海洋地震數(shù)據(jù)處理中的海水分層模型

肖彥君　王志凱++范嘉豪

摘 要：海洋地震數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，海水速度是一個(gè)重要參數(shù)，傳統(tǒng)的處理方法是將海水速度視為常數(shù)。該文研究了海水的速度的影響因素，并通過(guò)速度變化將海水分層。海水分層對(duì)地震數(shù)據(jù)影響較小，但是可以提高處理精度。

關(guān)鍵詞：海水 速度 海水分層模型

中圖分類號(hào)：P631.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）06（c）-0241-02

海洋蘊(yùn)藏非常豐富的油氣資源，海洋地球物理勘探在海洋油氣、礦產(chǎn)等資源的開采過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。由于海洋油氣資源的重要戰(zhàn)略地位，近年來(lái)我國(guó)加大了對(duì)領(lǐng)海的地球物理勘探力度。

海水中地震波速度是影響海洋地震勘探地震資料的重要因素。海水中的地震波速度取決于海水的物理性質(zhì)，隨季節(jié)、時(shí)間、地理位置、水深、海流等因素變化而變化，其中溫度的變化對(duì)聲速的影響最大。由于海水介質(zhì)中溫度、含鹽度分布的不均勻，造成聲速分布不均勻，從而形成海洋聲速梯度。而且海上地震采集周期較長(zhǎng)，同時(shí)深水相對(duì)淺水來(lái)說(shuō)，其溫度和鹽度變化更大，從而使海水速度有較大的變化。在以往的海洋地震勘探資料處理中，通常將地震波在海水中的傳播速度取為常數(shù)。如果采用相同的速度函數(shù)進(jìn)行資料處理，就會(huì)使聯(lián)絡(luò)測(cè)線（Crossline）方向出現(xiàn)同向軸抖動(dòng)現(xiàn)象.對(duì)于深水地震資料來(lái)說(shuō)，這些變化能夠明顯影響目的層反射波的傳播時(shí)間和振幅，從而影響地震信號(hào)精度。所以我們研究將海水看成速度變化的層狀介質(zhì)模型，雖然對(duì)于其他后續(xù)處理過(guò)程而言一定程度上加大了研究難度與計(jì)算難度，但也增加了研究結(jié)果的精準(zhǔn)度，從而為深水勘探提供可靠技術(shù)支持[1]。

1 海水速度模型建立

我們將從海水中聲波速度隨溫度、鹽度和深度變化的經(jīng)驗(yàn)公式出發(fā)，考慮其相對(duì)應(yīng)數(shù)值的變化規(guī)律，建立相對(duì)應(yīng)的海水介質(zhì)速度模型。

海水中地震波速度速是溫度、鹽度和壓力（深度）的函數(shù)，通常以經(jīng)驗(yàn)公式表示，類似的經(jīng)驗(yàn)公式較多，應(yīng)用較多的是威爾遜第二方程（威爾遜十月方程）。通過(guò)資料可以得到海水速度模型與溫度，鹽度，壓力的關(guān)系以及海水中壓力與深度的關(guān)系，由此能得到海水速度模型與幾個(gè)重要因素之間的綜合表達(dá)式。

速度表達(dá)式：

2 實(shí)際數(shù)據(jù)應(yīng)用

南海海洋深度大約為3800 m左右，我們按照海水速度的上升下降趨勢(shì)將海水分成五層，去各層中間位置的速度作為本層的速度，各層的厚度和速度參數(shù)見表1。

海水分成層之后，我們考慮有海水分層而引起的反射。

彈性波動(dòng)力學(xué)中，反射系數(shù)[3]的定義為：，其中代表反射系數(shù)，R代表波阻抗。

海水的密度隨深度是變化的，由于海水的密度與溫度、深度、維度和含鹽度等因素有關(guān)，現(xiàn)在對(duì)于南海的海水，沒有密度的具體表達(dá)式，同時(shí)海水密度和速度所以我們分析時(shí)假定海水的密度是恒定的，則反射系數(shù)的表達(dá)式可以表示為：，其中V代表海水速度。

