[发明专利]用于指导采集观测系统设计的地震正演方法

说明书

本发明提供一种用于指导采集观测系统设计的地震正演方法，包括：步骤1，设计初始的观测系统方案；步骤2，建立覆盖全部观测系统方案区域的地质模型；步骤3，计算方案目标区域中全部网格点上的散射波数向量组；步骤4，从步骤3计算得到的散射波数向量组中抽取相应的散射波数向量，即可得到该方案的散射波数向量组；步骤5，应用傅里叶变换，得到波数域目标模型数据；步骤6，计算该方案的目标区域的叠前深度偏移剖面。该用于指导采集观测系统设计的地震正演方法可以高效快速的获得叠前深度偏移剖面，避免了常规技术方法中先生成叠前炮记录，然后再处理偏移得到成像剖面的步骤，可以用于地震采集观测系统设计实际生产。

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种用于指导采集观测系统设计的地震正演方法。

背景技术

地震采集观测系统设计是地震勘探中的重要步骤。对地下目标区域，需要合理的设计观测系统，以实现对目标区域的高质量成像。因此，为了检验评价观测系统设计方案的合理性，一般采用地震正演技术进行数值模拟，进而得到叠前成像剖面。这种技术方法的思路一般为，对形成的观测系统设计方案，结合地质模型，进行(基于波动方程或者射线追踪的)地震正演模拟，得到(二维或三维)地震炮记录；然后对地震炮记录进行处理、偏移等操作，得到叠前偏移剖面；通过分析目标区域的偏移剖面，对观测系统设计方案进行确定或分析修改。

但是这种技术方法存在效率难以满足生产需求的问题。一方面，观测系统设计一般在短时间内需要设计多套方案，或者需要经过多次修改完善，因此需要地震正演的次数较多，并且频率较高；另一方面，为了更充分的获得地下复杂地质构造信息，目前的观测系统方案大多设计为宽方位、大偏移距，因此导致单次地震正演的计算量巨大，即时采用一些效率优化方案，其计算周期仍然较长。而且正演得到的炮记录，还需要经过常规处理、偏移等流程才能得到成像剖面，这一过程同样十分耗时。总之，该技术方案难以满足目前观测系统设计对地震正演的高频次使用需求，缺乏可行性。

现有的技术方法中正演模拟过程和炮记录数据处理偏移过程均十分耗时，周期较长，难以满足观测系统设计生产中的对地震正演的高频次使用需求。

为此我们发明了一种新的用于指导采集观测系统设计的地震正演方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以高效快速的获得叠前深度偏移剖面的用于指导采集观测系统设计的地震正演方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：用于指导采集观测系统设计的地震正演方法，该用于指导采集观测系统设计的地震正演方法包括：步骤1，设计初始的观测系统方案；步骤2，建立覆盖全部观测系统方案区域的地质模型；步骤3，计算方案目标区域中全部网格点上的散射波数向量组；步骤4，从步骤3计算得到的散射波数向量组中抽取相应的散射波数向量，即可得到该方案的散射波数向量组；步骤5，应用傅里叶变换，得到波数域目标模型数据；步骤6，计算该方案的目标区域的叠前深度偏移剖面。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，选择对多个观测系统方案进行分组，将某一方案和对该方案的激发或接收进行加密或粗化的方案分在一组中。

在步骤2中，建立覆盖全部观测系统方案区域的地质模型，并确定目标区域；对地质模型进行网格划分。

在步骤3中，对每一个观测系统方案分组，选取分组中面元最小的方案，计算该方案目标区域中全部网格点上的散射波数向量组。

在步骤3中，散射波数向量组的计算使用以下方式：通过求解程函方程计算地震波由激发点到地下目标区域网格点的走时和入射角度，得到入射波向量，向量的大小等于波数，方向为入射角度；同样计算由地下目标区域网格点到接收点的出射波向量；通过公式(1)计算得到该网格点对应于一组激发点和接收点的散射波数向量；计算该网格点对应的全部激发点和接收点的散射波数向量，得到散射波数向量组；对目标区域中全部网格点，应用以上步骤，即可完成计算；