专利名称：一种有效信号无污染的空间采样间隔确定方法
技术领域：
本发明涉及石油地球物理勘探方法，是一种地震勘探观测系统中空间采样间隔 (道距)确定方法。
背景技术：
石油地球物理勘探是基于地球物理学和石油地质学理论，采用相应的地球物理仪器和装备在地球表面(包括陆地和海洋)，或者在空中、井中记录地下信息，并通过相应的数据处理和解释获取地下地层的物性(弹性、电性、磁性、密度、放射性)及结构，寻找隐藏在地层中的石油及天然气的方法。地震勘探是地球物理勘探常用的手段，在实施地震勘探时需要将激发点和接收点按照一定方式组成连续观测的排列片，完成这种组合即观测系统设计。目前观测系统设计中利用相邻两道的距离小于接收到的最高频率有效信号波长的一半，即空间采样间隔(道距)的设计方法从地震信号采样不产生空间假频、满足横向分辨率要求、防止偏移处理时产生偏移噪音等方面进行道距大小分析。在进行高密度地震勘探时，在采用单点或小组合接收的情况下，如满足充分采样的要求，使信号不产生空间假频，就要求采用很小的空间采样间隔。这样的空间采样间隔可能会远高于实际地质任务的需求与地震有效信号的限制范围，将会导致勘探投入较大的浪费。另外，过大的采样间隔会造成对有效信号的折叠污染。发明目的本发明目的在于提供一种减少勘探成本的投入，避免折叠污染的有效信号无污染的空间采样间隔确定方法。
发明内容
本发明采用以下步骤如实现1)根据工区内以往的二维勘探剖面标定的不同反射层的反射时间建立时间模型， 根据不同反射层的平均速度及反射时间转化为深度模型，建立工区地球物理模型；步骤1)所述的工区地球物理模型包括的信息是速度、密度、岩石的弹性参数、吸收衰减Q因子以及近地表信息。所述的信息中速度、密度通过测井资料测得数据提供，岩石的弹性参数利用目的层的速度、密度进行计算，吸收衰减Q因采用谱比法计算Q值。所述的谱比法是根据地震剖面的两个时间上的子波进行频谱分析得到两个振幅谱，对每个频率求两个振幅谱的比值，这个比值对频率的关系表示在这个层段内衰减与频率的关系。2)根据工区的最小视速度，按下式求取道间距Δχ < Xmin,N/2，式中为噪声的最小波长，利用该道距进行模型正演模拟，获得地震记录；步骤2、所述的地震记录包括近地表噪音(面波、折射波)和有效信号。
3)通过模型正演模拟获得该区有效信号记录；步骤幻所述的模型正演模拟是在没有近地表噪音的前提下完成。4)利用有效信号的频率f及速度V，通过公式K = f/V计算出波数k，得到有效信号在频率-波数谱域中分布范围，或根据实际地震数据，处理得到有效信号的分布范围；5)利用包含近地表噪音与有效信号的正演模拟数据，抽取不同道间距的道集，利用有效信号和干扰波的频率f和速度ν利用公式K = f/V分别计算出包含近地表噪音与有效信号的频率-波数谱；步骤幻所述的抽取是隔1道提取1道的地震记录信息或隔2道提取1道的地震记录信息或隔3道提取1道的地震记录信息可获得步骤2中2倍、3倍、4倍道距的地震记录或依此类推。6)对不同道距的频率-波数谱分布情况判别分析，当干扰波的频率-波数谱发生折叠后与有效信号频率-波数谱分布发生重叠，表明干扰波的折叠信号污染有效信号，反之，干扰波的折叠信号没有污染有效信号，将干扰波的折叠信号与有效信号在频率-波数谱即将发生重叠时作为空间采样间隔(道距)的最大上限，确定为最佳的空间采样间隔。本发明根据线性干扰的折叠频率不污染有效信号的原则，求取的空间采样间隔 (道距)。可有效地提高室内地震资料处理噪音压制效果，同时保护有效波，特别是高频反射信息，提高地震资料的信噪信噪比，同时最大限度地降低勘探费用。
图1是本发明利用模型正演模拟不同道距的单炮记录；图2利用本发明资料选择合理道距的示意图。
具体实施例方式以下结合附图具体说明本发明。本发明采用以下骤如实现1)根据工区内以往的二维勘探剖面标定的不同反射层的反射时间建立时间模型， 根据不同反射层的平均速度及反射时间转化为深度模型，建立工区地球物理模型；步骤1)所述的工区地球物理模型包括的信息是速度、密度、岩石的弹性参数、吸收衰减Q因子以及近地表信息。所述的信息中速度、密度通过测井资料测得数据提供，岩石的弹性参数利用目的层的速度、密度进行计算，吸收衰减Q因采用谱比法计算Q值。所述的谱比法是根据地震剖面的两个时间上的子波进行频谱分析得到两个振幅谱，对每个频率求两个振幅谱的比值，这个比值对频率的关系表示在这个层段内衰减与频率的关系。2)根据工区的最小视速度，按下式求取道间距Δ χ < λ min,N/2，式中λ min,N为噪声的最小波长，利用该道距进行模型正演模拟，获得地震记录；步骤2、所述的地震记录包括近地表噪音(面波、折射波)与有效信号。3)通过模型正演模拟获得该区有效信号记录；步骤幻所述的模型正演模拟是在没有近地表噪音的前提下完成。
