馬 斌

（中石化石油工程地球物理有限公司勝利分公司，山東 東營(yíng)257100）

0 引言

目前石油地震勘探項(xiàng)目，觀測(cè)系統(tǒng)都比較大，特別是三維項(xiàng)目，測(cè)線比較多，沿測(cè)線方向上的接收道數(shù)也多，每一炮的接收道數(shù)往往有6000～8000道，也有一些超過(guò)了10000道，而且一炮的記錄時(shí)間通為6000～8000ms，采樣率為1-2ms。

在野外數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目中，采集設(shè)備數(shù)目多，野外環(huán)境復(fù)雜而且惡劣，突發(fā)情況多，在采集設(shè)備被人為破壞、電源站接觸不好（或電壓低）、采集鏈接觸不好等情況發(fā)生時(shí)，地震數(shù)據(jù)的采集和傳輸就會(huì)受到影響，從而使記錄下來(lái)的單炮數(shù)據(jù)出現(xiàn)斷排列的現(xiàn)象（部分接收道數(shù)據(jù)缺失）。

野外數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)時(shí)間短，炮數(shù)多，生產(chǎn)效率高，單日生產(chǎn)節(jié)奏很快，斷排列單炮斷的位置各異，有的在近炮點(diǎn)排列，有的在遠(yuǎn)炮點(diǎn)排列；斷的時(shí)間也有不同，有的在0ms開始斷了，有的在3000ms開始斷等等。（見圖1，圖2）

按照相關(guān)的石油勘探技術(shù)規(guī)程和地震勘探野外采集質(zhì)量檢查、評(píng)價(jià)與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，這樣的斷排列單炮大多是無(wú)效的的，即廢品。

部分?jǐn)嗯帕袉闻谠谝巴獠杉^(guò)程中能被發(fā)現(xiàn)，從而被當(dāng)做無(wú)效炮處理，但是還經(jīng)常會(huì)有部分?jǐn)嗯帕械膯闻谝驗(yàn)楦鞣N原因被當(dāng)成正常生產(chǎn)炮而被記錄下來(lái)。在地震生產(chǎn)的后續(xù)環(huán)節(jié)地震資料現(xiàn)場(chǎng)處理過(guò)程中，就需要現(xiàn)場(chǎng)資料處理員查找出這些單炮，并按照采集評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行處理，如果用人工觀察解編單炮進(jìn)行識(shí)別，工作量巨大，且效率低，準(zhǔn)確性低，不適應(yīng)目前的海量地震數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控要求。

本文提出了一種在共炮點(diǎn)記錄數(shù)據(jù)上做分時(shí)窗道集能量計(jì)算的方法來(lái)快速識(shí)別斷排列單炮數(shù)據(jù)。

1 分時(shí)窗道集振幅計(jì)算技術(shù)

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，斷排列發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)可以是單炮記錄長(zhǎng)度內(nèi)的任意時(shí)刻，斷排列的位置可以是在單炮所有接收道的任意一部分。

利用希爾伯特變換能有效地從地震信號(hào)中提取復(fù)雜信號(hào)的瞬時(shí)參數(shù)—瞬時(shí)振幅、瞬時(shí)頻率、瞬時(shí)相位。設(shè)一個(gè)解析信號(hào)可表示為依賴于時(shí)間變化的復(fù)變量,即

式中：X(t)為信號(hào)本身;Y(t)為它的正交。正交是記錄信號(hào)的90°相移。對(duì)X(t)進(jìn)行希爾伯特反變換就可以得到

U（t）的指數(shù)表達(dá)式為

式中：R（t）為瞬時(shí)振幅，φ（t）為瞬時(shí)相位。

因此在斷排列的部分，單炮接收道的能量值為零。

在共炮點(diǎn)記錄數(shù)據(jù)上劃分出若干時(shí)間窗口，比如我們選取0～2000ms為時(shí)間窗口1,2001～4000ms為時(shí)間窗口2,4001～6000ms為時(shí)間窗口3。在每個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)我們根據(jù)希爾伯特變換從地震信號(hào)中提取復(fù)雜信號(hào)的瞬時(shí)參數(shù)（瞬時(shí)振幅、瞬時(shí)頻率、瞬時(shí)相位），計(jì)算出每個(gè)采樣點(diǎn)瞬時(shí)能量，然后再計(jì)算出該時(shí)間窗口內(nèi)每個(gè)接收道的平均能量值，時(shí)間窗口1內(nèi)各炮各道的平均能量為E1，時(shí)間窗口2內(nèi)各炮各道的平均能量為E2，時(shí)間窗口3內(nèi)各炮各道的平均能量為E3,…最后做各窗口平均能量的乘積，得到E=E1*E2*E3*…。

斷排列的單炮，在某個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)（或所有時(shí)間窗口內(nèi)）部分接收道的平均能量值為零，也就是說(shuō)E1,E2,E3…等值有一個(gè)或全部為零，做完E1,E2,E3…的乘積后，E值也為零。最終通過(guò)各接收道E值來(lái)判斷該接收道數(shù)據(jù)是否缺失，如果有異常即為斷排列，這樣我們就能快速識(shí)別斷排列單炮。

通過(guò)讀取地震單炮數(shù)據(jù)道頭信息單炮數(shù)據(jù)的文件號(hào)，我們能快速的找到斷排列的單炮，通過(guò)讀取地震單炮數(shù)據(jù)道頭信息接收排列號(hào)和接收道號(hào)，我們可以快速定位斷排列的位置，通過(guò)讀取E1,E2,E3…等值，我們還可以判斷單炮斷排列的大概時(shí)間點(diǎn)。利用這樣的一系列數(shù)據(jù)我們可以更有效率的開展地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量監(jiān)控工作。

2 應(yīng)用效果分析

筆者多次在山東探區(qū)和新疆探區(qū)的地震采集項(xiàng)目施工過(guò)程中使用該方法來(lái)檢查地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量。該方法能提高資料質(zhì)量檢查環(huán)節(jié)的工作效率和準(zhǔn)確性，給資料處理工作節(jié)省了大量的時(shí)間。與傳統(tǒng)的人工肉眼觀察斷排列單炮的做法相比，優(yōu)勢(shì)明顯。

（1）原理簡(jiǎn)單。通過(guò)在地震數(shù)據(jù)中提取瞬時(shí)振幅、瞬時(shí)頻率、瞬相位等數(shù)據(jù)，計(jì)算得出接收道多個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)的平均能量。

（2）在資料處理環(huán)節(jié)可操作性高。與人工肉眼挑斷排列單炮相比，使用該方法能大大降低資料處理員的工作強(qiáng)度，節(jié)省大量的時(shí)間。

（3）判斷結(jié)果可靠性高。該方法能準(zhǔn)確判斷斷排列單炮，而且還可以判斷斷排列的位置和時(shí)間點(diǎn)。

［1］陸基孟.地震勘探原理[M].石油大學(xué)出版社,1993.

［2］牟永光.地震勘探資料數(shù)字處理方法[M].石油工業(yè)出版社,1981.

［3］于明,吳琳.PROMAX系統(tǒng)用于三維地震數(shù)據(jù)的快速評(píng)價(jià)[J].石油地球物理勘探.2008,43(增刊1)：19-23.