[发明专利]一种地震数据高效采集观测系统设计方法

说明书

本发明涉及一种地震数据高效采集观测系统设计方法，包括：1)进行基于奈奎斯特的常规地震采集观测系统设计；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，并在两端进行奈奎斯特采样，中间段进行抖动随机采样；3)对中间段进行抖动随机采样设计，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；4)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。本发明可以广泛应用于地震数据高效采集领域。

技术领域

本发明涉及地震数据采集技术领域，具体涉及一种地震数据高效采集观测系统设计方法，通过规则边缘的抖动随机采样，即中间抖动随机采样、两端奈奎斯特采样的方式，实现地震数据的高效采集，从而降低地震数据野外采集成本。

背景技术

地震勘探是油气勘探最主要的手段，耗资巨大。其主要支出是地震数据的野外采集，占地震勘探支出的70％以上。勘探复杂化和精细化导致采集数据急剧增大，采集处理成本不断攀升。

传统的地震数据采集依据经典的奈奎斯特采样定律，需要采集密集、等间隔的样本。而随机采样相较于奈奎斯特采样，在保证相当的采样效果的情况下，采集更小的样本，从而为高效信号采样提供了可能。随机采样可用于地震数据野外采集。同样的采集效果，工作量和成本大大减少，可为增储上产、降本增效迈出实质步伐。

随机采样方法有多种，常见的有高斯随机采样、伯努利随机采样等。它们在理论上都能够大大减小采样样本的大小，满足高效采样的要求。然而，在实际采样中，高斯随机和伯努利随机采样都难以控制最大和最小采样间隔，容易产生较大或较小的间隔，从而不利于信号的重构。此外，一般的随机采样方法都存在一定的边缘效应，即在后续进行数据重构时，边缘处容易出现重构假象。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种地震数据高效采集观测系统设计方法，用以解决高斯随机和伯努利随机采样都难以控制最大和最小采样间隔，容易产生较大或较小的间隔，并且出现边缘效应，从而不利于信号重构的问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种地震数据高效采集观测系统设计方法，其包括以下步骤：

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；

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，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。

进一步地，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。

进一步地，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；