將各層的速度帶入反射系數(shù)的表達(dá)式，可以得到各層的反射系數(shù)如表2。

從上表可以看出，海水分層而得到的各層的反射系數(shù)都很小（數(shù)量級(jí)為1‰），從而因?yàn)楹Ｋ謱佣a(chǎn)生的地震波的相比較地下底層的反射振幅很小，可忽略不計(jì)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)海水分層，可以改善地震數(shù)據(jù)處理中傳統(tǒng)的將海水速度視為常數(shù)的處理方法，而海水分成模型中產(chǎn)生海水產(chǎn)生的反射波振幅很小，基本可以忽略不計(jì)。所以通過(guò)海水分層模型，可以提高地震數(shù)據(jù)振幅補(bǔ)償?shù)忍幚淼木取?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] Neman.P.Divergence Effects in a Layered，Earth[J].Geophy sics，1973，38（3）：488.

[2] Ehsan Zabihi Naeini，Henning Hoeber，Gordon Poole，et al. Simultaneous multivintage time-shift estimation[J].Geophysics， 2009，74（5）：109-121.

[3] 陸基孟，王永剛，地震勘探原理[M].3版，中國(guó)石油大學(xué)出版社，2009.endprint

摘 要：海洋地震數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，海水速度是一個(gè)重要參數(shù)，傳統(tǒng)的處理方法是將海水速度視為常數(shù)。該文研究了海水的速度的影響因素，并通過(guò)速度變化將海水分層。海水分層對(duì)地震數(shù)據(jù)影響較小，但是可以提高處理精度。

關(guān)鍵詞：海水 速度 海水分層模型

中圖分類號(hào)：P631.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）06（c）-0241-02

海洋蘊(yùn)藏非常豐富的油氣資源，海洋地球物理勘探在海洋油氣、礦產(chǎn)等資源的開采過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。由于海洋油氣資源的重要戰(zhàn)略地位，近年來(lái)我國(guó)加大了對(duì)領(lǐng)海的地球物理勘探力度。

海水中地震波速度是影響海洋地震勘探地震資料的重要因素。海水中的地震波速度取決于海水的物理性質(zhì)，隨季節(jié)、時(shí)間、地理位置、水深、海流等因素變化而變化，其中溫度的變化對(duì)聲速的影響最大。由于海水介質(zhì)中溫度、含鹽度分布的不均勻，造成聲速分布不均勻，從而形成海洋聲速梯度。而且海上地震采集周期較長(zhǎng)，同時(shí)深水相對(duì)淺水來(lái)說(shuō)，其溫度和鹽度變化更大，從而使海水速度有較大的變化。在以往的海洋地震勘探資料處理中，通常將地震波在海水中的傳播速度取為常數(shù)。如果采用相同的速度函數(shù)進(jìn)行資料處理，就會(huì)使聯(lián)絡(luò)測(cè)線（Crossline）方向出現(xiàn)同向軸抖動(dòng)現(xiàn)象.對(duì)于深水地震資料來(lái)說(shuō)，這些變化能夠明顯影響目的層反射波的傳播時(shí)間和振幅，從而影響地震信號(hào)精度。所以我們研究將海水看成速度變化的層狀介質(zhì)模型，雖然對(duì)于其他后續(xù)處理過(guò)程而言一定程度上加大了研究難度與計(jì)算難度，但也增加了研究結(jié)果的精準(zhǔn)度，從而為深水勘探提供可靠技術(shù)支持[1]。

1 海水速度模型建立

我們將從海水中聲波速度隨溫度、鹽度和深度變化的經(jīng)驗(yàn)公式出發(fā)，考慮其相對(duì)應(yīng)數(shù)值的變化規(guī)律，建立相對(duì)應(yīng)的海水介質(zhì)速度模型。

