专利名称：一种地震采集观测系统设置方法
技术领域：
本发明涉及一种地震采集观测系统设置方法，属于油气地震勘探技术领域。
背景技术：
人工地震方法在油气勘探中占有举足轻重的作用，其中野外采集环节至关重要，对之后的处理解释影响重大，也将影响到油气的开发开采阶段。野外采集过程中，人工激震震源和检波器的相对位置关系称为观测系统，其布设方式不仅关系到目标层采集信号的好坏，而且也关系到施工效率及其进度。目前，我国油气勘探的区域已从简单区域转向复杂区域，诸如鄂尔多斯黄土塬地区、南方碳酸盐岩出露地区，这些地区地表往往起伏巨大，浅层物理参数影响因素很多，观测系统若按常规布设，难以满足勘探要求。现有的优化观测系统方法基本上是凭借以往经验总结，比如“五避五就”原则等。对特定地区的观测方法优化，往往采用野外震源点试验方式，试验优化地震观测系统需要·野外施工队的钻孔、布线等工作，增加了地震采集成本，且试验只能选择典型的小块区域，对于全区存在特例情况就无能为力了。在地震勘探初期，根据重磁电方法得到原始资料，首先建立勘探地区的地质结构进行室内模拟采集参数论证。在科学技术发达的今天，软件、硬件比较低廉，这种大规模的模拟技术容易得到实现。特别当前勘探采集方式还在沿用基于水平层状介质的反射波方法，已经不适用中西部勘探条件。基于勘探目标的采集方法设计可以通过建立合理的地质模型对野外的采集参数(震源、观测系统方式、道距、偏移距等)进行室内模拟，可以对这些参数进行量的论证，得到优化的勘探采集方式，最大限度的减少投资，提闻经济效益。针对上述问题，国内外研究了一些数值方法进行地震观测系统的优化，数值方法首先节约了试验成本，提高了设计地震观测系统的效率；而且可以对于全测区进行分析优化，解决了整个地震采集区块内的震源与检波点布设问题，进而提高了资源勘探的效率。中西部复杂的地表和地下地质结构不同于东部平原地区相对简单的地质概貌。因此，地震照明作为一种模型正演方法可以验证野外勘探施工采集方式在国内外得到了广泛研究和应用。数值计算照明强度方法用于优化地震观测系统包括几种，如震源单向激发照明在地质模型中的强度分析，通过地质模型中的照明度强弱分析，建立对储集目标层的勘探效果评价；震源和检波点的双向激发照明分析，通过地质模型中互易定理下的源点和检波点照明强度，建立在已有排列情况下的储集目标层的勘探效果评价。这些方法取得一定的效果，但对于地下目标体来说，从地表正向传播进行照明分析，只能得到已确定地震观测系统对目标体的效果评价，难以提出对地震观测系统的有效改进措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种地震采集观测系统设置方法，以解决目前地震采集观测系统勘探信噪比及分辨率低的问题。本发明为解决上述技术问题而提供一种地震采集观测系统设置方法，该设置方法的步骤如下
I)根据地震勘探中常规采集原则，建立初始地震观测系统；2)按照测绘提供的资料与前期勘探的地质调绘资料，制作测区带有起伏地表的地质模型；3)根据制作好的地质模型计算其波动方程数值模拟结果，计算初始观测系统与起伏边界条件下的模型波场强度以及离散时刻的地震波场值；4)计算该起伏地表地质模型下基于波动方程的震源照明强度值，根据设计需要对全部震源或部分震源的照明强度进行叠加，分析目标储层位置的照明强度值；5)根据地震波传播互易原理，在观测系统中检波点位置放置震源，计算所有检波点位置处的地质模型照明强度；6)将震源的地质模型照明强度与对应检波点的地质模型照明强度进行相关叠加；7)根据互易原理，以地质模型的目的层为震源激发位置，以平面波源方式计算地震波场从目标储层沿逆向传播到起伏地表的照明强度；8)根据计算的目标储层对地质模型的照明强度及互易原理，对起伏地面震源位置和起伏地面检波器位置进行优化布置。所述步骤2)中制作的带有起伏地表的地质模型上对目标储层的位置设置有标记。所述步骤3)计算波动方程数值模拟结果采用的是交错网格有限差分数值算法。所述步骤4)中计算震源照明强度值时根据采集系统的震源分布，放置点震源在模型中的位置，而后将其传播到地下模型空间，传播场以相应震源的Green函数表示为Gs(xs ；x, ζ, ω)，考虑震源在主频率ω。附近的一个小频带[(Oci-A ω，ω 0+ Δ ω ]内的平均照明能量为
