专利名称：一种检波器组合参数计算方法
技术领域：
本发明涉及石油勘探领域，具体涉及一种检波器组合参数计算方法。
背景技术：
地震勘探中，通常利用检波器组合的办法来接收地震信号。它是利用干扰波与有效波在传播方向上的差异来压制干扰波的一种有效方法，主要用于压制面波之类低视速度规则干扰及无规则的随机干扰，尤其在地震记录品质差，干扰严重的工区，为使微弱的有效信号不至于被强大的噪音淹没，更有必要采用检波器组合来接收。组合的实质是波场的叠加，波场叠加的关键是准确得到各方向传入子波的时差，时差越小波形叠加损失越小，反之则波场值正负抵消，可以达到压制的目的。在均一速度的介质中，平面波到达各检波器的时差取决于其入射的方向，垂直接收平面入射时差为零，平 行接收平面入射时差最大。研究表明地震勘探的噪音主要来源于近地表，有效波在近炮点道垂直入射到检波器，而随着目的层变浅以及炮检距的增加，其入射方向与地表法线的夹角会增大，可以这样认为在地下半空间，反射信号其主要能量是以“束状”形式入射到检波点，其三维的形态为圆锥体，二维截切面为三角形，顶点在检波点，噪音主要分布在“挖”掉圆锥有效信号后剩余的部分。噪音和有效信号其天然的入射方向差异性为我们设计检波器组合参数提供了便利。组合具有方向特性、频率特性和统计特性，现有的学术文章和设计方案往往采用平面简谐波来讨论问题，将三维的空间组合问题简化为二维线性组合，再将不同方向入射的子波通过视速度转化为一维入射问题，通过通放带和压制带的带宽位置来评价某种组合参数的好坏，进而筛选出“最好”的组合参数，这种讨论方式存在着不足之处
1、简谐波频率成分单一，不能完全表征地震子波；
2、用视速度等价入射方向，组合的方向和频率特性不具有空间指示性，不直观；
3、组合特性公式的推导建立在线性等组内距的基础上(这样保证相邻检波器间有相同的时差)，不适用于线性不等间距、圆形、十字形等非规则平面形态组合以及各种三维的体阵组合参数讨论；
4、对于组合优劣没有一个定量化的评价标准。本专利的目的即为了克服以上现有技术的不足，寻找到一种快速的组合参数定量化计算方法，同时具有良好地可操作性，可以为野外施工提供方案指导。
发明内容
本发明提出了一种检波器组合参数设计方法，用来根据表层及目的层信息设计合理的检波组合参数，多压制噪音能量，少损失有效信号，从而提高地震记录的信噪比，为后期的处理解释工作提供信噪比更高的原始资料。该发明推导了雷克子波入射条件下组合特性的表达式，因直接计算各组元点到目标观测位置的时差，避开了组元必须等间隔排列的约束条件，然后通过最大化三维空间内有效波入射能量与理论噪音能量的比值来确定最优组合参数，填补了定量化检波器组合参数设计技术的空白，同时也为野外施工提供了可靠的依据。实现本发明包含三大步骤，其一为雷克子波入射情况下组合输出响应的推导(组合参数的函数关系的建立)；其二为组合参数优化的目标函数建立；其三为组合参数优化计算的程序实现。参照附图
3，各检波器在观测位置的叠加子波的表达式如下
权利要求
1.一种检波器组合参数计算方法，依次包括以下步骤 ①建立各种检波器组合参数与组合输出响应间的函数关系； ②建立参数优化的目标函数； ③对组合参数进行优化计算的程序实现。
2.如权利要求I所述的检波器组合参数计算方法，其特征在于，步骤①所述的建立各种检波器组合参数与组合输出响应间的函数关系，其组合参数包括1)检波器组合个数2)检波器三维空间坐标Λ ) ；3)检波器加权系数G。
3.如权利要求I所述的检波器组合参数计算方法，其特征在于，步骤①所述的各种检波器组合参数与组合输出响应间的函数关系，其中非组合参数包括1)雷克子波的主频率Z0 ；2)接收表层速度K ;3)子波入射角度β，β。
4.如权利要求I所述的检波器组合参数计算方法，其特征在于，步骤①所述的各种检波器组合参数与组合输出响应间的函数关系，表达为
5.如权利要求I所述的检波器组合参数计算方法，其特征在于，步骤②所述的建立参数优化的目标函数，需要预先知道有效信号与噪音的分界入射角度，该角度由排列长度和最浅目的层深度计算得到，公式为
6.如权利要求I所遂的检波器组合参数计算方法，其特征在于，步骤②所述的参数优化的目标函数，采用有效信号与噪音的分区能量比(各自区域内归一化输出响应累加和的比值)最大化准则，表达为
7.如权利要求I所述的检波器组合参数计算方法，其特征在于，步骤③所述的对组合参数进行优化计算的程序实现，具体计算步骤包括 (1)输入子波主频4、接收表层速度A排列长度A最浅目的层深度 (2)输入允许检波器个数最大值见程序在I N间循环，寻找最优组合参数，或者用户限定一个确定的个数值； (3)将检波器组合区域进行三维网格划分，划分的间隔取决于最小检波器组内距，划分的网格数目由检波器数目和组合基距共同决定。检波器置于网格节点上，并以网格中心为组合中心对称分布，循环改变各点三维坐标值； (4)循环指定#个检波器的加权系数Ci，加权系数在O I之间的离散数据中取值，离散间隔由用户指定； (5)计算并保留当前循环下的参数对应的有效信号与噪音的分区能量比； (6)选取所有分区能量比中的最大值，其对应的组合参数为最终优化结果； (7)程序输出最优检波器组合参数。
全文摘要
本发明涉及一种检波器组合参数计算方法。可根据表层调查的速度、试验接收子波的主频率、观测系统排列的长度、最浅目的层的深度等信息快速计算出最优的检波器组合方式。实现该方法首先需要建立各个组合参数与输出响应间的函数关系，该输出响应会因信号输入角度不同而不同，因此可以将有效信号区间的归一化响应累加值与噪音区间的响应累加值相除，作为目标函数，求取组合参数。具体包含三部分1.建立子波主频、表层速度、入射角度、组合个数、检波器空间坐标、检波器加权系数与组合输出响应间的函数关系；2.建立优化目标函数；3.求取最优组合参数。本发明克服了当前检波器组合参数设计上的某些不足，寻找到了一种快速的组合参数定量化计算方法，同时具有良好地可操作性，可以为野外施工提供方案指导。
文档编号G01V1/00GK102830424SQ20121032806
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者刘福烈, 徐峰, 刘文革, 敬龙江 申请人:西南石油大学