專利名稱：一種地震采集觀測系統設置方法
技術領域：
本發明涉及一種地震采集觀測系統設置方法，屬于油氣地震勘探技術領域。
背景技術：
人工地震方法在油氣勘探中占有舉足輕重的作用，其中野外采集環節至關重要，對之后的處理解釋影響重大，也將影響到油氣的開發開采階段。野外采集過程中，人工激震震源和檢波器的相對位置關系稱為觀測系統，其布設方式不僅關系到目標層采集信號的好壞，而且也關系到施工效率及其進度。目前，我國油氣勘探的區域已從簡單區域轉向復雜區域，諸如鄂爾多斯黃土塬地區、南方碳酸鹽巖出露地區，這些地區地表往往起伏巨大，淺層物理參數影響因素很多，觀測系統若按常規布設，難以滿足勘探要求。現有的優化觀測系統方法基本上是憑借以往經驗總結，比如“五避五就”原則等。對特定地區的觀測方法優化，往往采用野外震源點試驗方式，試驗優化地震觀測系統需要·野外施工隊的鉆孔、布線等工作，增加了地震采集成本，且試驗只能選擇典型的小塊區域，對于全區存在特例情況就無能為力了。在地震勘探初期，根據重磁電方法得到原始資料，首先建立勘探地區的地質結構進行室內模擬采集參數論證。在科學技術發達的今天，軟件、硬件比較低廉，這種大規模的模擬技術容易得到實現。特別當前勘探采集方式還在沿用基于水平層狀介質的反射波方法，已經不適用中西部勘探條件。基于勘探目標的采集方法設計可以通過建立合理的地質模型對野外的采集參數(震源、觀測系統方式、道距、偏移距等)進行室內模擬，可以對這些參數進行量的論證，得到優化的勘探采集方式，最大限度的減少投資，提聞經濟效益。針對上述問題，國內外研究了一些數值方法進行地震觀測系統的優化，數值方法首先節約了試驗成本，提高了設計地震觀測系統的效率；而且可以對于全測區進行分析優化，解決了整個地震采集區塊內的震源與檢波點布設問題，進而提高了資源勘探的效率。中西部復雜的地表和地下地質結構不同于東部平原地區相對簡單的地質概貌。因此，地震照明作為一種模型正演方法可以驗證野外勘探施工采集方式在國內外得到了廣泛研究和應用。數值計算照明強度方法用于優化地震觀測系統包括幾種，如震源單向激發照明在地質模型中的強度分析，通過地質模型中的照明度強弱分析，建立對儲集目標層的勘探效果評價；震源和檢波點的雙向激發照明分析，通過地質模型中互易定理下的源點和檢波點照明強度，建立在已有排列情況下的儲集目標層的勘探效果評價。這些方法取得一定的效果，但對于地下目標體來說，從地表正向傳播進行照明分析，只能得到已確定地震觀測系統對目標體的效果評價，難以提出對地震觀測系統的有效改進措施。
發明內容
本發明的目的是提供一種地震采集觀測系統設置方法，以解決目前地震采集觀測系統勘探信噪比及分辨率低的問題。本發明為解決上述技術問題而提供一種地震采集觀測系統設置方法，該設置方法的步驟如下
I)根據地震勘探中常規采集原則，建立初始地震觀測系統；2)按照測繪提供的資料與前期勘探的地質調繪資料，制作測區帶有起伏地表的地質模型；3)根據制作好的地質模型計算其波動方程數值模擬結果，計算初始觀測系統與起伏邊界條件下的模型波場強度以及離散時刻的地震波場值；4)計算該起伏地表地質模型下基于波動方程的震源照明強度值，根據設計需要對全部震源或部分震源的照明強度進行疊加，分析目標儲層位置的照明強度值；5)根據地震波傳播互易原理，在觀測系統中檢波點位置放置震源，計算所有檢波點位置處的地質模型照明強度；6)將震源的地質模型照明強度與對應檢波點的地質模型照明強度進行相關疊加；7)根據互易原理，以地質模型的目的層為震源激發位置，以平面波源方式計算地震波場從目標儲層沿逆向傳播到起伏地表的照明強度；8)根據計算的目標儲層對地質模型的照明強度及互易原理，對起伏地面震源位置和起伏地面檢波器位置進行優化布置。所述步驟2)中制作的帶有起伏地表的地質模型上對目標儲層的位置設置有標記。所述步驟3)計算波動方程數值模擬結果采用的是交錯網格有限差分數值算法。所述步驟4)中計算震源照明強度值時根據采集系統的震源分布，放置點震源在模型中的位置，而后將其傳播到地下模型空間，傳播場以相應震源的Green函數表示為Gs(xs ；x, ζ, ω)，考慮震源在主頻率ω。附近的一個小頻帶[(Oci-A ω，ω 0+ Δ ω ]內的平均照明能量為
