涌浪校正在舟山海域高分辨率單道地震探測(cè)中的應(yīng)用

王圣民，庫(kù)漢鵬，胡凱翔

（浙江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，浙江 寧波 315000）

海上高分辨率地震具有較好的地表一致性，但是經(jīng)常受到風(fēng)浪和涌浪的影響。在采集設(shè)備沒(méi)有涌浪補(bǔ)償時(shí)，涌浪造成了海底同相軸高頻的抖動(dòng)。抖動(dòng)的同相軸具體表現(xiàn)為某一道相比相鄰道具有固定的時(shí)移量（見(jiàn)圖1）。涌浪校正的目的就是消除非地質(zhì)因素造成的同相軸高頻抖動(dòng)。

圖1 涌浪造成的同相軸高頻抖動(dòng)

國(guó)內(nèi)已有的關(guān)于涌浪校正的方法有模型道互相關(guān)技術(shù)，該技術(shù)方法在海底地形變化比較緩慢時(shí)，能有效地消除涌浪對(duì)同相軸的影響，但隨著海底地形變化劇烈程度的增加，涌浪校正的效果遞減，會(huì)出現(xiàn)海底同相軸的錯(cuò)斷和虛假構(gòu)造，達(dá)不到令人滿意的處理效果。本研究介紹的是另一種涌浪校正的方法。

1 涌浪校正的基本原理和過(guò)程

1.1 海底反射界面的拾取

在計(jì)算涌浪校正量時(shí)，首先要確定海底的反射界面。相比于計(jì)算量較大的互相關(guān)算法，特征振幅值拾取法確定海底的界面計(jì)算量較小，由于高分辨率地震的縱向分辨率較高，海底界面相比海水具有較明顯的特征振幅值，使此法具有較高的準(zhǔn)確度。實(shí)現(xiàn)過(guò)程為觀察海底界面的大概振幅值，在時(shí)間剖面上確定一個(gè)初始的時(shí)間線，并確定一個(gè)略小于海底振幅的特征值，由該時(shí)間向下逐一檢查采樣點(diǎn)值，當(dāng)采樣點(diǎn)值大于特征振幅值時(shí)認(rèn)為遇到了海底。

使用該方法在某剖面數(shù)據(jù)中拾取的海底界面曲線局部如圖2所示。

圖2 拾取的局部海底界面

得到海底界面以后將曲線覆蓋在海底面以上，如圖3所示，觀察到界面與海底界面的吻合程度較好，可見(jiàn)較好地拾取了海底的反射界面。

圖3 拾取的海底與剖面海底吻合圖

需要注意的是，在水體中可能少量存在振幅值較強(qiáng)的噪點(diǎn)，導(dǎo)致拾取的海底界面曲線有跳點(diǎn)，在拾取之后要檢查曲線，手動(dòng)刪除跳點(diǎn)（利用兩側(cè)的值進(jìn)行差值）。

1.2 對(duì)海底界面曲線進(jìn)行滑動(dòng)平均

滑動(dòng)平均能有效地消除海底曲線高頻的抖動(dòng)，使海底的變化變得平滑，同時(shí)造成的誤差在可接受范圍內(nèi)。所以滑動(dòng)平均能滿足涌浪校正的要求。滑動(dòng)平均的公式如下：

ti（j）為第i（j）道的海底位置；2N+1為滑動(dòng)時(shí)窗的長(zhǎng)度。

滑動(dòng)平均的時(shí)窗長(zhǎng)度要根據(jù)涌浪的波長(zhǎng)選取，一般選取一個(gè)波長(zhǎng)作為滑動(dòng)平均時(shí)窗長(zhǎng)度。在地形起伏很小時(shí)，可以選擇相對(duì)波長(zhǎng)偏大的時(shí)窗，得到的層位更加平滑；地形變化較大時(shí)，相對(duì)一個(gè)波長(zhǎng)偏小的時(shí)窗長(zhǎng)度不會(huì)引起劇烈起伏區(qū)地形的畸變，同時(shí)能相對(duì)較好地消除涌浪的高頻抖動(dòng)。

觀察選取的剖面，注意到涌浪的波長(zhǎng)在9個(gè)道間距左右，所以滑動(dòng)時(shí)窗的長(zhǎng)度選為9道。進(jìn)行滑動(dòng)平均以后海底曲線與原始曲線對(duì)比結(jié)果如圖4所示。

圖4 原始海底界面與校正后的海底界面

可以看到，滑動(dòng)平均以后的曲線基本消除了涌浪造成的界面高頻跳動(dòng)，并沒(méi)有引起地形的畸變，為相對(duì)理想的海底界面。得到相對(duì)理想的海底反射界面以后，用兩條曲線的差值即可求得每道的校正量。

1.3 校正量應(yīng)用到地震剖面中

由兩條曲線的差值得到校正量，校正的過(guò)程即是根據(jù)差值對(duì)某道數(shù)據(jù)進(jìn)行整體的上移或者下移。

將校正量應(yīng)用到時(shí)間剖面中，得到校正后的時(shí)間剖面，校正前后的對(duì)比如圖5和圖6所示。

圖5 涌浪校正以后的剖面圖

由圖對(duì)比可見(jiàn)，剖面經(jīng)過(guò)該方法消除涌浪的高頻抖動(dòng)以后，同相軸的連續(xù)性增加，局部的層位更加清晰，增強(qiáng)了剖面的分辨率。

該方法在海底地形平緩的地區(qū)取得了較好的效果，但是在地形變化較為劇烈的剖面中使用該方法是否會(huì)引起地形的畸變呢？

選取一條地形變化比較劇烈的地震剖面，用同樣地方法得到海底地形曲線以及改正后的曲線如圖7所示。

圖7 海底地形起伏變化大處校正曲線

改正后的曲線仍然較好的消除了涌浪造成的高頻抖動(dòng)，只在地形起伏變化最為劇烈處稍有變形，誤差在可接受的范圍內(nèi)。

將校正值應(yīng)用到剖面，得到校正前后的對(duì)比如圖8所示。

圖8 涌浪校正在海底崎嶇地形處的應(yīng)用

可以看到，改正后的剖面有效地消除了涌浪造成的高頻抖動(dòng)，整體分辨率得到提高，局部層位由模糊變得清晰，基本沒(méi)有產(chǎn)生虛假的構(gòu)造畸變。處理的效果讓人滿意。

2 結(jié)語(yǔ)

該校正方法在海底地形比較平坦和崎嶇時(shí)都能得到比較好的校正效果，在崎嶇處引起的誤差在允許范圍內(nèi)。

該方法有效增強(qiáng)了同相軸的連續(xù)性，剖面的分辨率得到了提高，對(duì)高分辨率單道地震有顯著的效果，是數(shù)據(jù)處理中重要的環(huán)節(jié)。