地震觀測系統設計中確定不同面元屬性差異的方法

2023-04-24 13:20:31 2

專利名稱：地震觀測系統設計中確定不同面元屬性差異的方法
技術領域：
本發明涉及石油地球物理勘探地震採集技術，是一種在地震觀測系統設 計中確定不同面元屬性差異的方法。
背景技術：
地震勘探技術設計是為保證地質設計提出的地質任務、技術要求、工期 要求而進行的方法論證、技術分析、技術措施要求等工作。其主要內容包括 任務來源、工區情況分析、勘探難點與技術對策、採集方法設計與方案等內 容。
採集方法設計，觀測系統方案的選擇是核心內容。通過以往資料的分析， 參數論證，確定基本的施工參數，如覆蓋次數、面元尺寸、最大炮檢距、偏 移孔徑、線距等，然後設計幾組不同的觀測系統，經過仔細分析、篩選，選 擇最優的觀測系統。
在確定設計方案時，需要對不同觀測系統的面元屬性進行分析。面元的 主要屬性包括覆蓋次數、炮檢距和方位角。 一般來說，缺少小的炮檢距，意 味著會缺失淺層的反射信息，炮檢距不均勻，會給速度分析帶來很大的問題， 也會造成真實覆蓋次數的不均勻。
目前，對炮檢距和方位角是否均勻，尤其是炮檢距是否均勻，採用人工 的直觀判斷，對於觀測系統差異較大的能夠直觀的看出炮檢距和方位角的均 勻程度差異，但對於相似的觀測系統，覆蓋次數相同，最大炮檢距類似，很 難直觀的看出哪種觀測系統面元的炮檢距、方位角更均勻。

發明內容
本發明提供一種在地震觀測系統設計中通過計算描述炮檢距、方位角的 均勻程度，地震觀測系統設計中確定不同面元屬性差異的方法。 本發明提供以下技術方案，通過以下步驟實現
1) 採用常規方法，根據地質任務和已知工區的地質情況，設計觀測系 統參數；
步驟1所述的觀測系統參數包括面元大小、炮檢距、道距、線距、炮距、
道數、覆蓋次數。
2) 根據觀測系統參數，用常規方法設計觀測系統方案，並進行面元計 算，得到面元覆蓋次數、炮檢距序列和方位角序列；
3) 構造各炮檢距間的間隔相等均勻炮檢距序列和均勻方位角；
步驟3)所述的構造均勻的炮檢距序列是一個面元內，最大炮檢距為xn， 炮檢距個數為n，均勻炮檢距序列為l*xn/n、 2*xn/n、 3*xn/n、 ......、 (n-l)*xn/n、
步驟3)所述的方位角對於三維面元，方位角為0n，方位角個數為n，
均勻方位角序列為l*0n/n、 2*en/n、 3*en/n、 ....... (n-l)*0n/n、 en ;
步驟3)所述的方位角e。為0-360度之間，最大方位角為360°。
4)用生成炮檢距序列與均勻的炮檢距序列比較，得到炮檢距的均勻度formula see original document page 5
其中n為一個面元的覆蓋次數，也是炮檢距個數，n 22， Xn為最大炮檢距，Xi為第i個炮檢對的炮檢距，i為炮檢距的平均值，炮檢距的平均 值i是n個炮檢距的算數平均3f =丄^>,
5)用計算得到的方位角與均勻的方位角比較，得到方位角的均勻度W(
其中n為一個面元的覆蓋次數，n22， en為最大方位角，單位為度，取 定值360，ei為第i個炮檢對的實際方位角，^為方位角的平均值，^ = i|>,;
6)將步驟2)不同的設計觀測系統方面元的炮檢距、方位角分別用步驟 4)和步驟5)計算炮檢距均勻度Wx和方位角均勻度We，比較各方案的Wx、 We，確定均勻度值大的觀測系統設計方案用於工區勘探。
步驟6)所述的比較是當wx、 we接近i，生成炮檢距、方位角分布是 均勻的，當wx、 we接近零，生成炮檢距、方位角不均勻。
本發明可以在地震觀測系統設計中通過計算描述炮檢距、方位角的均勻 程度，精確確定不同觀測系統面元屬性差異。