海水中地震波速度速是溫度、鹽度和壓力（深度）的函數(shù)，通常以經(jīng)驗(yàn)公式表示，類似的經(jīng)驗(yàn)公式較多，應(yīng)用較多的是威爾遜第二方程（威爾遜十月方程）。通過(guò)資料可以得到海水速度模型與溫度，鹽度，壓力的關(guān)系以及海水中壓力與深度的關(guān)系，由此能得到海水速度模型與幾個(gè)重要因素之間的綜合表達(dá)式。

速度表達(dá)式：

2 實(shí)際數(shù)據(jù)應(yīng)用

南海海洋深度大約為3800 m左右，我們按照海水速度的上升下降趨勢(shì)將海水分成五層，去各層中間位置的速度作為本層的速度，各層的厚度和速度參數(shù)見表1。

海水分成層之后，我們考慮有海水分層而引起的反射。

彈性波動(dòng)力學(xué)中，反射系數(shù)[3]的定義為：，其中代表反射系數(shù)，R代表波阻抗。

海水的密度隨深度是變化的，由于海水的密度與溫度、深度、維度和含鹽度等因素有關(guān)，現(xiàn)在對(duì)于南海的海水，沒有密度的具體表達(dá)式，同時(shí)海水密度和速度所以我們分析時(shí)假定海水的密度是恒定的，則反射系數(shù)的表達(dá)式可以表示為：，其中V代表海水速度。

將各層的速度帶入反射系數(shù)的表達(dá)式，可以得到各層的反射系數(shù)如表2。

從上表可以看出，海水分層而得到的各層的反射系數(shù)都很小（數(shù)量級(jí)為1‰），從而因?yàn)楹Ｋ謱佣a(chǎn)生的地震波的相比較地下底層的反射振幅很小，可忽略不計(jì)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)海水分層，可以改善地震數(shù)據(jù)處理中傳統(tǒng)的將海水速度視為常數(shù)的處理方法，而海水分成模型中產(chǎn)生海水產(chǎn)生的反射波振幅很小，基本可以忽略不計(jì)。所以通過(guò)海水分層模型，可以提高地震數(shù)據(jù)振幅補(bǔ)償?shù)忍幚淼木取?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] Neman.P.Divergence Effects in a Layered，Earth[J].Geophy sics，1973，38（3）：488.

[2] Ehsan Zabihi Naeini，Henning Hoeber，Gordon Poole，et al. Simultaneous multivintage time-shift estimation[J].Geophysics， 2009，74（5）：109-121.

[3] 陸基孟，王永剛，地震勘探原理[M].3版，中國(guó)石油大學(xué)出版社，2009.endprint

摘 要：海洋地震數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，海水速度是一個(gè)重要參數(shù)，傳統(tǒng)的處理方法是將海水速度視為常數(shù)。該文研究了海水的速度的影響因素，并通過(guò)速度變化將海水分層。海水分層對(duì)地震數(shù)據(jù)影響較小，但是可以提高處理精度。

關(guān)鍵詞：海水 速度 海水分層模型

中圖分類號(hào)：P631.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）06（c）-0241-02

海洋蘊(yùn)藏非常豐富的油氣資源，海洋地球物理勘探在海洋油氣、礦產(chǎn)等資源的開采過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。由于海洋油氣資源的重要戰(zhàn)略地位，近年來(lái)我國(guó)加大了對(duì)領(lǐng)海的地球物理勘探力度。

