海洋地震数据处理中的海水分层模型

肖彦君　王志凯++范嘉豪

摘 要：海洋地震数据处理过程中，海水速度是一个重要参数，传统的处理方法是将海水速度视为常数。该文研究了海水的速度的影响因素，并通过速度变化将海水分层。海水分层对地震数据影响较小，但是可以提高处理精度。

关键词：海水 速度 海水分层模型

中图分类号：P631.44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0241-02

海洋蕴藏非常丰富的油气资源，海洋地球物理勘探在海洋油气、矿产等资源的开采过程中起着至关重要的作用。由于海洋油气资源的重要战略地位，近年来我国加大了对领海的地球物理勘探力度。

海水中地震波速度是影响海洋地震勘探地震资料的重要因素。海水中的地震波速度取决于海水的物理性质，随季节、时间、地理位置、水深、海流等因素变化而变化，其中温度的变化对声速的影响最大。由于海水介质中温度、含盐度分布的不均匀，造成声速分布不均匀，从而形成海洋声速梯度。而且海上地震采集周期较长，同时深水相对浅水来说，其温度和盐度变化更大，从而使海水速度有较大的变化。在以往的海洋地震勘探资料处理中，通常将地震波在海水中的传播速度取为常数。如果采用相同的速度函数进行资料处理，就会使联络测线（Crossline）方向出现同向轴抖动现象.对于深水地震资料来说，这些变化能够明显影响目的层反射波的传播时间和振幅，从而影响地震信号精度。所以我们研究将海水看成速度变化的层状介质模型，虽然对于其他后续处理过程而言一定程度上加大了研究难度与计算难度，但也增加了研究结果的精准度，从而为深水勘探提供可靠技术支持[1]。

1 海水速度模型建立

我们将从海水中声波速度随温度、盐度和深度变化的经验公式出发，考虑其相对应数值的变化规律，建立相对应的海水介质速度模型。

海水中地震波速度速是温度、盐度和压力（深度）的函数，通常以经验公式表示，类似的经验公式较多，应用较多的是威尔逊第二方程（威尔逊十月方程）。通过资料可以得到海水速度模型与温度，盐度，压力的关系以及海水中压力与深度的关系，由此能得到海水速度模型与几个重要因素之间的综合表达式。

速度表达式：

2 实际数据应用

南海海洋深度大约为3800 m左右，我们按照海水速度的上升下降趋势将海水分成五层，去各层中间位置的速度作为本层的速度，各层的厚度和速度参数见表1。

海水分成层之后，我们考虑有海水分层而引起的反射。

弹性波动力学中，反射系数[3]的定义为：，其中代表反射系数，R代表波阻抗。

海水的密度随深度是变化的，由于海水的密度与温度、深度、维度和含盐度等因素有关，现在对于南海的海水，没有密度的具体表达式，同时海水密度和速度所以我们分析时假定海水的密度是恒定的，则反射系数的表达式可以表示为：，其中V代表海水速度。

将各层的速度带入反射系数的表达式，可以得到各层的反射系数如表2。

从上表可以看出，海水分层而得到的各层的反射系数都很小（数量级为1‰），从而因为海水分层而产生的地震波的相比较地下底层的反射振幅很小，可忽略不计。

3 结语

通过海水分层，可以改善地震数据处理中传统的将海水速度视为常数的处理方法，而海水分成模型中产生海水产生的反射波振幅很小，基本可以忽略不计。所以通过海水分层模型，可以提高地震数据振幅补偿等处理的精度。

参考文献

[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] 陆基孟，王永刚，地震勘探原理[M].3版，中国石油大学出版社，2009.endprint

摘 要：海洋地震数据处理过程中，海水速度是一个重要参数，传统的处理方法是将海水速度视为常数。该文研究了海水的速度的影响因素，并通过速度变化将海水分层。海水分层对地震数据影响较小，但是可以提高处理精度。

关键词：海水 速度 海水分层模型

中图分类号：P631.44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0241-02

海洋蕴藏非常丰富的油气资源，海洋地球物理勘探在海洋油气、矿产等资源的开采过程中起着至关重要的作用。由于海洋油气资源的重要战略地位，近年来我国加大了对领海的地球物理勘探力度。

海水中地震波速度是影响海洋地震勘探地震资料的重要因素。海水中的地震波速度取决于海水的物理性质，随季节、时间、地理位置、水深、海流等因素变化而变化，其中温度的变化对声速的影响最大。由于海水介质中温度、含盐度分布的不均匀，造成声速分布不均匀，从而形成海洋声速梯度。而且海上地震采集周期较长，同时深水相对浅水来说，其温度和盐度变化更大，从而使海水速度有较大的变化。在以往的海洋地震勘探资料处理中，通常将地震波在海水中的传播速度取为常数。如果采用相同的速度函数进行资料处理，就会使联络测线（Crossline）方向出现同向轴抖动现象.对于深水地震资料来说，这些变化能够明显影响目的层反射波的传播时间和振幅，从而影响地震信号精度。所以我们研究将海水看成速度变化的层状介质模型，虽然对于其他后续处理过程而言一定程度上加大了研究难度与计算难度，但也增加了研究结果的精准度，从而为深水勘探提供可靠技术支持[1]。

