源檢雙定向的勘探地震方法
【專利摘要】本發明提供了一種基于源檢雙定向的勘探地震方法。該方法主要針對連續梯度變化介質，基于地震組合原理，同時組合了具有延時激發的震源和具有方向特性的檢波器，從最大入射角平面波激發和最小偏移距接收開始，逐漸遞減入射角和增加偏移距，直到產生反射波信號為止。該地震觀測方式加強了連續介質條件下回折波和反射波的時距曲線區別，根據出現反射波的入射角及時距曲線方程計算最大回折深度，即反射地層的厚度信息。該方法能夠沿著地震測線依次觀測，從而得到地層厚度的變化。
【專利說明】
源檢雙定向的勘探地震方法
技術領域
[0001] 本發明屬于勘探地震領域，涉及一種基于地震組合原理的震源和檢波器雙定向的 勘探地震方法，特別是在沉積地區條件下的地震勘探。
【背景技術】：
[0002] 在沉積旋回明顯地區，地下介質的物理參數隨深度呈線性變化。在這種連續介質 條件下，地震波在無反射界面情況下，只產生回折波，并且回折波的射線路徑是一系列的圓 弧;而在有反射界面情況下，回折波達到最大回折深度，將產生地層界面的反射波。常規地 震采集觀測方式，回折波與反射波時距曲線有較大重疊(地震勘探第四版，何樵登等著，地 質出版社，2009)，并不容易識別和區分回折波與反射波信號。
[0003] 基于地震組合原理，震源的組合通過波場的干涉疊加可以激發定向波場，而檢波 器組合通過方向特性可以加強接收某方向的平面波場。這兩種組合方式結合強化了地震方 法觀測平面波場的能力，而回折波作為一種經地下介質傳播的特殊直達波，需要利用地震 組合原理，重新設計地震觀測方式來更好的識別和觀測，從而獲得回折深度等地層信息。
【發明內容】
：
[0004] 本發明針對現有技術的不足，提供一種基于地震組合原理的震源和檢波器雙定向 的勘探地震方法。
[0005] 本發明針對沉積地區的連續介質地層，根據其地震波時間場的變化規律，設計了 基于地震組合原理的觀測方法，通過組合激發平面波場，其入射角從大至小，組合接收排列 偏移距從小至大的觀測方法。這種源檢雙組合定向的方法，可以更容易的觀測到回折波，以 及達到最大回折深度的反射波，記錄此時的入射角信息，再根據時距曲線方程，計算反射地 層的厚度。
[0006] -種基于源檢雙定向的勘探地震方法包括下述方法和步驟：
[0007] a、根據沉積地層調測資料，建立連續介質速度梯度函數，設地表速度為νο，β為速 度隨深度變化速率系數，ζ是深度參數，則速度函數為ν(ζ) = ν〇( 1+βζ);
[0008] b、測線小粧號開始布設震源，激發入射角為α的平面波，即按照地震組合原理，設 計震源組合，首先給α = 90° ;
[0009] c、速度隨深度線性規律分布時，地震波等時線是圓弧。根據連續介質地震波的時 間場和時距曲線，分別計算等時線圓心位置，與地表測線交點，根據相交位置確定接收的最 小偏移距；
[0010] d、以最小偏移距為中心，根據組合檢波器的方向特性，設計反射角為α時組合檢波 器通放帶響應最大的組合方式；
[0011] e、觀測接收到的地震信號，α = 9 0 °時收到地表直達波，α〈 9 0 °時首先接收到回折 波，隨之接收反射波；
[0012] f、以Δα度間隔減小入射角α，即依次激發入射角為90°-八€1、90°-2八€ [、"_的平面 波場，重復設計步驟b_e，直到觀測到反射波為止，記錄此時的激發入射角ar;
[0013] g、根據入射角ar計算反射地層厚度，計算公式為
[0014] h、震源向大粧號移動，沿著測線依次計算地層厚度，得到整
個測線的表層地層厚 度。
[0015] 有益效果:經試驗，本發明公開的基于源檢雙定向的勘探地震方法在連續介質條 件下，相比于常規單震源水平疊加多次覆蓋觀測系統，能很好地觀測回折波及出現反射波 的定向波場入射角，進而獲得地層的厚度。該方法相比于常規方法的效果:該地震觀測方式 相對于常規地震觀測方式，能有效的觀測連續介質條件下的回折波信號，根據反射波的入 射角，以及時距曲線方程，計算最大回折深度，即反射地層的厚度信息，該方法沿著地震測 線依次觀測，從而得到地下地層厚度的變化。
【附圖說明】
[0016] 圖1地震觀測方式示意圖
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖對本發明進一步的詳細說明。
