)行三維三分量野外采集的理論模型記錄。在模擬繞圈懸掛式多分量接收方式過(guò)程中，對(duì)各接收點(diǎn)處水平分量檢波器的方位取向采取了隨機(jī)旋轉(zhuǎn)處理。對(duì)這兩種模擬的理論記錄均采用振幅法進(jìn)行水平分量方位校正處理。在采用振幅法進(jìn)行方位旋轉(zhuǎn)校正處理過(guò)程中，不論是何種海上多分量地震采集方式，我們均假設(shè)水平分量檢波器的方位是任意隨機(jī)變化的。圖1為無(wú)噪情況下水平分量方位校正前的拖曳式采集共炮點(diǎn)道集模擬記錄x分量（圖1（a））和y分量（圖1（b）），與振幅法水平分量方位校正后得到的R分量（圖1（c））和T分量（圖1（d））共炮點(diǎn)道集模擬記錄的結(jié)果比較。從校正前后結(jié)果對(duì)比看，對(duì)這樣的炮記錄，盡管反射能量基本上集中在水平x分量檢波器上，但其記錄存在反相現(xiàn)象。在方位校正后，不僅反射能量全部恢復(fù)到徑向R分量上，同時(shí)也消除了x分量上記錄反相的現(xiàn)象，在校正后得到的切向T分量上則無(wú)任何反射能量。圖2為無(wú)噪情況下水平分量方位校正前的繞圈懸掛式采集共炮點(diǎn)道集模擬記錄x分量（圖2（a））和y分量（圖2（b）），與振幅法水平分量方位校正后而獲得的R分量（圖2（c））和T分量（圖2（d））共炮點(diǎn)道集模擬記錄的結(jié)果比較。可見(jiàn)，由于水平分量檢波器的方位隨機(jī)任意取向，在y分量上也記錄到了與x分量同樣量級(jí)，且相位和振幅隨方位呈無(wú)規(guī)律變化的直達(dá)波和反射波信息。經(jīng)方位旋轉(zhuǎn)校正處理后，不僅徑向R分量上地震波相位具有一致性，而且，在各向同性介質(zhì)情況下，多分量地震記錄中的水平分量上的地震波能量皆全部恢復(fù)到徑向R分量上，在校正后得到的切向T分量上無(wú)任何反射能量。為進(jìn)一步檢驗(yàn)振幅法在有噪情況下的方位校正處理效果，按照繞圈懸掛式采集接收方式，按最大振幅比為1的原則正演模擬了有噪情況下的理論模型記錄。圖3（a）和圖3（b）分別為有噪情況下水平分量方位校正前的繞圈懸掛式采集共接收點(diǎn)道集記錄x分量和y分量，圖3（c）和圖3（d）則分別為采用振幅法進(jìn)行水平分量方位校正后得到的R分量和T分量共接收點(diǎn)道集記錄。通過(guò)比較可見(jiàn)，即便是存在較強(qiáng)的噪聲，振幅法也能取得很好的水平分量方位校正處理效果。

實(shí)際資料處理

圖4為來(lái)自于海上三維多分量地震野外勘探一條炮線記錄中的一個(gè)共接收點(diǎn)道集兩個(gè)水平分量野外原始記錄。從原始記錄顯示上可以看到，在x分量上接收到的地震直達(dá)波能量隨著炮檢距的增加而逐漸的減弱，而在y分量上接收到的地震直達(dá)波的情況則正好相反。如同上述對(duì)理論模擬記錄進(jìn)行方位校正處理那樣，在采用振幅法進(jìn)行方位校正處理時(shí)，無(wú)需關(guān)心多分量地震數(shù)據(jù)是用何種海底電纜采集系統(tǒng)記錄的，均假定水平分量檢波器的方位是任意的。圖5即為水平方位校正后得到的R分量和T分量共接收點(diǎn)道集記錄。對(duì)比圖4和圖5可以看到，校正后徑向R分量上的直達(dá)波能量變得很強(qiáng)，而且R分量記錄面貌也有了很明顯的變化。與此同時(shí)，切向T分量上的直達(dá)波能量則顯得很弱。不過(guò)，在1.5s以下T分量上有一組相對(duì)較強(qiáng)的反射能量，說(shuō)明存在各向異性現(xiàn)象[12]。最后，為對(duì)比振幅法和能量法的處理效果，對(duì)同一共接收點(diǎn)道集記錄，分別采用振幅法和能量法進(jìn)行方位校正處理，其效果對(duì)比如圖6所示。從兩者結(jié)果比較來(lái)看，振幅法和能量法的水平分量方位校正處理效果極其相近。

結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)模擬拖曳式和繞圈懸掛式兩種不同多分量地震采集方式生成的理論模型記錄進(jìn)行振幅法校正試算，對(duì)海上三維多分量野外采集數(shù)據(jù)進(jìn)行振幅法方位校正處理，以及對(duì)同一實(shí)際多分量共接收點(diǎn)道集數(shù)據(jù)振幅法和能量法處理效果的多種比較來(lái)看，本文新提出的水平分量方位校正新方法——振幅法，易用有效，且能適應(yīng)海上任何形式的二維和三維采集作業(yè)方式所獲得的多分量地震野外數(shù)據(jù)處理，從而為海上多分量地震勘探水平分量方位校正處理，提供了新的更加實(shí)用可行的技術(shù)手段。