海洋地震數據處理中的海水分層模型

肖彥君　王志凱++范嘉豪

摘 要：海洋地震數據處理過程中，海水速度是一個重要參數，傳統的處理方法是將海水速度視為常數。該文研究了海水的速度的影響因素，并通過速度變化將海水分層。海水分層對地震數據影響較小，但是可以提高處理精度。

關鍵詞：海水 速度 海水分層模型

中圖分類號：P631.44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0241-02

海洋蘊藏非常豐富的油氣資源，海洋地球物理勘探在海洋油氣、礦產等資源的開采過程中起著至關重要的作用。由于海洋油氣資源的重要戰略地位，近年來我國加大了對領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，隨季節、時間、地理位置、水深、海流等因素變化而變化，其中溫度的變化對聲速的影響最大。由于海水介質中溫度、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，同時深水相對淺水來說，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。如果采用相同的速度函數進行資料處理，就會使聯絡測線（Crossline）方向出現同向軸抖動現象.對于深水地震資料來說，這些變化能夠明顯影響目的層反射波的傳播時間和振幅，從而影響地震信號精度。所以我們研究將海水看成速度變化的層狀介質模型，雖然對于其他后續處理過程而言一定程度上加大了研究難度與計算難度，但也增加了研究結果的精準度，從而為深水勘探提供可靠技術支持[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驗公式出發，考慮其相對應數值的變化規律，建立相對應的海水介質速度模型。

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

速度表達式：

2 實際數據應用

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。

彈性波動力學中，反射系數[3]的定義為：，其中代表反射系數，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，現在對于南海的海水，沒有密度的具體表達式，同時海水密度和速度所以我們分析時假定海水的密度是恒定的，則反射系數的表達式可以表示為：，其中V代表海水速度。

將各層的速度帶入反射系數的表達式，可以得到各層的反射系數如表2。

從上表可以看出，海水分層而得到的各層的反射系數都很?。〝盗考墳?‰），從而因為海水分層而產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。

3 結語

通過海水分層，可以改善地震數據處理中傳統的將海水速度視為常數的處理方法，而海水分成模型中產生海水產生的反射波振幅很小，基本可以忽略不計。所以通過海水分層模型，可以提高地震數據振幅補償等處理的精度。

參考文獻

[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，中國石油大學出版社，2009.endprint

摘 要：海洋地震數據處理過程中，海水速度是一個重要參數，傳統的處理方法是將海水速度視為常數。該文研究了海水的速度的影響因素，并通過速度變化將海水分層。海水分層對地震數據影響較小，但是可以提高處理精度。

關鍵詞：海水 速度 海水分層模型

中圖分類號：P631.44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0241-02

海洋蘊藏非常豐富的油氣資源，海洋地球物理勘探在海洋油氣、礦產等資源的開采過程中起著至關重要的作用。由于海洋油氣資源的重要戰略地位，近年來我國加大了對領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，隨季節、時間、地理位置、水深、海流等因素變化而變化，其中溫度的變化對聲速的影響最大。由于海水介質中溫度、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，同時深水相對淺水來說，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。如果采用相同的速度函數進行資料處理，就會使聯絡測線（Crossline）方向出現同向軸抖動現象.對于深水地震資料來說，這些變化能夠明顯影響目的層反射波的傳播時間和振幅，從而影響地震信號精度。所以我們研究將海水看成速度變化的層狀介質模型，雖然對于其他后續處理過程而言一定程度上加大了研究難度與計算難度，但也增加了研究結果的精準度，從而為深水勘探提供可靠技術支持[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驗公式出發，考慮其相對應數值的變化規律，建立相對應的海水介質速度模型。

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

速度表達式：

2 實際數據應用

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。

彈性波動力學中，反射系數[3]的定義為：，其中代表反射系數，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，現在對于南海的海水，沒有密度的具體表達式，同時海水密度和速度所以我們分析時假定海水的密度是恒定的，則反射系數的表達式可以表示為：，其中V代表海水速度。

將各層的速度帶入反射系數的表達式，可以得到各層的反射系數如表2。

從上表可以看出，海水分層而得到的各層的反射系數都很小（數量級為1‰），從而因為海水分層而產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。

3 結語

通過海水分層，可以改善地震數據處理中傳統的將海水速度視為常數的處理方法，而海水分成模型中產生海水產生的反射波振幅很小，基本可以忽略不計。所以通過海水分層模型，可以提高地震數據振幅補償等處理的精度。

參考文獻

[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，中國石油大學出版社，2009.endprint

摘 要：海洋地震數據處理過程中，海水速度是一個重要參數，傳統的處理方法是將海水速度視為常數。該文研究了海水的速度的影響因素，并通過速度變化將海水分層。海水分層對地震數據影響較小，但是可以提高處理精度。

關鍵詞：海水 速度 海水分層模型

中圖分類號：P631.44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0241-02

海洋蘊藏非常豐富的油氣資源，海洋地球物理勘探在海洋油氣、礦產等資源的開采過程中起著至關重要的作用。由于海洋油氣資源的重要戰略地位，近年來我國加大了對領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，隨季節、時間、地理位置、水深、海流等因素變化而變化，其中溫度的變化對聲速的影響最大。由于海水介質中溫度、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，同時深水相對淺水來說，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。如果采用相同的速度函數進行資料處理，就會使聯絡測線（Crossline）方向出現同向軸抖動現象.對于深水地震資料來說，這些變化能夠明顯影響目的層反射波的傳播時間和振幅，從而影響地震信號精度。所以我們研究將海水看成速度變化的層狀介質模型，雖然對于其他后續處理過程而言一定程度上加大了研究難度與計算難度，但也增加了研究結果的精準度，從而為深水勘探提供可靠技術支持[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驗公式出發，考慮其相對應數值的變化規律，建立相對應的海水介質速度模型。

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

速度表達式：

2 實際數據應用

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。

彈性波動力學中，反射系數[3]的定義為：，其中代表反射系數，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，現在對于南海的海水，沒有密度的具體表達式，同時海水密度和速度所以我們分析時假定海水的密度是恒定的，則反射系數的表達式可以表示為：，其中V代表海水速度。

將各層的速度帶入反射系數的表達式，可以得到各層的反射系數如表2。

從上表可以看出，海水分層而得到的各層的反射系數都很小（數量級為1‰），從而因為海水分層而產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。

3 結語

通過海水分層，可以改善地震數據處理中傳統的將海水速度視為常數的處理方法，而海水分成模型中產生海水產生的反射波振幅很小，基本可以忽略不計。所以通過海水分層模型，可以提高地震數據振幅補償等處理的精度。

參考文獻

[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，中國石油大學出版社，2009.endprint