本發明

如下
圖1是面元實際炮檢距分布圖2是理想的均勻炮檢距分布圖3是觀測系統設計1炮檢距方位角顯示圖4是觀測系統設計2炮檢距方位角顯示圖5是兩種設計方案的方位角均勻度對比圖；圖6是兩種設計方案的炮檢距均勻度對比圖； 圖7是方案1觀測系統布設模板； 圖8是方案2觀測系統布設模板； 圖9是模板1觀測系統布設結果； 圖10是模板2觀測系統布設結果； 圖11是觀測系統1面元炮檢距方位角顯示圖； 圖12是觀測系統2面元炮檢距方位角顯示圖。
具體實施例方式
本發明的核心就是根據實際的炮檢距個數和最大炮檢距，構造一個標準 的炮檢距序列，實際炮檢距序列與標準炮檢距序列相比較，得到炮檢距的均 勻度。方位角均勻度也是同樣，精確確定不同觀測系統面元屬性差異。
詳述如下
用常規的設計軟體，先進行參數論證，布設一種三維觀測系統設計方案， 通過面元計算，得到每個面元的各個炮檢距和方位角，炮檢距和方位角個數 就是面元的覆蓋次數。
根據參數論證結果，選擇了兩種觀測系統設計方案，這裡選擇兩種觀測 系統均可滿足地質任務，但定量的優劣對比通過面元的炮檢距和方位角均勻 度來評價。
第一種觀測系統模板是12線4炮，道距50m，線距200m，每條線道數 64，炮距50m，炮線距200m，覆蓋次數6X8=48次，模板如圖7，布設結 果如圖9。第二種觀測系統模板是12線8炮，道距50m，線距200m，每條 線道數64，炮距50m，炮線距400m，覆蓋次數6X8=48次，模板如圖8，布設結果如圖10。經過面元信息計算，得到每個面元每個炮檢對的方位角和 炮檢距，排序後得到面元的炮檢距序列和方位角序列。
從面元中選擇了 91號面元到98號面元共8個面元作為代表，圖11和 圖12是對應的面元炮檢距、方位角顯示，直觀上很難觀測到兩種觀測系統 面元的炮檢距、方位角屬性的差異和觀測系統優劣。
對於第一種觀測系統的91號面元，最大炮檢距為1906m，覆蓋次數48 次，均勻炮檢距增量為39.7m，構造均勻的炮檢距序列為39.7、 79.4、
119.1、......1866.3、 1906。構造均勻的方位角序列為7.5、 15、 12.5、......372.5、
360。對每個面元用同樣的方法得到各面元均勻的炮檢距序列和方位角序列， 然後利用公式(1)和公式(2)對這8個面元進行均勻度進行計算，得到炮 檢距、方位角均勻度，其對比如圖5、如圖6。從圖中可以看出，觀測系統l 面元的方位角均勻度大于于觀測系統2，從面元的方位角屬性考慮，觀測系 統1比觀測系統2的方位角更均勻。觀測系統2的炮檢距均勻度大於觀測系 統1，從面元的炮檢距屬性考慮，觀測系統2的炮檢距比觀測系統1更均勻。
本發明利用不同的模板，布設覆蓋次數相同的觀測系統，其面元炮檢距、 方位角顯示如圖3、圖4，從其中選取了連續的幾個面元，經過計算，得到 各個面元的炮檢距、方位角均勻度，圖5為兩個觀測系統的面元方位角均勻 度對比圖，圖6為兩個觀測系統的面元炮檢距均勻度對比圖，可以看出，第 一種設計方案(觀測系統1)的面元方位角均勻度在0.86 0.9之間，第二種 設計方案(觀測系統2)的面元方位角均勻度在0.81 0.84之間，第一種設 計方案的方位角均勻度優於第二種，如圖5。而第一種設計方案的面元炮檢 距均勻度在0.49 0.56之間，第二種設計方案的面元炮檢距均勻度在0.56 0.6之間，第二種設計方案的炮檢距均勻度優於第一種，如圖6。精確地確定 不同觀測系統面元屬性差異，將確定的觀測方案用於工區勘探。
權利要求
