一種斷排列單炮的識別方法

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257100）

0 引言

目前石油地震勘探項目，觀測系統都比較大，特別是三維項目，測線比較多，沿測線方向上的接收道數也多，每一炮的接收道數往往有6000～8000道，也有一些超過了10000道，而且一炮的記錄時間通為6000～8000ms，采樣率為1-2ms。

在野外數據采集項目中，采集設備數目多，野外環境復雜而且惡劣，突發情況多，在采集設備被人為破壞、電源站接觸不好（或電壓低）、采集鏈接觸不好等情況發生時，地震數據的采集和傳輸就會受到影響，從而使記錄下來的單炮數據出現斷排列的現象（部分接收道數據缺失）。

野外數據采集生產時間短，炮數多，生產效率高，單日生產節奏很快，斷排列單炮斷的位置各異，有的在近炮點排列，有的在遠炮點排列；斷的時間也有不同，有的在0ms開始斷了，有的在3000ms開始斷等等。（見圖1，圖2）

按照相關的石油勘探技術規程和地震勘探野外采集質量檢查、評價與驗收標準，這樣的斷排列單炮大多是無效的的，即廢品。

部分斷排列單炮在野外采集過程中能被發現，從而被當做無效炮處理，但是還經常會有部分斷排列的單炮因為各種原因被當成正常生產炮而被記錄下來。在地震生產的后續環節地震資料現場處理過程中，就需要現場資料處理員查找出這些單炮，并按照采集評價標準要求進行處理，如果用人工觀察解編單炮進行識別，工作量巨大，且效率低，準確性低，不適應目前的海量地震數據質量監控要求。

本文提出了一種在共炮點記錄數據上做分時窗道集能量計算的方法來快速識別斷排列單炮數據。

1 分時窗道集振幅計算技術

通過研究發現，斷排列發生的時間點可以是單炮記錄長度內的任意時刻，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中提取復雜信號的瞬時參數—瞬時振幅、瞬時頻率、瞬時相位。設一個解析信號可表示為依賴于時間變化的復變量,即

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

U（t）的指數表達式為

式中：R（t）為瞬時振幅，φ（t）為瞬時相位。

因此在斷排列的部分，單炮接收道的能量值為零。

在共炮點記錄數據上劃分出若干時間窗口，比如我們選取0～2000ms為時間窗口1,2001～4000ms為時間窗口2,4001～6000ms為時間窗口3。在每個時間窗口內我們根據希爾伯特變換從地震信號中提取復雜信號的瞬時參數（瞬時振幅、瞬時頻率、瞬時相位），計算出每個采樣點瞬時能量，然后再計算出該時間窗口內每個接收道的平均能量值，時間窗口1內各炮各道的平均能量為E1，時間窗口2內各炮各道的平均能量為E2，時間窗口3內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，在某個時間窗口內（或所有時間窗口內）部分接收道的平均能量值為零，也就是說E1,E2,E3…等值有一個或全部為零，做完E1,E2,E3…的乘積后，E值也為零。最終通過各接收道E值來判斷該接收道數據是否缺失，如果有異常即為斷排列，這樣我們就能快速識別斷排列單炮。

通過讀取地震單炮數據道頭信息單炮數據的文件號，我們能快速的找到斷排列的單炮，通過讀取地震單炮數據道頭信息接收排列號和接收道號，我們可以快速定位斷排列的位置，通過讀取E1,E2,E3…等值，我們還可以判斷單炮斷排列的大概時間點。利用這樣的一系列數據我們可以更有效率的開展地震數據的質量監控工作。

2 應用效果分析

筆者多次在山東探區和新疆探區的地震采集項目施工過程中使用該方法來檢查地震數據的質量。該方法能提高資料質量檢查環節的工作效率和準確性，給資料處理工作節省了大量的時間。與傳統的人工肉眼觀察斷排列單炮的做法相比，優勢明顯。

（1）原理簡單。通過在地震數據中提取瞬時振幅、瞬時頻率、瞬相位等數據，計算得出接收道多個時間窗口內的平均能量。

（2）在資料處理環節可操作性高。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度，節省大量的時間。

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

［1］陸基孟.地震勘探原理[M].石油大學出版社,1993.

［2］牟永光.地震勘探資料數字處理方法[M].石油工業出版社,1981.

［3］于明,吳琳.PROMAX系統用于三維地震數據的快速評價[J].石油地球物理勘探.2008,43(增刊1)：19-23.