1 海水速度模型建立

我们将从海水中声波速度随温度、盐度和深度变化的经验公式出发，考虑其相对应数值的变化规律，建立相对应的海水介质速度模型。

海水中地震波速度速是温度、盐度和压力（深度）的函数，通常以经验公式表示，类似的经验公式较多，应用较多的是威尔逊第二方程（威尔逊十月方程）。通过资料可以得到海水速度模型与温度，盐度，压力的关系以及海水中压力与深度的关系，由此能得到海水速度模型与几个重要因素之间的综合表达式。

速度表达式：

2 实际数据应用

南海海洋深度大约为3800 m左右，我们按照海水速度的上升下降趋势将海水分成五层，去各层中间位置的速度作为本层的速度，各层的厚度和速度参数见表1。

海水分成层之后，我们考虑有海水分层而引起的反射。

弹性波动力学中，反射系数[3]的定义为：，其中代表反射系数，R代表波阻抗。

海水的密度随深度是变化的，由于海水的密度与温度、深度、维度和含盐度等因素有关，现在对于南海的海水，没有密度的具体表达式，同时海水密度和速度所以我们分析时假定海水的密度是恒定的，则反射系数的表达式可以表示为：，其中V代表海水速度。

将各层的速度带入反射系数的表达式，可以得到各层的反射系数如表2。

从上表可以看出，海水分层而得到的各层的反射系数都很小（数量级为1‰），从而因为海水分层而产生的地震波的相比较地下底层的反射振幅很小，可忽略不计。

3 结语

通过海水分层，可以改善地震数据处理中传统的将海水速度视为常数的处理方法，而海水分成模型中产生海水产生的反射波振幅很小，基本可以忽略不计。所以通过海水分层模型，可以提高地震数据振幅补偿等处理的精度。

参考文献

[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] 陆基孟，王永刚，地震勘探原理[M].3版，中国石油大学出版社，2009.endprint

摘 要：海洋地震数据处理过程中，海水速度是一个重要参数，传统的处理方法是将海水速度视为常数。该文研究了海水的速度的影响因素，并通过速度变化将海水分层。海水分层对地震数据影响较小，但是可以提高处理精度。

关键词：海水 速度 海水分层模型

中图分类号：P631.44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0241-02

海洋蕴藏非常丰富的油气资源，海洋地球物理勘探在海洋油气、矿产等资源的开采过程中起着至关重要的作用。由于海洋油气资源的重要战略地位，近年来我国加大了对领海的地球物理勘探力度。

海水中地震波速度是影响海洋地震勘探地震资料的重要因素。海水中的地震波速度取决于海水的物理性质，随季节、时间、地理位置、水深、海流等因素变化而变化，其中温度的变化对声速的影响最大。由于海水介质中温度、含盐度分布的不均匀，造成声速分布不均匀，从而形成海洋声速梯度。而且海上地震采集周期较长，同时深水相对浅水来说，其温度和盐度变化更大，从而使海水速度有较大的变化。在以往的海洋地震勘探资料处理中，通常将地震波在海水中的传播速度取为常数。如果采用相同的速度函数进行资料处理，就会使联络测线（Crossline）方向出现同向轴抖动现象.对于深水地震资料来说，这些变化能够明显影响目的层反射波的传播时间和振幅，从而影响地震信号精度。所以我们研究将海水看成速度变化的层状介质模型，虽然对于其他后续处理过程而言一定程度上加大了研究难度与计算难度，但也增加了研究结果的精准度，从而为深水勘探提供可靠技术支持[1]。

1 海水速度模型建立

我们将从海水中声波速度随温度、盐度和深度变化的经验公式出发，考虑其相对应数值的变化规律，建立相对应的海水介质速度模型。

海水中地震波速度速是温度、盐度和压力（深度）的函数，通常以经验公式表示，类似的经验公式较多，应用较多的是威尔逊第二方程（威尔逊十月方程）。通过资料可以得到海水速度模型与温度，盐度，压力的关系以及海水中压力与深度的关系，由此能得到海水速度模型与几个重要因素之间的综合表达式。

速度表达式：

2 实际数据应用

南海海洋深度大约为3800 m左右，我们按照海水速度的上升下降趋势将海水分成五层，去各层中间位置的速度作为本层的速度，各层的厚度和速度参数见表1。

海水分成层之后，我们考虑有海水分层而引起的反射。

弹性波动力学中，反射系数[3]的定义为：，其中代表反射系数，R代表波阻抗。

海水的密度随深度是变化的，由于海水的密度与温度、深度、维度和含盐度等因素有关，现在对于南海的海水，没有密度的具体表达式，同时海水密度和速度所以我们分析时假定海水的密度是恒定的，则反射系数的表达式可以表示为：，其中V代表海水速度。

将各层的速度带入反射系数的表达式，可以得到各层的反射系数如表2。

从上表可以看出，海水分层而得到的各层的反射系数都很小（数量级为1‰），从而因为海水分层而产生的地震波的相比较地下底层的反射振幅很小，可忽略不计。

3 结语

通过海水分层，可以改善地震数据处理中传统的将海水速度视为常数的处理方法，而海水分成模型中产生海水产生的反射波振幅很小，基本可以忽略不计。所以通过海水分层模型，可以提高地震数据振幅补偿等处理的精度。

参考文献

[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] 陆基孟，王永刚，地震勘探原理[M].3版，中国石油大学出版社，2009.endprint