Walk-awayVSP觀測系統垂向覆蓋次數的計算方法

2023-04-24 02:02:26

Walk-away VSP觀測系統垂向覆蓋次數的計算方法
【專利摘要】提供了一種Walk-away?VSP觀測系統垂向覆蓋次數的計算方法，包括：在平面內加載井軌跡數據，在過井口位置沿二維VSP測線方向繪製一條剖面線以將平面數據切成剖面，剖面上僅有井軌跡顯示；在切出的剖面上布設Walk-away?VSP觀測系統並且確定所有炮檢對關係；再按預定間隔劃分網格；計算所有炮檢對的反射點位置並確定反射點軌跡；將劃分成的網格裡面的反射點進行疊加，統計垂向網格內的覆蓋次數；提取目的層覆蓋次數並進行均勻性分析。
【專利說明】Walk-away VSP觀測系統垂向覆蓋次數的計算方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及Walk-away VSP觀測系統設計分析評價技木，屬於垂直地震剖面觀測系統優化設計領域，具體地說涉及ー種Walk-away VSP觀測系統垂向覆蓋次數的計算和分析方法。
【背景技術】
[0002]VSP (垂直地震剖面)是ー種地震觀測方法，它是與通常地面觀測的地震剖面相對應的。地面觀測的地震剖面是在地表附近的ー些點上激發地震波，同時在沿地面測線布置的一些檢波點上進行觀測；垂直地震剖面也是在地表附近的ー些點上激發地震波，但它是在沿井孔不同深度布置的一些檢波點上進行觀測。前者檢波器放在地表，測線沿地面布置，所以又稱為水平(或地面)地震剖面；後者檢波器放在井中，測線沿井孔垂向布置，所以稱為垂直地層剖面。由於能量傳播路線較短，檢波器和離近地表噪音較遠的地層較好連接，VSP可以產生比近地表地震資料更好的解析度，產生的多種噪音也能被VSP測量下行波所確定的反褶積算子直接分辨和壓制。因此一直被作為地面地震資料處理和解釋的輔助手段，已經較成熟地應用在確定井附近的異常地質現象、精確確定層速度以及鑑別多次波根源等方面。
[0003]Walk-away VSP屬於ニ維VSP的ー種形式，其觀測系統分為兩類:ー類是地面震源與井下檢波器都在改變的變井源距觀測系統，這種觀測系統適應於海上觀測，採集時檢波器由下向上，等間隔觀測。震源點每激發一次，由井口向遠方移動一次(或由遠方到井口移動一次)；另ー類是只移動震源的觀測系統，這種觀測系統是將測井檢波器固定在觀測井的某一深度，而震源則以一定的間距向遠方(觀測井的ー邊或兩邊)移動。一方面，這種觀測系統有利於掲示目的層的細節和複雜的地質特徵，但另一方面，由於這種觀測系統的特殊性，現有的觀測系統屬性計算方法還存在許多理論方法和技術上的問題。由於一般炮點布設在地面，檢波器布設在井中，導致射線傳播路徑的不對稱分布(如附圖1所示)，常規的地面CMP (共中心點)覆蓋次數計算不能適用於VSP觀測系統屬性分析；又由於炮點和檢波點並不是在同一個水平面上，而是在同一個剖面上，因此難以分析剖面上的反射點分布情況。

【發明內容】

[0004]為了解決上述問題，提供了一種針對VSP (包括Walk-away VSP)觀測系統的屬性計算方法來評價觀測系統的優劣。
[0005]提供了ー種Walk-away VSP觀測系統垂向覆蓋次數的計算方法，包括:在平面內加載井軌跡數據，在過井口位置沿ニ維VSP測線方向繪製一條剖面線以將平面數據切成剖面，剖面上僅有井軌跡顯示；在切出的剖面內，布設Walk-away VSP觀測系統並且確定所有炮檢對關係；按預定間隔劃分網格；計算所有炮檢對的反射點位置並確定反射點軌跡；將劃分成的網格裡面的反射點進行疊加，統計垂向網格內的覆蓋次數；提取目的層覆蓋次數並進行均勻性分析。[0006]所述平面為(x，y)平面直角坐標系平面，其中，X表示東坐標，y表示北坐標，並且根據兩點的平面坐標來確定剖面端點位置。
[0007]所述切出的空間為(x，h)空間，預定間隔為(」X，」h)，其中，X表示東坐標，h表示深度，」X表示偏移距，」h表示深度，所述網格為偏移距-深度網格。
[0008]在布設的Walk-away VSP觀測系統中定義了道移動間隔、炮移動間隔、移動方向三個參數，並且根據所述三個參數來確定所有炮檢對關係。
[0009]基於以下解析式來計算所有炮檢對的反射點位置:
[0010]合
[0011]其中，X為反射點的水平坐標，xw為井ロ的水平坐標，xs為激發點的水平坐標，Η為反射層深度，ζν為接收點深度。
