[发明专利]一种地震观测系统叠前时间偏移响应的分析方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种地震观测系统叠前时间偏移响应的分析方法，用于评价地震观测系统叠前偏移的成像效果，属于地震勘探采集设计领域。

背景技术：

在当前三维地震勘探中，地震观测系统设计主要是在基本参数论证基础上根据以往经验设计若干方案，然后利用覆盖次数和偏移距分布等图件评价和选择最终地震观测系统方案。这些地震观测系统评价方法不能直观反映叠前时间偏移的成像效果,已不能满足叠前时间偏移处理技术的要求。

中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司的李培明等（申请号：201110043602.1）公开了一种基于叠加响应分析的地震观测系统优化设计方法，该方法通过分析三维地震观测系统叠加响应来判别地震观测系统的优劣，对初步拟定的地震观测系统确定地震观测系统的最小循环子区，选取目的层埋深的共中心点道集，抽取对应模型道集，加权叠加得到面元的叠加响应，求取最小循环子区内的平均振幅值和最小循环子区内的振幅标准偏差，比较振幅标准偏差大小确定观测系统优劣，选择观测系统。叠加具有简单、易于理解和易于解析实现的优点，但通过应用叠加响应对地震观测系统的最终成像效果进行评价是对叠后偏移成像效果的评价，不能适应对地震观测系统的叠前成像效果进行评价的需要。

目前用于三维地震观测系统叠前时间偏移成像质量评价的方法较少，主要是荷兰德尔福特工业大学的Berkhout和Volker（GEOPHYSICS，2001，VOL.66，NO.3,P:911-931）提出的聚焦束分析方法，该方法通过双聚焦过程得到叠前偏移分辨率函数用以分析三维地震观测系统的叠前偏移成像效果。该方法把克希霍夫叠前时间偏移分解为炮点聚焦和检波点聚焦两个步骤，可以分别计算和评价聚焦震源束和聚焦检波束，可以获得地震质量属性如分辨率和依赖角度的振幅信息等。聚焦分析方法为地震观测系统叠前时间偏移成像效果评价提供了一种重要手段，近年来已成为地震观测系统分析评价的一项重要技术。但该方法是在远场和单频近似条件下通过双聚焦成像获得地震观测系统的叠前偏移分辨率函数和振幅响应函数，与实际地震观测系统的成像分析还有一定距离，存在的主要问题在于：（1）获得在一个深度平面上的成像能量图谱，对成像质量的立体分析能力较差；（2）在聚焦分析程中无法考虑地震噪声的影响，仅可为地震观测系统分析提供理论上的依据；（2）通过基于单散射点和单频率成分的双聚焦成像得到叠前偏移分辨率函数，其结果是一种理论上的近似结果，分析精度不高。

发明内容：

本发明旨在克服上述现有技术存在的对成像质量立体分析能力较差、没有考虑地震噪声影响和分析精度不高等问题，提供一种地震观测系统叠前时间偏移响应的分析方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明是在给定地震观测系统、地质模型和地震噪声参数的条件下，根据地质模型对地震观测系统中每个炮点-检波点对，用基于绕射点旅行时求取的正演方法得到其对应的地震记录道；根据噪音参数合成得到噪音记录道；把地震记录道与噪音记录道叠加得到合成地震记录道，合成地震记录道经过克希霍夫叠前时间偏移获得叠前时间偏移结果，将地震观测系统中每个炮点-检波点对的叠前时间偏移结果叠加作为该地震观测系统的叠前时间偏移响应，以地震剖面图的形式表示，用于评价地震观测系统的叠前时间偏移成像效果，包括以下步骤：

1、设定地震观测系统、地震子波和地质模型；

2、按照实际地震资料设定记录参数,包括记录时间和采样间隔，确定噪音参数，包括随机噪音能量系数、线性噪音主频、组数、能量系数及传播速度；

3、通过对设定地震观测系统中一个炮点-检波点对和地质模型，按照步骤1设定的地震子波和步骤2设定的记录时间和采样间隔，实施基于绕射点旅行时求取的正演方法得到其对应的地震记录道x(j)；

4、利用步骤2设定随机噪音能量系数、线性噪音主频、组数、能量系数及传播速度进行噪音合成，得到噪音记录道n(j)；

5、把步骤3得到的地震记录道x(j)与步骤4得到的噪音记录道n(j)叠加为合成地震记录道x′(j)

x′(j)=x(j)+n(j)

6、对上述步骤5得到的合成地震记录道x′(j)进行叠前时间偏移处理，得到其对应的叠前时间偏移结果；

7、获取地震观测系统中各炮点-检波点坐标，重复上述步骤3～6，直到完成地震观测系统中每个炮点-检波点对的正演、叠前时间偏移处理及叠前时间偏移结果的叠加，获取叠前时间偏移响应数据；

8、叠前时间偏移响应数据存取与显示分析。