[发明专利]最大炮检距确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油地震勘探观测系统的优化设计领域，具体地涉及一种作为地震观测系统的重要参数之一的最大炮检距确定方法。

背景技术

随着我国油气勘探向西部和西南部的转移，因复杂地表及复杂构造引起的问题变得非常突出，例如地震资料信噪比低、地震成像困难等问题严重影响着这些地区的勘探效果。因此，技术人员考虑通过研究地震波在复杂地质条件下的传播规律与能量分布特征，进而对观测系统进行优化设计，从而提高勘探效果。

需要说明的是，针对地震观测系统的设计和采集参数的优化是整个石油勘探中非常重要的环节，是地震资料品质好坏的先决条件，也是地震资料处理和解释的基础。常规地震观测系统设计的覆盖次数（一个震源和针对该震源的多个检波器所接收的反射波的能量）只依赖于炮点（勘探炮所在的位置）和检波点（检波器所在的位置）排列范围，而与地下结构、目的反射层深度无关。然而，在地表以及构造复杂的地区，覆盖次数除了与炮点和检波点排列有关外，还与目的反射层的深度以及上覆地质结构有关，此时，常规的基于水平层状假设的针对CMP点（共中心点）进行设计的观测系统精度降低。由于目的反射层各CRP点（共反射点）上的覆盖次数和地震波照射能量共同决定了该点的成像质量，但是复杂的上覆地质结构会造成下伏地层地震照明阴影区，从而引起下伏勘探目的层照明强度显著下降，最终使得这些目的层界面成像的效果不理想。因此研究基于波动方程的观测系统的优化设计方法势在必行。

针对基于波动方程的观测系统分析方法而言，目前主要是照明度分析，而地震波照明又可以分为基于射线追踪的地震波照明方法和基于波动方程的地震波照明方法两类。射线追踪地震波照明方法目前应用最为普遍，该方法简单直观、计算效率高，但由于射线理论本身的缺陷（如高频近似、射线盲区等）和复杂介质中的奇异性问题，基于射线的照明分析方法在复杂构造区会出现很大的误差，照明精度较低。而基于波动方程的地震波照明方法能有效地克服射线照明分析方法在复杂构造区的不足，尤其是利用波动方程中的单程波方程的地下照明分析是近几年的一个研究热点，它克服了射线照明方法的缺陷，能适应强横向变速介质，使得目标照明分析更加合理、准确。

而基于波动方程的照明度计算均是分析能量在地下介质分布的情况，其没有从目标反射层和检波点接收能量的角度去分析观测系统。使得照明度分析在指导观测系统的设计时更多的是定性的分析，而无法从定量的角度去指导观测系统的优化设计。因此，需要能够定量地分析二维观测系统设计中的重要参数的方法。

发明内容

本发明的目的在于，克服常规的基于波动方程的地震观测系统评价方法无法对最大炮检距进行定量分析缺陷，提出一种基于炮检对能量值的最大炮检距确定方法，以使定量分析的最大炮检距应用在后续的波动方程的的地震观测系统的设计上。

根据本发明的一实施例的最大炮检距确定方法包括以下步骤：（a）从地质模型中选取目标反射层；（b）在地质模型的整个表面上均匀地布置多个勘探炮和多个检波器；（c）使所有勘探炮分别产生地震波，并且当多个勘探炮中的一个勘探炮产生地震波时，多个检波器分别接收该地震波被目标反射层反射回来的反射波，从而获得该地震波在各个检波器中的炮检对能量值；（d）在所有勘探炮分别产生地震波之后，基于多个检波器中的各个检波器所获得的炮检对能量值，绘制炮检对能量值图；（e）基于炮检对能量值图，确定针对当前目标反射层的最大炮检距，其中，炮检对能量值是指，当产生一次地震波时一个检波器所接收到的反射波的能量的总和。

优选地，在步骤（c）中，利用有限差分算子，对当前产生的地震波进行正向延拓到目标反射层，然后再从目标反射层反向延拓到检波器，来模拟地震波被目标反射层反射回来的反射波，从而每个检波器计算接收到的反射波的能量的总和。

优选地，在步骤（c）中，当产生地震波时，地震波在频率域中的传播过程以下面的公式（1）来表示，并且从公式（1）中计算出地震波的波长值U(r_s,r,ω)，

（k²+Δ）U(r_s,r,ω)=-f(ω)δ(r-r_s)    公式（1）

其中，k=ω/c₀(r)为波数，ω表示地震波的频率，c₀(r)为位于目标反射层的点r=(x,y,z)处的背景场速度值，Δ为拉普拉斯算子，f(ω)为勘探炮函数，δ(r-r_s)是单位脉冲函数，r_s表示勘探炮的三维坐标。