一種地震觀測系統參數的優化方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于石油勘探地震資料處理領域，特別涉及地震觀測系統參數的優化方 法。
【背景技術】
[0002] 石油地球物理勘探是基于地球物理學和石油地質學理論，采用專業的地球物理儀 器和裝備在地球表面或者在空中、井中記錄地下信息，并通過專業的數據處理和解釋手段 獲取地下地層的結構及物性參數，尋找隱藏在地層中的石油及天然氣的勘探方法。
[0003] 地震采集參數優化是地震采集觀測系統設計之前，確定采集設計參數的重要手段 之一。使用哪種參數優化方法對后期采集觀測系統設計的參數選擇有著重要的影響，而觀 測系統的優劣又直接影響著野外地震采集資料的質量，例如減少甚至避免空間假頻的出 現，需要選擇合理的偏移距、方位角、道間距等參數，這些參數的選擇正是依據參數優化的 結果而展開的，從而選擇到適合勘探目標區域的觀測系統設計。另外觀測系統除了對野外 采集資料的質量有較大的影響外，也影響著后期處理解釋的結果，甚至最終打井的成敗。
[0004] 目前物探行業使用的地震觀測系統參數優化方法是基于單點多層模型的，得到是 單點的參數優化結果，對于整個勘探區域來說具有很大的區域限制性，不利于地震物理工 作者根據勘探目標情況制定詳細全面的采集觀測設計參數的選擇對比方案。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術中基于單點多層的地震觀測系統參數優化方法的區域局限性，本發 明實施例提供了 一種地震觀測系統參數的優化方法，包括
[0006] 獲取目的工區的地質資料和地震資料；
[0007] 根據所述地質資料和地震資料建立目的工區的三維地質模型；
[0008] 獲取目的地層的層位信息；
[0009] 根據所述目的地層的層位信息，從所述目的工區的三維地質模型中提取目的地層 的地球物理參數模型；
[0010] 從目的地層的地球物理參數模型中提取目的地層的地球物理參數三維網格數 據；
[0011] 根據所述地球物理參數三維網格數據，計算三維網格中每個格點地震觀測系統參 數的參數值；
[0012] 根據所述三維網格中每個格點地震觀測系統參數的參數值，計算整個三維網格地 震觀測系統參數的平均值、最大值以及最小值；
[0013] 根據所述整個三維網格地震觀測系統參數的平均值、最大值以及最小值的關系， 確定目的地層地震觀測系統參數的優化結果。
[0014] 優選的，在本發明一實施例中，所述地球物理參數包括速度、地層傾角、埋深、最高 頻率、主頻、反射時間中的一種或幾種。
[0015] 優選的，在本發明一實施例中，所述目的地層地震觀測系統參數包括分辨率、面元 尺寸、偏移孔徑、接收線距、最大非縱距、最大炮檢距中的一種或幾種。
[0016] 優選的，在本發明一實施例中，所述根據所述地球物理參數三維網格數據，計算三 維網格中每個格點地震觀測系統參數的參數值，包括：
[0017] 計算三維網格中每個格點的分辨率，所述分辨率包括縱向分辨率和橫向分辨率， 計算公式分別為：
[0018] 縱向分辨率計算公式為：
【主權項】
1. 一種地震觀測系統參數的優化方法，其特征在于，所述方法包括： 獲取目的工區的地質資料和地震資料； 根據所述地質資料和地震資料建立目的工區的三維地質模型； 獲取目的地層的層位信息； 根據所述目的地層的層位信息，從所述目的工區的三維地質模型中提取目的地層的地 球物理參數模型； 從目的地層的地球物理參數模型中提取目的地層的地球物理參數三維網格數據； 根據所述地球物理參數三維網格數據，計算三維網格中每個格點地震觀測系統參數的 參數值； 根據所述三維網格中每個格點地震觀測系統參數的參數值，計算整個三維網格地震觀 測系統參數的平均值、最大值以及最小值； 根據所述整個三維網格地震觀測系統參數的平均值、最大值以及最小值的關系，確定 目的地層地震觀測系統參數的優化結果。
