一种断排列单炮的识别方法

马 斌

（中石化石油工程地球物理有限公司胜利分公司，山东 东营257100）

0 引言

目前石油地震勘探项目，观测系统都比较大，特别是三维项目，测线比较多，沿测线方向上的接收道数也多，每一炮的接收道数往往有6000～8000道，也有一些超过了10000道，而且一炮的记录时间通为6000～8000ms，采样率为1-2ms。

在野外数据采集项目中，采集设备数目多，野外环境复杂而且恶劣，突发情况多，在采集设备被人为破坏、电源站接触不好（或电压低）、采集链接触不好等情况发生时，地震数据的采集和传输就会受到影响，从而使记录下来的单炮数据出现断排列的现象（部分接收道数据缺失）。

野外数据采集生产时间短，炮数多，生产效率高，单日生产节奏很快，断排列单炮断的位置各异，有的在近炮点排列，有的在远炮点排列；断的时间也有不同，有的在0ms开始断了，有的在3000ms开始断等等。（见图1，图2）

按照相关的石油勘探技术规程和地震勘探野外采集质量检查、评价与验收标准，这样的断排列单炮大多是无效的的，即废品。

部分断排列单炮在野外采集过程中能被发现，从而被当做无效炮处理，但是还经常会有部分断排列的单炮因为各种原因被当成正常生产炮而被记录下来。在地震生产的后续环节地震资料现场处理过程中，就需要现场资料处理员查找出这些单炮，并按照采集评价标准要求进行处理，如果用人工观察解编单炮进行识别，工作量巨大，且效率低，准确性低，不适应目前的海量地震数据质量监控要求。

本文提出了一种在共炮点记录数据上做分时窗道集能量计算的方法来快速识别断排列单炮数据。

1 分时窗道集振幅计算技术

通过研究发现，断排列发生的时间点可以是单炮记录长度内的任意时刻，断排列的位置可以是在单炮所有接收道的任意一部分。

利用希尔伯特变换能有效地从地震信号中提取复杂信号的瞬时参数—瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位。设一个解析信号可表示为依赖于时间变化的复变量,即

式中：X(t)为信号本身;Y(t)为它的正交。正交是记录信号的90°相移。对X(t)进行希尔伯特反变换就可以得到

U（t）的指数表达式为

式中：R（t）为瞬时振幅，φ（t）为瞬时相位。

因此在断排列的部分，单炮接收道的能量值为零。

在共炮点记录数据上划分出若干时间窗口，比如我们选取0～2000ms为时间窗口1,2001～4000ms为时间窗口2,4001～6000ms为时间窗口3。在每个时间窗口内我们根据希尔伯特变换从地震信号中提取复杂信号的瞬时参数（瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位），计算出每个采样点瞬时能量，然后再计算出该时间窗口内每个接收道的平均能量值，时间窗口1内各炮各道的平均能量为E1，时间窗口2内各炮各道的平均能量为E2，时间窗口3内各炮各道的平均能量为E3,…最后做各窗口平均能量的乘积，得到E=E1*E2*E3*…。

断排列的单炮，在某个时间窗口内（或所有时间窗口内）部分接收道的平均能量值为零，也就是说E1,E2,E3…等值有一个或全部为零，做完E1,E2,E3…的乘积后，E值也为零。最终通过各接收道E值来判断该接收道数据是否缺失，如果有异常即为断排列，这样我们就能快速识别断排列单炮。

通过读取地震单炮数据道头信息单炮数据的文件号，我们能快速的找到断排列的单炮，通过读取地震单炮数据道头信息接收排列号和接收道号，我们可以快速定位断排列的位置，通过读取E1,E2,E3…等值，我们还可以判断单炮断排列的大概时间点。利用这样的一系列数据我们可以更有效率的开展地震数据的质量监控工作。

2 应用效果分析

笔者多次在山东探区和新疆探区的地震采集项目施工过程中使用该方法来检查地震数据的质量。该方法能提高资料质量检查环节的工作效率和准确性，给资料处理工作节省了大量的时间。与传统的人工肉眼观察断排列单炮的做法相比，优势明显。

（1）原理简单。通过在地震数据中提取瞬时振幅、瞬时频率、瞬相位等数据，计算得出接收道多个时间窗口内的平均能量。

（2）在资料处理环节可操作性高。与人工肉眼挑断排列单炮相比，使用该方法能大大降低资料处理员的工作强度，节省大量的时间。

（3）判断结果可靠性高。该方法能准确判断断排列单炮，而且还可以判断断排列的位置和时间点。

［1］陆基孟.地震勘探原理[M].石油大学出版社,1993.

［2］牟永光.地震勘探资料数字处理方法[M].石油工业出版社,1981.

［3］于明,吴琳.PROMAX系统用于三维地震数据的快速评价[J].石油地球物理勘探.2008,43(增刊1)：19-23.