[0018] -種基于源檢雙定向的勘探地震方法包括下述方法和步驟：
[0019] 圖1是本發明地震觀測方式示意圖，z軸代表地層深度，向下為正，z = 0是地表位 置，R是地下反射界面，五角星代表地表震源位置，倒三角代表檢波器位置。
[0020] a、根據沉積地層調測資料，建立連續介質速度梯度函數，設地表速度為νο，β為速 度隨深度變化速率系數，Ζ是深度參數，則速度函數為V(Z) = νο( 1+βζ);
[0021] b、測線小粧號開始布設震源，激發入射角為α的平面波，即按照地震組合原理，設 計震源組合。首先給α = 90°。根據水平地表組合地震波場的方向因子公式來確定組合震源 相位差以及激發延時參數，公式如下：
[0022]
[0023] 兵甲，Κ是隨萬冋用父化的紐甘因f，η為震源個數，k為波數，d為震源間距，β為相 鄰震源間的相位差。再根據相位延遲與震源激發延時之間的關系β = 23??·τ，地震波數的定義 k=1/A=f/v，f為地震波頻率，ν是地震波速度，得到震源間激發延時參數 = 其中 V 負號代表延時激發，激發的平面波場如圖1所示。
[0024] c、速度隨深度線性規律分布時，地震波等時線是圓弧。根據連續介質地震波的時 間場和時距曲線，分別計算等時線圓心位置，與地表測線交點，根據相交位置確定接收的最 小偏移距。連續介質情況下，定義射線參數p = sina/V，將速度函數ν(Ζ)=ν〇(1+β Ζ)帶入到 射線方S
之中，可以得到：
[0025]
[0026] 即射線方程是圓的方程式，如圖1所示，震源的圓心是(h，在z>0的地下，射線是一
段圓弧，圓心在ζ = _1/β，半徑〃 7^:，以及接收排列的最小偏移距· Ρ sin α
[0027] d、以最小偏移距為中心，根據組合檢波器的方向特性，設計反射角為α時組合檢波 器通放帶響應最大的組合方式。檢波器組合方向的特征表達式為：
[0028]
[0029]其中Φ是檢波器組合方向因子，nr為接收排列中檢波器個數，ΔΧ是檢波器間距，f 是地震波頻率，當反射角為α時，Φ取最大，組合檢波器的組合間距是Μ· =_ 。接收的平 面波場如圖1所示。
[0030] e、觀測接收到的地震信號，α = 90°時收到地表直達波，α〈90°時首先接收到回折 波，隨之可能接收反射波；
[0031] 匕以八€1度間隔減小入射角€[，即依次激發入射角為90°-八€[、90°-2六€ [、~的平面 波場，重復設計步驟b_e，即射線方程的圓心位置從Oglj02，…，如圖1所示，直到觀測到反射 波為止，記錄此時的激發入射角a r;
[0032] g、根據入射角ar計算地層厚度，計算公式為
[0033] h、震源向大粧號移動，沿著測線依次計算地層厚度，得到整個測線的地層厚度。
【主權項】
1. 一種源檢雙定向勘探地震方法，其特征在于，包括W下步驟： a、 根據沉積地層調測資料，建立連續介質速度梯度函數： ν(ζ)=νο(1+βζ) 式中:VO為地表速度，β為速度隨深度變化速率系數，Ζ為深度參數； b、 測線從小粧號開始布設震源，激發入射角為α的平面波，給定α = 90°; C、速度隨深度呈線性規律分布時，地震波等時線是圓弧，根據連續介質地震波的時間 場和時距曲線，分別計算等時線圓屯、位置與地表測線交點，根據相交位置確定接收的最小 偏移距； d、 W最小偏移距為中屯、，根據組合檢波器的方向特性，設計反射角為α時，組合檢波器 通放帶響應為最大組合方式； e、 觀測接收到的地震信號，α = 90°時收到地表直達波，α<90°時先接收到回折波，隨之 接收反射波； f、 W A α度間隔減小入射角α，即依次激發入射角為90° - A α、90° -2 Δ α、…的平面波場， 重復設計步驟b-e，直到觀測到反射波為止，記錄此時的激發入射角α。 g、 根據入射角Or計算反射地層厚度，計算公式為：h、 震源向大粧號移動，沿著測線依次計算地層厚度，得到整個測線的地層的厚度。
【文檔編號】G01V1/30GK105974463SQ201610442945
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月21日
【發明人】鞏向博, 于晨霞, 王升超, 韓立國
【申請人】吉林大學