4)利用有效信号的频率f及速度V，通过公式K = f/V计算出波数k，得到有效信号在频率-波数谱域中分布范围(如图1)，或根据实际地震数据，处理得到有效信号的分布范围(如图2)；5)利用包含近地表噪音与有效信号的正演模拟数据，抽取不同道间距的道集，利用有效信号和干扰波的频率f和速度ν利用公式K = f/V分别计算出包含近地表噪音与有效信号的频率-波数谱(如图1、图2中的a为1个道距频率-波数谱，b为2倍道距频率-波数谱，c为4倍道距频率-波数谱)；步骤幻所述的抽取是隔1道提取1道的地震记录信息或隔2道提取1道的地震记录信息或隔3道提取1道的地震记录信息可获得步骤2中2倍、3倍、4倍道距的地震记录或依此类推。6)对不同道距的频率-波数谱分布情况判别分析(如图1、图2)，当干扰波的频率-波数谱发生折叠后与有效信号频率-波数谱分布发生重叠，表明干扰波的折叠信号污染有效信号，反之，干扰波的折叠信号没有污染有效信号(如图1、图2中a)，将干扰波的折叠信号与有效信号在频率-波数谱即将发生重叠时作为空间采样间隔(道距)的最大上限，确定为最佳的空间采样间隔(如图1、图2中b为最佳的空间采样间隔)。步骤6)主要根据类似图1或图2中不同道距的噪音折叠频率对有效波的影响程度进行道距的选择。图1或图2中a的道距噪音假频的能量较弱，说明噪音波场的保真度较高，采用此道距将增加勘探投入。图1、图2中b的道距干扰波发生折叠，但从图中可以看出其折叠噪音对有效波影响不大，也是就说干扰波对地震有效信号基本没有产生污染，说明采用此道距勘探可保证干扰波压制时不影响效波，采用此道距较为合理。图1、图2中c 的道距噪音出现明显的假频，其折叠频率与有效波明显发生严重的混叠，污染了有效波，属典型的采样不足，说明采用此道距勘探在干扰波压制时对有效波产生压制，采用此道距不合适。根据上述干扰波的频率-波数谱发生折叠后与有效信号频率-波数谱分布发生重叠影响程度就可选择道距。
权利要求
1.一种有效信号无污染的空间采样间隔确定方法，其特征采用以下步骤实现1)根据工区内以往的二维勘探剖面标定的不同反射层的反射时间建立时间模型，根据不同反射层的平均速度及反射时间转化为深度模型，建立工区地球物理模型；2)根据工区的最小视速度，按下式求取道间距Δχ<λ_,Ν/2，式中为噪声的最小波长，利用该道距进行模型正演模拟，获得地震记录；3)通过模型正演模拟获得该区有效信号记录；4)利用有效信号的频率f及速度v，通过公式K= f/V计算出波数k，得到有效信号在频率-波数谱域中分布范围，或根据实际地震数据，处理得到有效信号的分布范围；5)利用包含近地表噪音与有效信号的正演模拟数据，抽取不同道间距的道集，利用有效信号和干扰波的频率f和速度ν利用公式K = f/V分别计算出包含近地表噪音与有效信号的频率-波数谱；6)对不同道距的频率-波数谱分布情况判别分析，当干扰波的频率-波数谱发生折叠后与有效信号频率-波数谱分布发生重叠，表明干扰波的折叠信号污染有效信号，反之，干扰波的折叠信号没有污染有效信号，将干扰波的折叠信号与有效信号在频率-波数谱即将发生重叠时作为空间采样间隔(道距)的最大上限，确定为最佳的空间采样间隔。
2.根据权利要求1的方法，特征是步骤1)所述的工区地球物理模型包括的信息是速度、密度、岩石的弹性参数、吸收衰减Q因子以及近地表信息。
3.根据权利要求1或2的方法，特征是所述的信息中速度、密度通过测井资料测得数据提供，岩石的弹性参数利用目的层的速度、密度进行计算，吸收衰减Q因采用谱比法计算 Q值。
4.根据权利要求3的方法，特征是所述的谱比法是根据地震剖面的两个时间上的子波进行频谱分析得到两个振幅谱，对每个频率求两个振幅谱的比值，这个比值对频率的关系表示在这个层段内衰减与频率的关系。
5.根据权利要求1的方法，特征是步骤幻所述的地震记录包括近地表噪音和有效信号。
6.根据权利要求1的方法，特征是步骤幻所述的模型正演模拟是在没有近地表噪音的前提下完成。
7.根据权利要求1的方法，特征是步骤幻所述的抽取是隔1道提取1道的地震记录信息或隔2道提取1道的地震记录信息或隔3道提取1道的地震记录信息，可获得步骤2) 中2倍或3倍或4倍道距的地震记录，或依此类推。
全文摘要
本发明涉及石油地球物理勘探方法，是一种地震勘探观测系统中空间采样间隔(道距)确定方法。根据工区信息建立时间、深度、地球物理模型，根据最小视速度，求取道间距进行模型正演模拟获得地震记录和有效信号记录，利用有效信号的频率及速度得到有效信号在频率-波数谱域分布范围，利用包含近地表噪音与有效信号的正演模拟数据抽取不同道间距的道集，利用有效信号和干扰波的频率和速度计算出包含近地表噪音与有效信号的频率-波数谱，对不同道距的频率-波数谱分布情况判别分析，确定最佳的空间采样间隔。本发明可有效地提高室内地震资料处理噪音压制效果，同时保护有效波，提高地震资料的信噪信噪比，降低勘探费用。
文档编号G01V1/36GK102478664SQ20101056050
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者李培明, 胡永贵, 蔡锡伟 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司