1、一種地震觀測系統設計中確定不同面元屬性差異的方法，其特徵在於通過以下步驟實現1)採用常規方法，根據地質任務和已知工區的地質情況，設計觀測系統參數；2)根據觀測系統參數，用常規方法設計觀測系統方案，並進行面元計算，得到面元覆蓋次數、炮檢距序列和方位角序列；3)構造各炮檢距間的間隔相等均勻炮檢距序列和均勻方位角；4)用生成炮檢距序列與均勻的炮檢距序列比較，得到炮檢距的均勻度Wx<![CDATA[ W x=1- 1 n-1 i=1 n [ i n x n- x i] 2 1 n-1 i=1 n ( x - x i) 2 --- ( 1 ) ]]>其中n為一個面元的覆蓋次數，也是炮檢距個數，n≥2，xn為最大炮檢距，xi為第i個炮檢對的炮檢距，x為炮檢距的平均值，炮檢距的平均值x是n個炮檢距的算數平均<![CDATA[ x = 1 n i=1 n x i ]]> top= "176" left = "85"/>5)用計算得到的方位角與均勻的方位角比較，得到方位角的均勻度Wθ<![CDATA[ W =1- 1 n-1 i=1 n [ i n n- i] 2 1 n-1 i=1 n ( - i) 2 --- ( 2 ) ]]>其中n為一個面元的覆蓋次數，n≥2，θn為最大方位角，單位為度，取定值360，θi為第i個炮檢對的實際方位角，θ為方位角的平均值，<![CDATA[ = 1 n i=1 n i; ]]> top= "243" left = "161"/>6)將步驟2)不同的設計觀測系統方面元的炮檢距、方位角分別用步驟4)和步驟5)計算炮檢距均勻度Wx和方位角均勻度Wθ，比較各方案的Wx、Wθ，確定均勻度值大的觀測系統設計方案用於工區勘探。
2、 根據權利要求1所述的地震觀測系統設計中確定不同面元屬性差異 的方法，其特徵在於步驟1所述的觀測系統參數包括面元大小、炮檢距、道 距、線距、炮距、道數、覆蓋次數。
3、 根據權利要求1所述的地震觀測系統設計中確定不同面元屬性差異 的方法，其特徵在於步驟3)所述的構造均勻的炮檢距序列是一個面元內， 最大炮檢距為xn，炮檢距個數為n,均勻炮檢距序列為l*xn/n、 2*xn/n、 3*xn/n、 ......、 (n-l)*xn/n、 xn 。
4、 根據權利要求1所述的地震觀測系統設計中確定不同面元屬性差異的方法，其特徵在於步驟3)所述的方位角對於三維面元，方位角為0n，方位角個數為n，均勻方位角序列為l*0n/n、 2*en/n、 3*0n/n、 ......、 (n-l)*en/n、e"
5、 根據權利要求1或4所述的地震觀測系統設計中確定不同面元屬性 差異的方法，其特徵在於步驟3)所述的方位角en為0 360度之間，最大方 位角為360、
6、 根據權利要求1所述的地震觀測系統設計中確定不同面元屬性差異的方法，其特徵在於步驟6)所述的比較是當wx、 we接近i，生成炮檢距、 方位角分布是均勻的，當wx、 we接近零，生成炮檢距、方位角不均勻。
全文摘要
本發明是石油物探地震採集設計中確定不同面元屬性差異的方法，步驟是，設計觀測系統，進行面元計算，得到面元覆蓋次數、炮檢距序列和方位角序列，用生成炮檢距序列與均勻的炮檢距序列比較，得到炮檢距的均勻度、與均勻的方位角序列比較，得到方位角均勻度。不同的設計觀測系統方面元的炮檢距、方位角分別比較炮檢距的均勻度、方位角的均勻度，確定均勻度值大的觀測系統設計方案用於工區勘探。本發明可以在地震觀測系統設計中通過計算描述炮檢距、方位角的均勻程度，精確確定不同觀測系統面元屬性差異。
文檔編號G01V1/28GK101598807SQ20081011437
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月4日 優先權日2008年6月4日
發明者施麗娟, 楊海申 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司