三維地震觀測系統整體均衡性定量分析方法
2023-11-05 02:32:12 3
專利名稱：三維地震觀測系統整體均衡性定量分析方法
技術領域：
本發明屬於石油地質勘探技術領域，涉及一種地震觀測系統設計方案的分析方法。
背景技術：
從上個世紀八十年代起，三維地震勘探逐步成為石油與天然氣勘探的主要工具。三維地震勘探的主要過程包括第一，數據資料採集。數據資料採集指在勘探現場(一般是野外環境)進行下述工作測量、鑽淺井孔埋炸藥(在使用炸藥震源時)、埋檢波器、布置電纜線至儀器車。測量的任務是定好測線及爆炸點和接收點的位置，最終在地面形成如圖1所示的布置，測線上設置多個檢波器(稱為檢點1)，爆炸點是經過鑽淺井孔埋炸藥形成的，也稱為炮點2。炮點2在爆炸後產生出地震波， 地震波遇巖層界面反射回來被檢波器接收並傳到儀器車，儀器車將檢波器傳來的信號記錄下來，這就獲得了用以研究地下油氣埋藏情況的地震記錄。完成一次上述步驟後，將圖1所示的布置進行平移，移動到下一個位置重複上述步驟。多次重複，直到獲得足夠的地震記錄數據。第二，地震數據處理。地震數據處理是把第一步驟採集到的數據資料(地震信息)輸入專用電子計算機，按不同要求用一系列功能不同的程序進行處理運算，把數據進行歸類編排，突出有效的，除去無效和幹擾的，最後把經過各種處理的數據進行疊加和偏移，最終得到一份地震剖面或三維數據體文件。第三，資料解釋。資料解釋是把經過處理的地震信息變成地質成果的過程，包括運用波動理論和地質知識，綜合地質、鑽井、測井等各項資料，作出構造解釋、地層解釋、巖性和烴類檢測解釋及綜合解釋，繪出有關成果圖件，對勘探區域作出含油氣評價，提出鑽探井位置等。上述三維地震勘探中數據資料採集所應用的系統被稱為三維地震觀測系統，由於三維地震觀測系統數據採集為離散採樣的工作方式，為了保證三維地震觀測系統採集數據的合理性，所述三維地震觀測系統採樣必須具備一定的均衡性。三維地震觀測系統採樣的均衡性是最終確定成本適當的三維地震觀測系統的要素之一，是至關重要的一個環節。常規的判斷三維地震觀測系統採樣均衡性的方法都是利用專業人員的經驗定性地判斷，這樣的判斷常常由於人的經驗的不同而導致不同的結果，同時人們對於比較相近的三維地震觀測系統也難以準確的判斷。為了擺脫人工判斷三維地震觀測系統採樣均衡性所帶來的不確定性，中國專利200610114254. 1提供了一種地震觀測系統定量分析方法，通過定量的分析三維地震觀測系統採樣均衡性，使得判斷結果更準確。中國專利200610114254. 1提供的定量分析方法中考慮了四個象限內炮檢距與方位角分布的均衡性，沒有從更加精細的網格尺度上來分析面元的屬性，同時也沒有綜合考慮各個面元所有屬性因素(包括覆蓋次數、炮檢距、方位角等)給出該面元的整體均衡度值 (需分別依據五個參數進行判斷)，因此在應用過程中會產生判斷結果不確定的問題。
發明內容
為了能夠更準確地判斷三維地震觀測系統採樣的均衡性，以得到準確的判斷結果，本發明提供了一種三維地震觀測系統方案的整體均衡度定量分析方法，通過引入資訊理論中熵的概念對三維地震觀測系統整體採樣的均衡性進行判斷，得到一個均衡度數值作為判斷依據，使得判斷結果更準確，也更加利用對不同的觀測系統方案進行比較，從而選擇更優的方案。本發明的技術方案如下三維地震觀測系統整體均衡性定量分析方法，包括A、計算每個面元的炮檢點位移的熵，以(Xi，Yi)表示炮檢點位移，Xi = Xr-XsYi = yr-ysxr是檢點橫坐標，yr是檢點縱坐標；xs是炮點橫坐標，Ys是炮點縱坐標；將一個面元劃分成若干區域；計算炮檢點位移的熵的公式如下-ΣΡ(χ Υ,)1Ο&Ρ(Χ Υ,) ,P(Xij7i)是在一個所述區域內炮檢點位移數量與該面元內
