[发明专利]基于能量统计的采集方案检波器排列长度定量分析方法

说明书

技术领域

本发明石油地震勘探采集方案优化设计领域，更具体地讲，涉及一种一种采集方案检波器排列长度定量分析方法。

背景技术

西部复杂山地地区是是勘探程度较低的油气富集地区。由于山地地区地表地震条件和地下地质条件均很复杂，对地震勘探设备和地震勘探技术的要求高，因此许多常规的地震勘探技术无法适用于山地地区。随着科学技术的发展和国民生活水平的不断提高，人们对能源的需求量越来越大，同时在平原地区资源日益减少的形势下，开发利用山地油气资源是解决能源接替的途径之一。

地震观测系统设计和采集参数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。常规地震观测系统设计的覆盖次数只依赖于炮点和检波点排列范围，而与地下结构、目的层深度无关。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点进行设计的观测系统精度降低。由于目的层各CRP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。因此研究基于波动方程的观测系统优化设计方法势在必行。

基于能量统计的采集方案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。而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。

基于波动方程的照明度计算均是分析能量在地下介质分布的情况，而没有从目标反射层和检波点接收能量的角度去分析观测系统的优劣。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，最大炮检距分析是二维观测系统设计中的重要参数，实际生产正急需这种定量分析。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的在于提出一种针对山地复杂构造的采集方案检波器排列长度的定量评估，进而优化采集观测系统，节约施工成本，提高采集资料质量。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于能量统计的采集方案检波器排列长度定量分析方法。所述方法包括：选取勘探目的层，在模型的地表布设震源点和检波点；从每个震源点位置进行波场能量向下传播延拓，经过目的层的反射，在目的层形成二次震源，将此时目的层的能量作为二次震源的能量值向地表进行反向传播延拓，记录每个检波点接收到的对应于每个震源点的能量值；根据每个检波点接收到的对应于每个震源点的能量值绘制出当前模型的能量值分布图，所述能量值分布图的对角线为零偏移距线，根据图中能量值的分布范围，得到一条平行于零偏移距线的参考线，该参考线与检波点线的交点得到的值则是针对当前目的层的合理的检波器排列长度。

在本发明的一个示例性实施例中，所述布设震源点和检波点可以是在模型的地表上的每个点都有震源点和检波点，即为满布设。

在本发明的一个示例性实施例中，所述延拓可以利用高精度的有限差分算子。

在本发明的一个示例性实施例中，所述延拓的计算步骤可以包括：

式1为在频率域中，密度固定的声波方程。

式1为：(k²+Δ)U(r_s,r,ω)＝-f(ω)δ(r-r_s)。

其中：k＝ω/c₀(r)为波数，Δ为拉普拉斯算子，c₀(r)为点r处的背景场速度值，f(ω)为震源函数，r_s为震源点位置，w为频率，r为地下介质中某一点的位置，U为波场函数，δ为狄拉克函数。

式2为通过向下传播延拓和反向传播延拓后，在接收点处的波场表达式。