一种海底冷泉羽状流地震成像处理方法

本发明属于海洋探测，具体涉及一种海底冷泉羽状流地震成像处理方法。

背景技术：

1、随着海洋探测技术的深入，海底冷泉及其相关现象，特别是海底气泡羽状流，逐渐成为研究的热点。海底冷泉是指以水、甲烷和其他碳氢化合物、硫化氢、细粒沉积物为主要成分的流体，在地质结构或压力变化驱动下以喷涌或渗漏的方式从海底溢出的地质现象。这些释放的气体在气源充足的情况下会形成海底气泡羽状流，成为海底渗漏活动存在的直观证据。

2、目前，在全球多个海域均发现了羽状流形成的“火焰状”现象，例如，巴伦支海、黑海、水合物脊、鄂霍次克海、日本海、加利福尼亚湾等，这些羽状流发育区常探测到海底沉积层中富含天然气水合物，并伴有羽状气泡携载水合物喷溢出海底。由此推测甲烷渗漏与水合物形成分解之间存在着密切的关系，羽状流的气体来源很可能是水合物分解产生。因此，海底气体渗漏对于理解水合物在稳定带内的形成分解过程有着重要的意义。

3、当冷泉气泡溢出海底后，由于气泡与海水间存在较大的波阻抗差异，虽然气泡直径比较小，但是海水中大量气泡会造成海水层的不均匀。声学理论认为，声波在传播过程中遇到介质不均匀处会发生散射，从不均匀处向各个方向发射散射波，所以对海水声波数据进行水体散射成像，可以探测到气泡羽状流。目前，羽状流的探测手段主要以多波束、浅地层剖面、侧扫声呐、测深仪等为代表的海洋声学探测技术。这些技术通过声波在海水中的传播和反射，能够探测到海底地形、地貌以及海底沉积物的物理特性。此外，rov摄像系统和多道地震勘探也为羽状流的探测提供了重要手段。

4、虽然利用海洋声学探测技术可以对羽状流清晰成像，但海洋声学探测技术都是区域性的，无法实现大面积探测羽状流。若大面积探测羽状流还需地震探测，但是，目前探测到的羽状流地震资料中不仅包含水体数据，还包含地层数据；且由于地震波遇到羽状流中的气泡产生散射波，散射信号较弱，气泡产生的地震响应复杂，因此获得的水体数据存在各种噪声干扰，且分辨率不高，无法保证很好的成像效果。

技术实现思路

1、为了解决目前探测获得的羽状流地震资料存在的成像效果不佳的问题，本发明的目的在于提供一种海底冷泉羽状流地震成像处理方法。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

3、本发明提供一种海底冷泉羽状流地震成像处理方法，包括以下步骤：

4、对羽状流水体地震数据进行频谱分析，以获得干扰波类型；

5、对羽状流水体地震数据进行干扰波滤除、水平干扰处理、振幅补偿处理，以提高信噪比；

6、然后利用反褶积进行数据处理，以提高羽状流水体地震数据分辨率；

7、利用叠前时间偏移方法对羽状流水体地震数据进行偏移成像处理，以获得成像效果好的羽状流水体地震偏移剖面。

8、在一个优选的实施例中，干扰波类型包括鸣震干扰波、脉冲野值干扰波、水鸟噪声干扰波和涌浪噪声干扰波。

9、在一个优选的实施例中，对羽状流水体地震数据进行干扰波滤除，具体包括鸣震干扰波滤除、脉冲野值干扰波滤除、水鸟噪声干扰波滤除和涌浪噪声干扰波滤除；鸣震干扰波滤除是采用统计子波反褶积去鸣震噪声；脉冲野值干扰波滤除是根据羽状流水体地震数据频带分布特征，采用分频去噪方法，对脉冲野值干扰进行压制；水鸟噪声干扰波滤除是利用时频分析获得水鸟噪声与有效信号的频段范围，然后进行高通滤波，以滤除水鸟噪声；涌浪噪声干扰波滤除是利用时频分析获得涌浪噪声与有效信号的频段范围，然后进行高通滤波，以滤除部分低频噪声和涌浪噪声。

10、在一个优选的实施例中，鸣震干扰波滤除过程中，反褶积因子长度150ms，预测步长8ms；脉冲野值干扰波滤除过程中，分频去噪的频率分别为5-10-15-20hz、15-20-30-40hz、30-40-80-90hz、80-90-150-200hz、

11、150-200-300-350hz、300-350-400-450hz、400-450-490-500hz；水鸟噪声干扰波滤除和涌浪噪声干扰波滤除过程中，高通滤波的频率范围为3-5hz。

12、在一个优选的实施例中，对羽状流水体地震数据进行水平干扰处理，具体是：选择sieve单一视速度去噪模块，算子长度16、最大道数5000(设置内存)，选择x/v(1400ms/s)校正的速度库进行去除水平干扰，其中浅层的水平同相轴可以看成是类似鸣震噪声进行去除。

13、在一个优选的实施例中，对羽状流水体地震数据进行振幅补偿处理，包括球面扩散补偿、地表一致性振幅补偿和分频补偿处理；球面扩散补偿是在采用补偿因子1.3进行球面扩散补偿，以恢复深层反射能量；地表一致性振幅补偿是按照共炮点、共检波点、共偏移距或共cmp点消除横向能量差异，使横向能量变化趋于均匀；分频补偿处理是通过拟合求取吸收衰减曲线，以有效地补偿吸收衰减引起的能量和频率衰减，消除空间激发能量和频率差异。