權利要求
1.一種地震采集觀測系統設置方法，其特征在于該設置方法的步驟如下 1)根據地震勘探中常規采集原則，建立初始地震觀測系統； 2)按照測繪提供的資料與前期勘探的地質調繪資料，制作測區帶有起伏地表的地質模型； 3)根據制作好的地質模型計算其波動方程數值模擬結果，計算初始觀測系統與起伏邊界條件下的模型波場強度以及離散時刻的地震波場值； 4)計算該起伏地表地質模型下基于波動方程的震源照明強度值，根據設計需要對全部震源或部分震源的照明強度進行疊加，分析目標儲層位置的照明強度值； 5)根據地震波傳播互易原理，在觀測系統中檢波點位置放置震源，計算所有檢波點位置處的地質模型照明強度； 6)將震源的地質模型照明強度與對應檢波點的地質模型照明強度進行相關疊加； 7)根據互易原理，以地質模型的目的層為震源激發位置，以平面波源方式計算地震波場從目標儲層沿逆向傳播到起伏地表的照明強度； 8)根據計算的目標儲層對地質模型的照明強度及互易原理，對起伏地面震源位置和起伏地面檢波器位置進行優化布置。
2.根據權利要求I所述的地震采集觀測系統設置方法，其特征在于所述步驟2)中制作的帶有起伏地表的地質模型上對目標儲層的位置設置有標記。
3.根據權利要求I所述的地震采集觀測系統設置方法，其特征在于所述步驟3)計算波動方程數值模擬結果采用的是交錯網格有限差分數值算法。
4.根據權利要求I所述的地震采集觀測系統設置方法，其特征在于所述步驟4)中計算震源照明強度值時根據采集系統的震源分布，放置點震源在模型中的位置，而后將其傳播到地下模型空間，傳播場以相應震源的Green函數表示為Gs(xs ；χ, ζ, ω)，考慮震源在主頻率ω。附近的一個小頻帶[(Oci-A ω，ω 0+ Δ ω ]內的平均照明能量為
5.根據權利要求I所述的地震采集觀測系統設置方法，其特征在于所述步驟7)的具體實現過程如下 Α.將目標儲集層布滿炮點，按照一定的時間延遲進行激發，根據Huygens原理，它們的合成波前面是一個傾斜平面，當延遲時間為O時，平面波傾角為0° ； B.將延遲時間以改變相位的方式來實現，根據地表速度V、炮間距ds和延遲時間At，可以確定平面波的入射角度Θ，進而確定不同炮點位置處的相位延遲^0 ,對于頻率為ω的地震信號，其相位延遲公式為
6.根據權利要求I所述的地震采集觀測系統設置方法，其特征在于所述的步驟8)中對起伏地面震源位置進行優化布置的原則為地表強照明處加密震源，地表弱照明處抽稀震源，起伏地面檢波器位置優化布置的原則為地表強照明處加密檢點數，地表弱照明處抽稀檢波點數。
全文摘要
本發明涉及一種地震采集觀測系統設置方法，屬于油氣地震勘探技術領域。該方法首先根據測繪提供的資料與前期勘探的地質調繪資料，制作測區帶有起伏地表的地質模型，在該地質模型中利用互易原理，以目標儲集層為平面波震源，沿地質模型逆向傳播地震波場，采用交錯網格高階有限差分數值模擬技術離散求解波動方程，采用數值邊界吸收技術處理起伏地表邊界，計算靶區地質模型的照明強度分布，通過分析地表處照明度的強弱，進行震源點與檢波點位置的優化布設。與野外點試驗等優化觀測系統方法相比，本發明經濟實用，節約了施工成本，而且是對全靶區進行優化分析，不存在盲區漏區。
文檔編號G01V1/20GK102914789SQ201210426109
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日
發明者莊熙勤, 杜春江, 閆立志, 屈玉鳳 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司華北分公司