[发明专利]基于地理信息的三维地震勘探采集观测系统自动避障优化设计技术

说明书

所属技术领域

本发明提出一种在复杂地表条件下基于地理信息的三维地震勘探采集观测系统自动避障优化设计技术。

背景技术

传统的地震资料采集观测系统计算机模拟设计技术，是以设计拟定的观测系统模板按给定的起始基准点有序地滚动布设，同时完成观测系统模板采集属性分析数据的计算；或者是编辑和定义生成SPS文档，按照激发点和观测系统模板一一对应的关系进行模拟采集效果计算。无论采用哪种方式，当考虑地表障碍物的影响时，不同类型禁区内激发和接收物理点的缺少，都会影响到CMP采集属性的完整性。而不完整的采集属性是通过模拟采集计算的最终结果进行分析判断的，CMP不完整的采集属性是在标示的地表障碍物一定范围外进行人工调整来弥补。在地表条件复杂的情况下，这种传统的现场模拟采集设计方法难度大，难以达到较为理想的采集效果。

国内目前普遍应用的地震资料采集辅助设计商品化软件系统主要有“绿山”、Omni、Klseis等地震资料采集设计分析软件。前两种软件是引进软件，Klseis是国产软件。

“绿山”软件系统，是斯伦贝谢公司专门设计的地震资料采集设计系统，有较强的设计分析功能，尤其在模型正演、射线追踪、近地表分析及静校正、三维地震采集观测模拟设计等方面独具特色。

Omni是加拿大SIS公司研发的地震资料采集设计分析系统，具有模型正演、炮检布设、组合分析、静校正分析、地震采集观测模拟设计等功能。OMNI 4.0软件系统可以完成2D、3D和VSP观测系统的设计，以及利用所设计的观测系统在地质模型上做响应分析

KLSeis系统是东方地球物理公司研发的地震资料采集设计分析系统，具有频率分析、时频分析、频时分析、信噪比分析等较强的分析功能，同时也具有以模型正演为基础的观测系统设计方法。

综观上述国内外地震资料采集设计技术发展现状，可以发现：

1、主要考虑地下地质情况，极少考虑具体的地表地震地质条件；

2、强调观测系统参数的均一性，而忽略了因为地表障碍等引起的易变性；

3、在观测系统设计中缺乏3S技术与地震勘探采集观测结合应用；

4、避障炮点仍需人工调整，设计观测系统费时费力。

随着油气勘探开发的深入，国内外地震勘探采集区域已经转向地表条件愈加复杂、施工难度渐趋增大的地区。同时，地质学家对地震资料采集质量的需求越来越高。这些因素使得在三维地震资料采集中，传统的地震采集观测系统设计模拟方法已不能满足需要。国内外地球物理勘探公司都把研究开发、建立现场采集观测系统优化设计技术，作为提高复杂地表、地质条件地震采集资料品质的关键技术发展。在地震采集观测设计中，卫星遥感影像数据和地理信息技术等方面的应用研究得到了重视和不断加强，但至今在应用技术和方法上没有取得突破，只限于地形地物的标识显示。随着3S技术，即GPS定位技术、卫星遥感技术(RS)和地理信息系统(GIS)技术的发展，目前已经具备为地震勘探施工提供任意地区高精度地面模型数据的能力，怎样根据提供的高精度地面模型数据实现目标区域采集观测优化设计，是从传统的人机对话模拟方法到计算机自动优化设计方法上的技术创新。

对于基于地理信息的三维地震勘探采集观测系统自动避障优化设计技术，目前尚未见到报道。其技术具有新颖性和适用性，应用卫星遥感技术、地理信息技术和全球定位技术，实现计算机自动优化采集观测系统设计，分析、论证和指导地震勘探资料采集全程。

发明内容

本发明实现一种以卫星照片、地形图、GPS测量等地理信息为基础，针对公路、城镇、河流湖泊等复杂地表地区进行现场采集观测系统设计的新技术和新方法，建立以3S技术为基础，以复杂地表为对象，以自动避障优化设计为主线的三维地震资料采集观测系统自动避障优化设计技术。

1、基本原理

传统的三维地震勘探现场模拟采集设计方法，只是简单地把观测系统的采集观测原理转换为一种几何数学模型，根据激发-反射-接收的几何数学关系计算获得CMP相关采集属性数据，由设计人员分析采集效果，三维勘探采集设计建立在已知勘探物理点的基础上。把采集目标、观测系统、卫星遥感影像数据和地理信息作为相对独立的运算单元，忽略了在地表障碍物限制的条件下各种采集观测技术参数和地理信息采集属性数据的分析应用。