权利要求
1.一种地震采集观测系统设置方法，其特征在于该设置方法的步骤如下 1)根据地震勘探中常规采集原则，建立初始地震观测系统； 2)按照测绘提供的资料与前期勘探的地质调绘资料，制作测区带有起伏地表的地质模型； 3)根据制作好的地质模型计算其波动方程数值模拟结果，计算初始观测系统与起伏边界条件下的模型波场强度以及离散时刻的地震波场值； 4)计算该起伏地表地质模型下基于波动方程的震源照明强度值，根据设计需要对全部震源或部分震源的照明强度进行叠加，分析目标储层位置的照明强度值； 5)根据地震波传播互易原理，在观测系统中检波点位置放置震源，计算所有检波点位置处的地质模型照明强度； 6)将震源的地质模型照明强度与对应检波点的地质模型照明强度进行相关叠加； 7)根据互易原理，以地质模型的目的层为震源激发位置，以平面波源方式计算地震波场从目标储层沿逆向传播到起伏地表的照明强度； 8)根据计算的目标储层对地质模型的照明强度及互易原理，对起伏地面震源位置和起伏地面检波器位置进行优化布置。
2.根据权利要求I所述的地震采集观测系统设置方法，其特征在于所述步骤2)中制作的带有起伏地表的地质模型上对目标储层的位置设置有标记。
3.根据权利要求I所述的地震采集观测系统设置方法，其特征在于所述步骤3)计算波动方程数值模拟结果采用的是交错网格有限差分数值算法。
4.根据权利要求I所述的地震采集观测系统设置方法，其特征在于所述步骤4)中计算震源照明强度值时根据采集系统的震源分布，放置点震源在模型中的位置，而后将其传播到地下模型空间，传播场以相应震源的Green函数表示为Gs(xs ；χ, ζ, ω)，考虑震源在主频率ω。附近的一个小频带[(Oci-A ω，ω 0+ Δ ω ]内的平均照明能量为
5.根据权利要求I所述的地震采集观测系统设置方法，其特征在于所述步骤7)的具体实现过程如下 Α.将目标储集层布满炮点，按照一定的时间延迟进行激发，根据Huygens原理，它们的合成波前面是一个倾斜平面，当延迟时间为O时，平面波倾角为0° ； B.将延迟时间以改变相位的方式来实现，根据地表速度V、炮间距ds和延迟时间At，可以确定平面波的入射角度Θ，进而确定不同炮点位置处的相位延迟^0 ,对于频率为ω的地震信号，其相位延迟公式为
6.根据权利要求I所述的地震采集观测系统设置方法，其特征在于所述的步骤8)中对起伏地面震源位置进行优化布置的原则为地表强照明处加密震源，地表弱照明处抽稀震源，起伏地面检波器位置优化布置的原则为地表强照明处加密检点数，地表弱照明处抽稀检波点数。
全文摘要
本发明涉及一种地震采集观测系统设置方法，属于油气地震勘探技术领域。该方法首先根据测绘提供的资料与前期勘探的地质调绘资料，制作测区带有起伏地表的地质模型，在该地质模型中利用互易原理，以目标储集层为平面波震源，沿地质模型逆向传播地震波场，采用交错网格高阶有限差分数值模拟技术离散求解波动方程，采用数值边界吸收技术处理起伏地表边界，计算靶区地质模型的照明强度分布，通过分析地表处照明度的强弱，进行震源点与检波点位置的优化布设。与野外点试验等优化观测系统方法相比，本发明经济实用，节约了施工成本，而且是对全靶区进行优化分析，不存在盲区漏区。
文档编号G01V1/20GK102914789SQ201210426109
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者庄熙勤, 杜春江, 闫立志, 屈玉凤 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司华北分公司