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全部炮檢點位移數量的比值，η為落入該面元內炮檢點位移的數量；B、取步驟A中得到的每個面元的熵的倒數為該面元的均衡度Τ，並繪製均衡度T的分布圖；C、利用如下公式計算步驟B得到的所述分布圖的整體均衡度值，即三維地震觀測系統的整體均衡度值
m-ΣTlogbT，Ti為均衡度，m為三維地震觀測系統的面元的數量。
/=1本發明的技術效果熵的概念最早出自熱力學，香農(1948)將熱力學中熵的概念引入到資訊理論中，並據此奠定了資訊理論的基礎。熵一般被用來衡量一個隨機變量出現的期望值，它代表了在被接收之前，信號傳輸過程中損失的信息量，因此信息熵也稱信源熵、平均自信息量。從本質上講，三維地震觀測系統的均衡度與各個面元位置炮點與檢波點分布的混亂程度相關，這與熵的定義類似。因此，我們可以引入信息熵理論來描述地震採樣的均衡度。本發明的均衡度公式中炮檢點位移包含了炮檢距和方位角信息，η代表了覆蓋次數，也就是說本發明考慮了面元的所有屬性因素(包括覆蓋次數、炮檢距、方位角等)，進而得到單個面元的綜合均衡度值，並最終將整個地震觀測系統的所有面元的均衡度值進一步採用熱力學熵理論計算為觀測系統整體均衡度值，實現了本發明的目的。同時，相比於現有技術(中國專利200610114254. 1)，本發明從更加精細的網格尺度上來分析面元的屬性，因此所得到的結果更加準確。
圖1為三維地震勘探數據採集階段炮點、檢點和測線的布置圖。圖2本發明方法的流程圖。圖3是面元區域劃分的一個例子。圖4是表1所示兩個三維地震觀測系統面元均衡度分布圖。圖5是在圖4基礎上得到的三維地震觀測系統的均衡度對比圖。圖中標識說明如下1、檢點；2、炮點。
具體實施例方式以下結合圖2對本發明的三維地震觀測系統整體均衡性定量分析方法進行詳細說明。第一，導入三維地震觀測系統數據。導入多個三維地震觀測系統的數據準備進行處理。第二，計算面元炮檢點位移的熵。對三維地震觀測系統炮檢點參數進行一些簡化。 一般而言，描述任意一個炮檢點對(一個炮點與其對應的一個檢波點，為三維地震觀測系統的最小單位)需要4個參數炮點橫坐標Xs、炮點縱坐標ys、檢波點橫坐標&、檢波點縱坐標^。因為面元總是處於炮點與檢波點的中心點位置，所以炮點與檢波點的位置總是相對於中心點對稱分布，所以上述4個參數中真正有效的參數僅有2個。計算每個面元的炮檢點位移的熵，以(Xi，Yi)表示炮檢點位移，Xi = xr-xsYi = yr-ysxr是檢點橫坐標，yr是檢點縱坐標；xs是炮點橫坐標，ys是炮點縱坐標；將一個面元劃分成若干區域，如圖3所示的例子，一個面元被分成3X3個區域 (實際應用中也可採用8X8個區域的劃分方式)，區域劃分的數量根據對精細度的要求選擇，其中的圓點就是炮檢點位移。計算炮檢點位移的熵的公式如下
權利要求
1.三維地震觀測系統整體均衡性定量分析方法，其特徵在於包括A、計算每個面元的炮檢點位移的熵，以(Xi，yi)表示炮檢點位移，
全文摘要
為了能夠更準確地判斷三維地震觀測系統採樣的均衡性，本發明提供了一種三維地震觀測系統方案整體均衡性定量分析方法，包括計算炮檢點位移的熵的步驟，得到面元的均衡度，進而得到三維地震觀測系統的整體均衡度。本發明可科學分析三維地震觀測系統的均衡性，為三維地震觀測系統採集數據的合理性打下基礎。
文檔編號G01V1/30GK102169187SQ20101056936
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月1日 優先權日2010年12月1日
發明者符力耘, 魏偉 申請人:中國科學院地質與地球物理研究所