[发明专利]基于目标层可视性分析的激发位置确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从定量的角度去指导地质观测系统的方法，，尤其涉及一种通过地震波针对目标反射层的可视性分析来确定地震波激发位置的方法。

背景技术

随着我国油气勘探向西部和西南部的转移，复杂地表及复杂构造问题变得非常突出，地震资料信噪比低、地震成像困难等问题严重影响着这些地区的勘探效果。通过研究地震波在复杂地质条件下的传播规律与能量分布特征，进而能够实现观测系统的优化设计具有重要的现实意义。

针对地震观测系统的设计和采集参数的优化是整个石油勘探中非常重要的环节，是地震资料品质好坏的先决条件，也是地震资料处理和解释的基础。常规地震观测系统的设计的覆盖次数只依赖于炮点和检波点的排列范围，而与地下结构、目的反射层深度无关。然而，在构造复杂的地区，覆盖次数除了与炮点和检波点排列有关外，还与目的反射层的深度以及上覆地质结构有关，此时，常规的基于水平层状假设的针对CMP点（共中心点）进行设计的观测系统精度降低。由于目的发射层各CRP点（共反射点）上的覆盖次数和地震波照射能量共同决定了该点的成像质量，但是复杂的上覆地质结构会造成下伏地层地震照明阴影区，从而引起下伏勘探目的层照明强度显著下降，最终使得这些目的层界面成像的效果不理想。基于波动方程的观测系统分析方法目前主要是照明度分析，而地震波照明又可以分为基于射线追踪的地震波照明方法和基于波动方程的地震波照明方法两类。射线追踪地震波照明方法目前应用最为普遍，该方法简单直观、计算效率高，但由于射线理论本身的缺陷（如高频近似、射线盲区等）和复杂介质中的奇异性问题，基于射线的照明分析方法在复杂构造区会出现很大的误差，照明精度较低。相反，基于波动方程的地震波照明方法能有效地克服射线照明分析方法在复杂构造区的不足，尤其是利用波动方程中的单程波方程的地下照明分析是近几年的一个研究热点,它克服了射线照明方法的缺陷，能适应强横向变速介质，使得目标照明分析更加合理、准确。但是，基于波动方程的照明度计算是分析能量在地下介质分布的情况，并且不会考虑从目标反射层和检波器接收能量针对观测系统的影响，使得照明度分析在指导观测系统设计更多的是定性的角度，无法从定量的角度指导观测系统的优化设计。

因此，需要一种能够适应复杂地表结构且可以从定量的角度去指导地质观测系统的地震波激发位置的方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于目标层可视性分析的激发位置确定方法。

根据本发明的一实施例的基于目标层可视性分析的激发位置确定方法，包括以下步骤：（a）从地质模型中选取目标反射层；（b）在地质模型的整个表面上均匀地布置多个勘探炮和多个检波器；（c）使所有勘探炮分别产生地震波，并且当多个勘探炮中的一个勘探炮产生地震波时，多个检波器分别接收该地震波被目标反射层反射回来的反射波，同时记录每个检波器接收到的能量值，从而得到每个检波器分别针对当前产生地震波的勘探炮的炮检对的能量值；（d）在所有勘探炮分别产生相同次数的地震波之后，基于多个检波器分别针对每个勘探炮的炮检对的能量值，绘制基于地质模型的炮检对可视性分析图；（e）基于炮检对可视性分析图，确定在实际的地震勘探中应该增加勘探炮数量的范围，其中，炮检对的能量值是指一个检波器接收到的一个地震波的能量值。

优选地，在步骤（c）中，利用有限差分算子，对当前产生的地震波进行正向延拓到目标反射层，然后再从目标反射层反向延拓到检波器，来模拟地震波被目标反射层反射回来的反射波，从而记录每个检波器接收到的反射波的能量值。

优选地，在步骤（c）中，当产生地震波时，地震波在频率域中以下面的公式（1）的形式传播，

（k²+Δ）U(r_s,r,ω)=-f(ω)δ(r-r_s)   公式（1）

其中，k=ω/c₀(r)为波数，ω表示地震波的频率，c₀(r)为位于目标反射层的点r=(x,y,z)处的背景场速度值，Δ为拉普拉斯算子，f(ω)为勘探炮函数，δ(r-r_s)是单位脉冲函数，r_s表示勘探炮的三维坐标。

优选地，在步骤（c）中，利用有限差分算子，对当前产生的地震波进行正向延拓到目标反射层，然后再从目标反射层反向延拓到检波器，

其中，检波器接收到的反向延拓的反射波的地震波场通过公式（2）来表示，

P(r_s,r_g,ω)=