[发明专利]一种三维地震观测系统垂向分辨率定量分析评价方法

权利要求书

1.一种三维地震观测系统垂向分辨率定量分析评价方法，其特征在于包括以下步骤：

1)给定复杂速度模型、待评价地震观测系统和地下目标点位置信息，在复杂地质条件下对地震观测系统进行波场延拓，得到地下目标点传播到地面各检波点的频率域波场信息；

2)采用共聚焦快速计算方法分别对地面各检波点的频率域波场信息进行垂向共聚焦分析，得到各检波点在地下目标点处的共聚焦结果；

3)将步骤2)中得到的各检波点的共聚焦结果进行综合，也即相乘再相加，得到整个地震观测系统的共聚焦结果；

4)对整个观测系统的共聚焦结果进行定量化，即根据沿垂向的共聚焦结果计算主瓣宽度，用于表征地震偏移成像的垂向分辨率，得到复杂介质条件下待评价地震观测系统对目标点成像的垂向分辨率；

5)根据得到的主瓣宽度计算主瓣占幅比，用于表征地震偏移成像的垂向清晰度，得到复杂介质条件下待评价地震观测系统对目标点成像的垂向清晰度；

6)根据得到的该地震观测系统在地下目标点处的垂向共聚焦结果，也即主瓣宽度以及主瓣占幅比，对该地震观测系统的地震偏移成像进行分析。

2.如权利要求1所述的一种三维地震观测系统垂向分辨率定量分析评价方法，其特征在于：所述步骤2)中，对各检波点进行垂向共聚焦分析，得到各检波点在地下目标点处的共聚焦结果为：

b(r₀,ω)＝∫f(r,ω)a(r₀,ω)dr,

其中，f(r,ω)是聚集算子，a(r₀,ω)是检波点位置处记录到的频率域波场，r是地下目标点的位置信息，r₀是地面检波点的位置信息，ω是频率信息。

3.如权利要求1所述的一种三维地震观测系统垂向分辨率定量分析评价方法，其特征在于：所述步骤4)中，主瓣宽度的计算方法包括以下步骤：

①从整个地震观测系统的共聚焦结果中提取过目标点的沿垂向的数值切片；

②对该数值切片进行二阶求导，找到目标点两侧的两拐点，即二阶导数为零的两个坐标点；

③根据两个拐点坐标计算得到主瓣宽度，也就是垂向分辨率，计算公式为：

d＝|x_a-x_b|，

式中，x_a、x_b为两拐点的横坐标，也即b”(x_a)＝0、b”(x_b)＝0，其中，b”()是指对数值切片中两点x_a、x_b求二阶导数。

4.如权利要求1所述的一种三维地震观测系统垂向分辨率定量分析评价方法，其特征在于：所述步骤5)中，主瓣占幅比是指主瓣宽度内所有点的振幅值的平方和比上整个数值切片内所有点的振幅值的平方和。

5.如权利要求4所述的一种三维地震观测系统垂向分辨率定量分析评价方法，其特征在于：所述主瓣占幅比的计算公式为：

式中，A(x_i)为数值切片内各点的振幅值，x_i是数值切片的横坐标，i＝1,2,...,n，n为该数值切片内的点的总数。

6.如权利要求1所述的一种三维地震观测系统垂向分辨率定量分析评价方法，其特征在于：所述步骤6)中，对该地震观测系统的地震偏移成像进行分析的方法为：

主瓣宽度数值越小，说明该地震观测系统的地震成像能分辨的最小间距越小，其地震偏移成像效果越好；否则，效果越不好；

主瓣占幅比反映的是成像清晰度，主瓣占幅比数值越大，说明该地震观测系统的地震成像清晰度越高，效果越好；否则，效果越不好。