[发明专利]一种地震数据高效采集观测系统设计方法

权利要求书

1.一种地震数据高效采集观测系统设计方法，其特征在于包括以下步骤：

1)根据地质条件和勘探需求，进行基于奈奎斯特的常规地震采集观测系统设计，确定常规地震采集观测系统的参数，并正演模拟常规采集数据；

2)将待采样的空间沿着采样方向进行分段处理，确定两端及中间段的段长，并在两端段长内进行奈奎斯特采样，在中间段段长内进行抖动随机采样；

3)进行抖动随机采样设计，并确定当前抖动随机采样参数，根据确定的抖动随机采样参数正演模拟高效采集数据，并进行规则化重构；

所述步骤3)中，进行抖动随机采样设计，并确定抖动随机采样参数，根据确定的抖动随机采样参数正演模拟高效采集数据，并进行规则化重构的方法，包括以下步骤：

3.1)确定当前抖动随机采样参数，包括炮点抖动随机采样参数n_s和检波点抖动随机采样参数n_r；

3.2)基于确定的炮点抖动随机采样参数n_s和检波点抖动随机采样参数n_r以及中间段对应的常规奈奎斯特采样炮点数N_s和检波点数N_r进行抖动随机采样，生成炮点、检波点位置文件；

包括以下步骤：

首先，根据炮点抖动随机采样参数n_s和中间段对应的常规奈奎斯特采样炮点数N_s，将所有的炮点采样点数N_s划分为n_s段，每段奈奎斯特采样点数为N_si，且满足在每一段上随机地取一个采样点，得到炮点位置文件；

其次，根据检波点抖动随机采样参数n_r和中间段对应的常规奈奎斯特采样检波点数N_r，将所有的检波点采样点数N_r划分为n_r段，每段奈奎斯特采样点数为N_rj，且满足在每一段上随机地取一个采样点，得到检波点位置文件；

生成炮点和检波点位置文件时，在每一段上随机地取一个采样点时按均匀概率密度分布规律进行选取，即采样点的样点号x在该段上的概率密度函数符合:

其中，[a-1/2,b+1/2]为采样点x所属分段，a和b分别是该段的最小和最大样点号，x是在该段上进行随机采样所得的样点号，并对其取整；

3.3)根据炮点和检波点位置文件进行正演模拟，得到高效采集数据；

3.4)对高效采集数据进行规则化重构，使规则化重构后的数据与步骤1)中的常规采集数据具有相同的系统参数；

4)将步骤3)中得到的规则化重构数据与步骤1)中相应的中间段段长内的常规采集数据进行误差对比，若满足误差要求，则输出高效采集观测系统，否则进入步骤5)；

5)采用预设步长对步骤3)中的抖动随机采样参数进行更新，然后重复步骤3)～步骤4)，直到获得满足误差要求的高效采集观测系统。

2.如权利要求1所述的一种地震数据高效采集观测系统设计方法，其特征在于：所述步骤2)中，在两端段长内进行奈奎斯特采样时，两端段长内的采样点取3～10个。

3.如权利要求1所述的一种地震数据高效采集观测系统设计方法，其特征在于：所述步骤4)中，将规则化重构后的数据与步骤1)中模拟的常规采集数据进行误差对比的方法，包括以下步骤：

4.1)将规则化重构数据与模拟的常规采集数据进行波形误差对比；

4.2)将规则化重构数据与模拟的常规采集数据进行偏移成像处理，进行成像剖面的差异对比以及成像道集的AVO特征对比；

4.3)若步骤4.1)和步骤4.2)中各项误差对比均满足地震数据采集误差要求，则输出高效采集观测系统，否则进入步骤5)。

4.如权利要求3所述的一种地震数据高效采集观测系统设计方法，其特征在于：所述步骤4.1)中，所述波形误差对比计算公式为：

式中，E是能量，d^reconstruct是规则化重构数据，d^origin是模拟的常规采集数据。

5.如权利要求1所述的一种地震数据高效采集观测系统设计方法，其特征在于：所述步骤5)中，采用预设步长对步骤3)中的随机采样参数进行更新的方法为：

按炮点预设步长Δn_s增大炮点抖动随机采样点数n_s，即n_s＝n_s0+Δn_s，其中n_s0是给定的初始炮点抖动随机采样点数，在下一次迭代时，n_s0的值用n_s的值代替；

按检波点预设步长Δn_r增大检波点抖动随机采样点数n_r，即n_r＝n_r0+Δn_r，其中n_r0是给定的初始检波点抖动随机采样点数，在下一次迭代时，n_r0的值用n_r的值代替。