[0012]提取目的層覆蓋次數並進行均勻性分析的步驟包括:確定ー個目的層深度，將覆蓋次數值提取到某一目的層位的每個面元，計算選定層位上所有網格內覆蓋次數的平均值，計算覆蓋次數的均勻程度，並且將方差值作為覆蓋次數的均勻性評價值。
[0013]將在接下來的描述中部分闡述本發明另外的方面和/或優點，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經過本發明的實施而得知。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]通過下面結合附圖進行的描述，本發明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中:
[0015]圖1是VSP反射點射線路徑示意圖；
[0016]圖2是示出炮點井口處不連續，固定井段接收觀測系統照明的示意圖；
[0017]圖3是示出本發明的Walk-away VSP觀測系統垂向覆蓋次數計算方法的流程圖；
[0018]圖4是VSP過井二維線平面示意圖；
[0019]圖5是觀測系統剖面布設及炮檢關係加載示意圖；
[0020]圖6是Walk-away VSP觀測系統垂向覆蓋次數顯示圖。
【具體實施方式】
[0021]現在，詳細描述本發明的實施例，其示例在附圖中表示，其中，相同的標號始終表示相同的部件。以下通過參考附圖描述實施例以解釋本發明。
[0022]本發明g在克服目前地面觀測系統屬性分析的盲區，專門針對Walk-away VSP觀測系統評價而提出的一種新的屬性計算手段，即垂向覆蓋次數計算方法。該方法以解析的方式直接計算出地下反射點的分布位置，進而推算出ー對炮檢對的地下反射點軌跡。如果層分的足夠細，這些反射點的軌跡是一條光滑的曲線。此外，隨著界面深度的増加，反射點非線性地從井柱離開，最後趨于震源和井的中線位置(如附圖1所示)，由此我們推導出所有炮檢對的地下反射點位置；然後統計出每個垂向面元內反射點的個數並在剖面上表示，即為垂向覆蓋次數。由於井中檢波器位置的接收限制，使得射線的分布並不如地面觀測系統均勻，如果布設不好，還會出現井底以下的部分沒有被照明，存在覆蓋次數的盲區(如附圖2所示)，因此我們還需要對覆蓋次數的均勻性進行評價，分析成像點均勻分布程度，避免有些地方照明很強，而有些地方完全沒有照明的情況。進而實現對整個VSP觀測系統的評價優選。該發明是在原ニ維「線」屬性計算的基礎上提出了ー種新的「面」屬性計算方法，有效地解決了 Walk-away VSP炮檢關係建立複雜、屬性無法計算等問題，在沒有建立ニ維模型的條件下，為ニ維VSP採集觀測系統設計提供了一種較好的、快速解決問題的途徑。
[0023]圖3是不出本發明的Walk-away VSP觀測系統垂向覆蓋次數計算方法的流程圖。
[0024]如圖3所示，在步驟S301，在(x，y)平面直角坐標系平面內加載井軌跡數據，在過井口位置沿ニ維VSP測線方向繪製一條剖面線以將平面數據切成剖面，剖面上僅有井軌跡顯不。
[0025]其中，X表示東坐標,y表示北坐標，根據兩點的平面坐標(xl, yl)和(x2, y2)來確定剖面端點位置，如附圖4所示。
[0026]在步驟S302，在切出的剖面(X，h)空間內，如圖5布設Walk-away VSP觀測系統。以Up-away W_vsp觀測系統為例，即炮點向外移動,觀測井段向上移動接收。如圖4所示，在該觀測系統中定義了道移動間隔、炮移動間隔、移動方向三個參數，從而能夠迅速確定放炮關係表格，即確定所有炮檢對關係。
[0027]如附圖5所示，在進行Up-away ff-vsp觀測系統的布設中，在井軌跡中布設檢波點，在地面布設炮點，然後定義炮檢點的對應關係。比如說樁號為1-10的炮點對應檢波點樁號1-20，樁號為11-20的炮點對應檢波點樁號21-40，以此規律類推，定義了道移動間隔、炮移動間隔、移動方向三個參數。
[0028]在步驟S303，在切出的剖面(x，h)空間內，按預定間隔(例如，X，」h))將切出的空間劃分網格。其中，X表示東坐標，h表示深度，」X表示偏移距，」h表示深度。所述網格為偏移距-深度網格。例如,如果Zl X為20, Zl h為20,那麼最後確立的偏移距-深度網格就為20*20。`