14、在一个优选的实施例中，利用反褶积进行数据处理，具体包括统计子波反褶积处理和俞氏子波反褶积处理；统计子波反褶积处理的参数是：反褶积因子长度150ms，预测步长8ms，计算时窗100-2300ms，白噪系数0.01；俞氏子波反褶积处理的参数是：保持水体速度在1450～1570m/s之间进行速度分析，反褶积因子长度150ms，频率范围15-150hz(用于设计滤波器形状和频谱特征)。

15、在一个优选的实施例中，利用叠前时间偏移方法对羽状流水体地震数据进行偏移成像处理，具体是：构建偏移速度场，选择合适的偏移参数，以获得羽状流地震偏移剖面。

16、在一个优选的实施例中，构建偏移速度场具体是：利用dmo速度作为初始偏移速度，对速度线进行叠前时间偏移，输出道集；利用叠前时间偏移的偏移速度对生成的道集进行反动校正处理，分析得到第二次偏移速度；用同样的方法进行多次迭代，以逐步提高速度精度；速度迭代中参考速度百分比扫描进行叠前时间偏移速度分析，以优化速度模型；以随深度变化的速度函数建立速度场。

17、在一个优选的实施例中，选择合适的偏移参数具体包括：选择1.5倍反假频网格，40％拉伸切除，以及选择半径4000m的偏移孔径。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

19、1、本发明的方法首先通过对羽状流原始地震资料进行干扰波衰减、水平干扰处理、振幅补偿处理，以提高信噪比；然后利用反褶积进行处理，以提高地震资料分辨率；再利用叠前时间偏移方法对羽状流水体地震数据进行了偏移成像处理，建立合适的速度场，选择合适的偏移参数，最后获得了成像效果良好的羽状流地震偏移剖面，散射波能够较好偏移归位，剖面中能够呈现出明显的多束羽状流，与声呐探测到的羽状流特征较吻合。

20、2、本发明的方法初步建立了比较合理的羽状流水体地震成像处理方法体系，并且应用效果良好。而且本发明的方法为羽状流水体速度反演、羽状流气含量反演及羽状流与水合物赋存特征之间的关系研究奠定了前期基础。

技术特征：

1.一种海底冷泉羽状流地震成像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的海底冷泉羽状流地震成像处理方法，其特征在于，干扰波类型包括鸣震干扰波、脉冲野值干扰波、水鸟噪声干扰波和涌浪噪声干扰波。

3.根据权利要求1所述的海底冷泉羽状流地震成像处理方法，其特征在于，对羽状流水体地震数据进行干扰波滤除，具体包括鸣震干扰波滤除、脉冲野值干扰波滤除、水鸟噪声干扰波滤除和涌浪噪声干扰波滤除；

4.根据权利要求3所述的海底冷泉羽状流地震成像处理方法，其特征在于，鸣震干扰波滤除过程中，反褶积因子长度150ms，预测步长8ms；

5.根据权利要求1所述的海底冷泉羽状流地震成像处理方法，其特征在于，对羽状流水体地震数据进行水平干扰处理，具体是：选择sieve单一视速度去噪模块，算子长度16、最大道数5000，选择x/v 1400ms/s校正的速度库进行去除水平干扰。

6.根据权利要求1所述的海底冷泉羽状流地震成像处理方法，其特征在于，对羽状流水体地震数据进行振幅补偿处理，包括球面扩散补偿、地表一致性振幅补偿和分频补偿处理；

7.根据权利要求1所述的海底冷泉羽状流地震成像处理方法，其特征在于，利用反褶积进行数据处理，具体包括统计子波反褶积处理和俞氏子波反褶积处理；

8.根据权利要求1所述的海底冷泉羽状流地震成像处理方法，其特征在于，利用叠前时间偏移方法对羽状流水体地震数据进行偏移成像处理，具体是：

9.根据权利要求8所述的海底冷泉羽状流地震成像处理方法，其特征在于，构建偏移速度场具体是：

10.根据权利要求8所述的海底冷泉羽状流地震成像处理方法，其特征在于，选择合适的偏移参数具体包括：

技术总结本发明涉及海洋探测技术领域，具体涉及一种海底冷泉羽状流地震成像处理方法。该方法通过对羽状流原始地震资料进行干扰波衰减、水平干扰处理、振幅补偿处理，以提高信噪比；然后利用反褶积进行处理，以提高地震资料分辨率；再利用叠前时间偏移方法对羽状流水体地震数据进行了偏移成像处理，建立合适的速度场，选择合适的偏移参数，最后获得了成像效果良好的羽状流地震偏移剖面，散射波能够较好偏移归位，剖面中能够呈现出明显的多束羽状流，与声呐探测到的羽状流特征较吻合。该方法初步建立了比较合理的羽状流水体地震成像处理方法体系，并且应用效果良好，解决目前探测获得的羽状流地震资料存在的成像效果不佳的问题。技术研发人员：李灿苹,马棉涛,陈凤英,张海荣,王睿受保护的技术使用者：广东海洋大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2