2. 根據權利要求1所述的參數的優化方法，其特征在于，所述地球物理參數包括速度、 地層傾角、埋深、最高頻率、主頻、反射時間中的一種或幾種。
3. 根據權利要求1所述的參數優化方法，其特征在于，所述目的地層地震觀測系統參 數包括分辨率、面元尺寸、偏移孔徑、接收線距、最大非縱距、最大炮檢距中的一種或幾種。
4. 根據權利要求1所述的參數的優化方法，其特征在于，所述根據所述地球物理參數 三維網格數據，計算三維網格中每個格點地震觀測系統參數的參數值，包括： 計算三維網格中每個格點的分辨率，所述分辨率包括縱向分辨率和橫向分辨率，計算 公式分別為： 縱向分辨率計算公式為：
式中，Λ Y為縱向分辨率，Vint為層速度，fmax為反射波最高頻率； 橫向分辨率計算公式為：
式中，ΛX為橫向分辨率，Vint為層速度，fpS反射波主頻。
5. 根據權利要求1所述的參數的優化方法，其特征在于，所述根據所述地球物理參數 三維網格數據，計算三維網格中每個格點地震觀測系統參數的參數值，包括： 計算滿足橫向分辨率最低要求的第一面元尺寸； 計算滿足最高無混疊頻率最低要求的第二面元尺寸； 計算滿足30°繞射收斂最低要求的第三面元尺寸； 比較第一面元尺寸、第二面元尺寸以及第三面元尺寸的值，將三維網格中所述格點的 面元尺寸的值設置為其中最小的面元尺寸值。
6. 根據權利要求5所述的參數的優化方法，其特征在于，所述第一面元尺寸的表達式 為： bl = Vint/(2*Fdom) 式中，bl為第一面元尺寸，Vint為層速度，F dM為反射波主頻率。
7. 根據權利要求5所述的參數的優化方法，其特征在于，所述第二面元尺寸的表達式 為： b2 = Vint/(4*Fmax*sin θ ) 式中，b2為第二面元尺寸，Vint為層速度，Fniax為反射波最高頻率，Θ為地層傾角。
8. 根據權利要求5所述的參數的優化方法，其特征在于，所述第三面元尺寸的表達式 為： b3 = Vrms/(4*Fmax*sin30° ) 式中，b3為第三面元尺寸，V"s為均方根速度，Fmax為反射波最高頻率。
9. 根據權利要求1所述的參數的優化方法，其特征在于，所述根據所述地球物理參數 三維網格數據，計算三維網格中每個格點地震觀測系統參數的參數值，包括： 計算滿足不小于第一菲涅爾帶半徑最低要求的第一偏移孔徑； 計算滿足不小于傾斜層偏移歸位橫向移動距離最低要求的第二偏移孔徑； 計算滿足30°繞射收斂最低要求的第三偏移孔徑； 比較第一偏移孔徑、第二偏移孔徑以及第三偏移孔徑的值，將三維網格中所述格點的 偏移孔徑的值設置為其中最大的偏移孔徑值。
10. 根據權利要求9所述的參數的優化方法，其特征在于，所述第一偏移孔徑的表達式 為：
式中，Ml為第一偏移孔徑，Va為平均速度，t ^為雙程旅行時間，fp為反射波主頻率。
11. 根據權利要求9所述的參數的優化方法，其特征在于，所述第二偏移孔徑的表達式 為： M2 = Z tan30° 式中，M2為第二偏移孔徑，Z為最深目的地層的埋深。
12. 根據權利要求9所述的參數的優化方法，其特征在于，所述第三偏移孔徑的表達式 為： M3 = Z tan<i)腸x 式中，M3為第三偏移孔徑，Z為最深目的地層埋深，Φ_為最深目的地層最大傾角。
13. 根據權利要求1所述的參數的優化方法，其特征在于，所述根據所述地球物理參數 三維網格數據，計算三維網格中每個格點地震觀測系統參數的參數值，包括： 將三維網格中所述格點的接收線距的值設置為第一菲涅爾帶半徑的值，公式為：