[0029]在步驟S304，計算所有炮檢對的反射點位置並確定反射點軌跡。
[0030]具體地講，可通過如下解析式計算所有炮檢對的反射點位置，確定反射點軌跡。一個激發點和一個接收點在地下的某個位置有反射，多個激發點和多個接收點在地下的多個位置有反射，利用炮檢點的反射理論可以得到反射點位置計算解析式:
[_]
5-VVV
[0032]其中，X為反射點的水平坐標，xw為井ロ的水平坐標，xs為激發點的水平坐標，Η為反射層深度，Ζν為接收點深度。由上式可以計算出ー個反射點的坐標(X，Η)，計算出多個反射點坐標(XI，Η1)、(Χ2，Η2)、(Χ3，Η3)….(Χη，Ηη)，就可以由此得到所有反射點(成像點)的軌跡。
[0033]在步驟S305，將劃分成的網格裡面的反射點進行疊加，統計垂向網格內的覆蓋次數。例如，可將覆蓋範圍用剖面上的反射點軌跡表示，覆蓋次數用不同顔色表示(如附圖6所示)，在沒有具體模型的條件下，用以確定大概的照明範圍。
[0034]例如，在Χ-Η剖面空間內，把每個20*20網格裡包括的所有反射點個數進行統計，其網格內的反射點數用顔色表示(不同數量的反射點數對應不同顔色)，最後得到如附圖6所示的覆蓋次數圖。
[0035]在步驟S306，提取目的層覆蓋次數並進行均勻性分析。[0036]具體地講，確定ー個目的層深度，將覆蓋次數值提取到某一目的層位的每個面元，計算選定層位上所有網格內覆蓋次數的平均值，最後根據公知的方差公式計算覆蓋次數的均勻程度，將方差值作為覆蓋次數的均勻性評價值；方差值越小，代表覆蓋次數均勻性越好，反之則越差。
[0037]因此，根據本發明實施例的Walk-away VSP觀測系統垂向覆蓋次數計算和分析方法從覆蓋次數的角度實現了對於觀測系統的定量評估，從而可以直觀地根據均勻性數值對觀測系統進行評價。
[0038]另外，通過採用本發明實施例的Walk-away VSP觀測系統垂向覆蓋次數計算和分析方法計算的垂向覆蓋次數以色標方式的直觀顯示，便能夠快速地找到某個觀測系統的照明盲區，顯示了哪種觀測系統更加有利於井旁構造的精確成像，從而進一歩指導觀測系統
的建立。
[0039]儘管已經參照其示例性實施例具體顯示和描述了本發明，但是本領域的技術人員應該理解，在不脫離由權利要求限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以對其進行形式和細節上的各種改變。
【權利要求】
1.ー種Walk-away VSP觀測系統垂向覆蓋次數的計算方法，包括:在平面內加載井軌跡數據，在過井口位置沿二維VSP測線方向繪製一條剖面線以將平面數據切成剖面，剖面上僅有井軌跡顯示； 在切出的剖面內，布設Walk-away VSP觀測系統並且確定所有炮檢對關係； 按預定間隔劃分網格； 計算所有炮檢對的反射點位置並確定反射點軌跡； 將劃分成的網格裡面的反射點進行疊加，統計垂向網格內的覆蓋次數； 提取目的層覆蓋次數並進行均勻性分析。
2.如權利要求1所述的計算方法，其中，所述平面為(x，y)平面直角坐標系平面，其中，X表示東坐標，y表示北坐標，並且根據兩點的平面坐標來確定剖面端點位置。
3.如權利要求2所述的計算方法，其中，所述切出的空間為(x，h)空間，預定間隔為 X, h)，其中，X表示東坐標，h表示深度，Z X表示偏移距，Z h表示深度，所述網格為偏移距-深度網格。
4.如權利要求3所述的計算方法,其中，在布設的Walk-awayVSP觀測系統中定義了道移動間隔、炮移動間隔、移動方向三個參數，並且根據所述三個參數來確定所有炮檢對關係。
5.如權利要求4所述的計算方法，其中，基於以下解析式來計算所有炮檢對的反射點位置
6.如權利要求5所述的計算方法，其中，提取目的層覆蓋次數並進行均勻性分析的步驟包括: 確定ー個目的層深度，將覆蓋次數值提取到某一目的層位的每個面元，計算選定層位上所有網格內覆蓋次數的平均值，根據方差公式計算覆蓋次數的均勻程度，並且將方差值作為覆蓋次數的均勻性評價值。
【文檔編號】G01V1/30GK103454680SQ201310379540
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】黎書琴, 李亞林, 何光明, 敬龍江, 胡善政, 耿春, 蔡力 申請人:中國石油集團川慶鑽探工程有限公司地球物理勘探公司