海水中地震波速度是影響海洋地震勘探地震資料的重要因素。海水中的地震波速度取決于海水的物理性質(zhì)，隨季節(jié)、時(shí)間、地理位置、水深、海流等因素變化而變化，其中溫度的變化對(duì)聲速的影響最大。由于海水介質(zhì)中溫度、含鹽度分布的不均勻，造成聲速分布不均勻，從而形成海洋聲速梯度。而且海上地震采集周期較長(zhǎng)，同時(shí)深水相對(duì)淺水來(lái)說(shuō)，其溫度和鹽度變化更大，從而使海水速度有較大的變化。在以往的海洋地震勘探資料處理中，通常將地震波在海水中的傳播速度取為常數(shù)。如果采用相同的速度函數(shù)進(jìn)行資料處理，就會(huì)使聯(lián)絡(luò)測(cè)線（Crossline）方向出現(xiàn)同向軸抖動(dòng)現(xiàn)象.對(duì)于深水地震資料來(lái)說(shuō)，這些變化能夠明顯影響目的層反射波的傳播時(shí)間和振幅，從而影響地震信號(hào)精度。所以我們研究將海水看成速度變化的層狀介質(zhì)模型，雖然對(duì)于其他后續(xù)處理過(guò)程而言一定程度上加大了研究難度與計(jì)算難度，但也增加了研究結(jié)果的精準(zhǔn)度，從而為深水勘探提供可靠技術(shù)支持[1]。

1 海水速度模型建立

我們將從海水中聲波速度隨溫度、鹽度和深度變化的經(jīng)驗(yàn)公式出發(fā)，考慮其相對(duì)應(yīng)數(shù)值的變化規(guī)律，建立相對(duì)應(yīng)的海水介質(zhì)速度模型。

海水中地震波速度速是溫度、鹽度和壓力（深度）的函數(shù)，通常以經(jīng)驗(yàn)公式表示，類似的經(jīng)驗(yàn)公式較多，應(yīng)用較多的是威爾遜第二方程（威爾遜十月方程）。通過(guò)資料可以得到海水速度模型與溫度，鹽度，壓力的關(guān)系以及海水中壓力與深度的關(guān)系，由此能得到海水速度模型與幾個(gè)重要因素之間的綜合表達(dá)式。

速度表達(dá)式：

2 實(shí)際數(shù)據(jù)應(yīng)用

南海海洋深度大約為3800 m左右，我們按照海水速度的上升下降趨勢(shì)將海水分成五層，去各層中間位置的速度作為本層的速度，各層的厚度和速度參數(shù)見表1。

海水分成層之后，我們考慮有海水分層而引起的反射。

彈性波動(dòng)力學(xué)中，反射系數(shù)[3]的定義為：，其中代表反射系數(shù)，R代表波阻抗。

海水的密度隨深度是變化的，由于海水的密度與溫度、深度、維度和含鹽度等因素有關(guān)，現(xiàn)在對(duì)于南海的海水，沒有密度的具體表達(dá)式，同時(shí)海水密度和速度所以我們分析時(shí)假定海水的密度是恒定的，則反射系數(shù)的表達(dá)式可以表示為：，其中V代表海水速度。

將各層的速度帶入反射系數(shù)的表達(dá)式，可以得到各層的反射系數(shù)如表2。

從上表可以看出，海水分層而得到的各層的反射系數(shù)都很?。〝?shù)量級(jí)為1‰），從而因?yàn)楹Ｋ謱佣a(chǎn)生的地震波的相比較地下底層的反射振幅很小，可忽略不計(jì)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)海水分層，可以改善地震數(shù)據(jù)處理中傳統(tǒng)的將海水速度視為常數(shù)的處理方法，而海水分成模型中產(chǎn)生海水產(chǎn)生的反射波振幅很小，基本可以忽略不計(jì)。所以通過(guò)海水分層模型，可以提高地震數(shù)據(jù)振幅補(bǔ)償?shù)忍幚淼木取?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] Neman.P.Divergence Effects in a Layered，Earth[J].Geophy sics，1973，38（3）：488.

[2] Ehsan Zabihi Naeini，Henning Hoeber，Gordon Poole，et al. Simultaneous multivintage time-shift estimation[J].Geophysics， 2009，74（5）：109-121.

[3] 陸基孟，王永剛，地震勘探原理[M].3版，中國(guó)石油大學(xué)出版社，2009.endprint