式中，L為接收線距，R為第一菲涅爾帶半徑，Va為平均速度，f 5為反射波主頻，t ^為目 的地層的雙程時間。
14. 根據權利要求1所述的參數的優化方法，其特征在于，所述根據所述地球物理參數 三維網格數據，計算三維網格中每個格點地震觀測系統參數的參數值，包括： 計算三維網格中所述格點的最大非縱距的值，表達式為：
式中，Ymax為最大非縱距，Va為平均速度，θ為地層傾角，％為目的地層的雙程旅行時 間，St為非縱觀測誤差。
15. 根據權利要求1所述的參數的優化方法，其特征在于，所述根據所述地球物理參數 三維網格數據，計算三維網格中每個格點地震觀測系統參數的參數值，包括： 計算滿足限制動校正拉伸畸變最低要求的第一最大炮檢距； 計算滿足速度分析精度最低要求的第二最大炮檢距； 計算滿足限制反射系數突變最低要求的第三最大炮檢距； 比較第一最大炮檢距、第二最大炮檢距以及第三最大炮檢距的值，將三維網格中所述 格點的最大炮檢距設置為其中最大的最大炮檢距。
16. 根據權利要求15所述的參數的優化方法，其特征在于，所述第一最大炮檢距的表 達式為：
式中，Xl為第一最大炮檢距，D為動校正拉伸值，V為疊加速度，Ttl為目的地層雙程反 射時間。
17. 根據權利要求15所述的參數的優化方法，其特征在于，所述第二最大炮檢距的表 達式為：
式中，Χ2為第二最大炮檢距，k為速度分析精度，V為均方根速度，fP為反射波主頻， 為目的地層雙程反射時間。
18. 根據權利要求15所述的參數的優化方法，其特征在于，所述第三最大炮檢距通過 將反射能量以及入射角關系數據集代入到佐伊普里茲方程中計算得到。
19. 根據權利要求1所述的參數的優化方法，其特征在于，所述根據所述整個三維網格 地震觀測系統參數的平均值、最大值以及最小值的關系，確定目的地層地震觀測系統參數 的優化結果，包括： 計算第一差值和第二差值，所述第一差值為所述地震觀測系統參數的平均值和最大值 的差，所述第二差值為所述地震觀測系統參數的平均值和最小值的差； 所述第一差值和第二差值均小于閾值時，選取最接近所述地震觀測系統參數平均值的 整數值作為所述地震觀測系統參數的優化結果，所述閾值為經驗值； 所述第一差值大于閾值或者第二差值大于閾值，所述地震觀測系統參數為分辨率、面 元尺寸、接收線距、最大非縱距中的一個時，選取最接近所述地震觀測系統參數最小值的整 數值作為所述地震觀測系統參數的優化結果； 所述第一差值大于閾值或者第二差值大于閾值，所述地震觀測系統參數為最大炮檢 距、偏移孔徑中的一個時，選取最接近所述地震觀測系統參數最大值的整數值作為所述地 震觀測系統參數的優化結果。
【專利摘要】本發明實施例提供了一種地震觀測系統參數的優化方法，包括：獲取目的工區的地質資料和地震資料；建立目的工區的三維地質模型；獲取目的地層的層位信息；提取目的地層的地球物理參數模型；提取目的地層的地球物理參數三維網格數據；計算三維網格中每個格點地震觀測系統參數的參數值；計算整個三維網格地震觀測系統參數的平均值、最大值以及最小值；確定目的地層地震觀測系統參數的優化結果。基于三維地球物理模型的參數優化方法給提供了立體和平面參數優化結果，幫助技術人員快速準確地選擇適合施工區域的地震觀測系統參數的參數值。
【IPC分類】G01V1-28
【公開號】CN104536041
【申請號】CN201410787389
【發明人】劉厚軍, 唐東磊, 胡永貴, 李偉波, 睢永平
【申請人】中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月17日