[发明专利]基于源检双定向的勘探地震方法

说明书

技术领域

本发明属于勘探地震领域，涉及一种基于地震组合原理的震源和检波器双定向的勘探地震方法，特别是在沉积地区条件下的地震勘探。

背景技术：

在沉积旋回明显地区，地下介质的物理参数随深度呈线性变化。在这种连续介质条件下，地震波在无反射界面情况下，只产生回折波，并且回折波的射线路径是一系列的圆弧；而在有反射界面情况下，回折波达到最大回折深度，将产生地层界面的反射波。常规连续多次覆盖地震采集观测方式，回折波与反射波时距曲线有较大重叠(地震勘探第四版，何樵登等著，地质出版社，2009)，并不容易识别和区分回折波与反射波信号。基于地震组合原理，震源的组合通过波场的干涉叠加可以激发定向波场，而检波器组合通过方向特性可以加强接收某方向的平面波场。单一组合方式亦或激发定向波场，亦或接收方向波场，而对于回折波作为一种经地下介质传播的特殊直达波信号，并不能有效的观测。

发明内容：

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于地震组合原理的震源和检波器双定向的勘探地震方法。

本发明针对沉积地区的连续介质地层，根据其地震波时间场的变化规律，设计了基于地震组合原理的观测方法，通过组合激发平面波场，其入射角从大至小，组合接收排列偏移距从小至大的观测方法。这种源检双组合定向的方法，可以更容易的观测到回折波，以及达到最大回折深度的反射波，记录此时的入射角信息，再根据时距曲线方程，计算反射地层的厚度。

一种基于源检双定向的勘探地震方法包括下述方法和步骤：

a、根据沉积地层调测资料，建立连续介质速度梯度函数，设地表速度为v₀，β为速度随深度变化速率系数，z是深度参数，则速度函数为v(z)＝v₀(1+βz)；

b、测线小桩号开始布设震源，激发入射角为α的平面波，即按照地震组合原理，设计震源组合。首先给α＝90°；

c、速度随深度线性规律分布时，地震波等时线是圆弧。根据连续介质地震波的时间场和时距曲线，分别计算等时线圆心位置，与地表测线交点，根据相交位置确定接收的最小偏移距；

d、以最小偏移距为中心，根据组合检波器的方向特性，设计反射角为α时组合检波器通放带响应最大的组合方式；

e、观测接收到的地震信号，α＝90°时收到地表直达波，α<90°时首先接收到回折波，随之可能接收反射波；

f、以Δα度间隔减小入射角α，即依次激发入射角为90°-Δα、90°-2Δα、…的平面波场，重复设计步骤b-e，直到观测到反射波为止，记录此时的激发入射角α_r；

g、根据入射角α_r计算地层厚度，计算公式为

h、震源向大桩号移动，沿着测线依次计算地层厚度，得到整个测线的地层厚度。

本发明具有的有益效果是：经试验，本发明公开的基于源检双定向的勘探地震方法在连续介质条件下，相比于常规地震观测系统，可以很好地观测回折波及出现反射波的定向波场入射角，经过计算可获得地层的厚度。

附图说明

图1地震观测方式示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步的详细说明。

一种基于源检双定向的勘探地震方法包括下述方法和步骤：

a、图1是本发明地震观测方式示意图，z轴代表地层深度，向下为正，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，倒三角代表检波器位置。根据沉积地层调测资料，建立连续介质速度梯度函数，设地表速度为v₀，β为速度随深度变化速率系数，z是深度参数，则速度函数为v(z)＝v₀(1+βz)；

b、测线小桩号开始布设震源，激发入射角为α的平面波，即按照地震组合原理，设计震源组合。首先给α＝90°。根据水平地表组合地震波场的方向因子公式来确定组合震源相位差以及激发延时参数，公式如下：

其中，F是随方向角变化的组合因子，n为震源个数，k为波数，d为震源间距，γ为相邻震源间的相位差。再根据相位延迟与震源激发延时之间的关系γ＝2πfτ，地震波数的定义k＝1/λ＝f/v，f为地震波频率，v是地震波速度，得到震源间激发延时参数其中负号代表延时激发，激发的平面波场如图1所示。