CN104297790B - 一种起伏海底地震观测***中炮检距分布的定量评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种起伏海底地震观测***中炮检距分布的定量评估方法，其包括以下步骤：给定起伏海底地形下地震观测***中所有炮点和检波点的三维坐标信息，其具体包括炮点的三维空间坐标、检波点的三维空间坐标以及炮点与检波点之间的对应关系；根据各炮检对中点的X坐标和Y坐标，找出属于同一面元的所有炮点和检波点；计算起伏海底地形条件下某个面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数；对于某一目的层的所有面元，分别计算各个面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数；利用计算得到的炮检距分布的非均匀性系数绘制该目的层炮检距分布的非均匀性系数分布图，其中颜色越深的部分表示该面元处炮检距分布的非均匀性越大。

Description

一种起伏海底地震观测***中炮检距分布的定量评估方法

技术领域

本发明属于石油地震勘探三维观测***优化设计领域，特别是关于一种起伏海底地震观测***中炮检距分布的定量评估方法。

背景技术

海洋是地球上最大的油气资源宝库，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，同时在陆上油气资源日益减少的形势下，人类对海洋的依赖就更强，所以开发利用海洋油气资源是解决能源接替的根本途径之一。中国海岸线总长度约18000多公里，200海里专属经济区的管辖海域面积约300万平方公里。我国近海蕴藏着丰富的油气资源，据全国二次普查油气资源量测算，仅我国近海域的油气资源中石油和天然气分别达到245.6亿吨和43万亿立方米，具有极大的油气勘探潜力。

对于海底几百米至几千米深处的目标而言，地震勘探方法是目前国内外寻找石油、天然气的主要方法。如今海上三维地震数据采集方法正在飞速发展，一方面，现代地震勘探船所拖的电缆数量在迅速增加；另一方面，由于海上勘探工作条件以及海底的复杂性和特殊性，海洋地震勘探方法还存在许多理论方法和技术上的问题。由于海底地形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。近20多年来，适应复杂海底地形的地震勘探装备不断研制成功，地球物理技术和计算技术也不断进步，这推动了复杂海底地形下地震勘探技术的迅速发展，为海上油气田的发现发挥了重要的作用。复杂海底三维地震数据采集是地震勘探的基础，野外采集资料的质量直接影响到勘探效果，而采集参数的准确设计是资料采集成功的关键。如今复杂海底下三维地震数据采集设计方法正在飞速发展。一方面，现代地震勘探的震源和接收器数量在迅速增加，但另一方面，由于复杂海底下地震勘探工作条件和海底地形的复杂性和特殊性，现有的基于水平海底地形条件下地震勘探方法还存在许多理论方法和技术上的问题。

在如图1所示的海上起伏海底地形条件下，地震勘探的炮点和检波点具有明显的高程差异，进而造成地震观测***的不规则炮检距分布。这种炮检距的不规则分布并非地震观测***本身的分布特征造成的，而是由起伏海底地形所造成的假象，炮检距的不规则分布直接影响后续地震成像的效果。然而，现有技术中缺乏对起伏海底地形下三维地震观测***炮检距分布进行有效评估的适当方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种起伏海底地震观测***中炮检距分布的定量评估方法，该方法能够克服现有起伏海底地形下地震观测***炮检距分析技术中无法定量评估复杂海底地形影响的缺陷，通过该方法得到炮检距分布的评价依据，从而能够帮助选择更适合于该起伏海底地形的地震观测***，为提高起伏海底地形下地震采集资料的保真度提供保障。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种起伏海底地震观测***中炮检距分布的定量评估方法，其包括以下步骤：1)给定起伏海底地形下地震观测***中所有炮点和检波点的三维坐标信息，其具体包括炮点的三维空间坐标、检波点的三维空间坐标以及炮点与检波点之间的对应关系；2)根据各炮检对中点的X坐标和Y坐标，找出属于同一面元的所有炮点和检波点；3)根据某个面元中的炮点和检波点，计算起伏海底地形条件下该面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数；4)对于某一目的层的所有面元，采用与步骤3)相同的方法分别计算各个面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数；5)利用计算得到的炮检距分布的非均匀性系数绘制该目的层炮检距分布的非均匀性系数分布图，其中颜色越深的部分表示该面元处炮检距分布的非均匀性越大。

所述步骤2)中，找出属于同一面元的所有炮点和检波点的过程为：如果一个炮检对中点的X坐标和Y坐标位于某个面元内，则该炮检对的三维坐标信息属于该面元。

所述步骤3)中，计算起伏海底地形条件下某个面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数，其包括：首先，将炮点在起伏海底上的对应点关于目的层的镜像点与检波点之间的距离作为起伏海底地形下的炮检距，则起伏海底地形下的炮检距为：

$R=\sqrt{{(x_r-x_s)}^2+{(y_r-y_s)}^2+{(z_r-z_s^{\′})}^2}---\left(1\right)$

式中，(x_s,y_s,z_s)为炮点在起伏海底上的对应点的三维坐标，(x_s,y_s,z'_s)为炮点在起伏海底上的对应点关于目的层的镜像点，(x_r,y_r,z_r)为检波点的三维坐标；其次，根据式(1)计算得到某个面元所对应的炮检距R₁,R₂,…R_n；最后，根据某个面元所对应的炮检距R₁,R₂,…R_n，计算得到该面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数为：

$C(R_1,R_2,...,R_n)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1,j\≠i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{|R_i-R_j|}---\left(2\right)$

式中，C表示该面元处炮检距分布的非均匀性，C值越小表示炮检距分布越均匀。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明由于通过起伏海底地形下的炮检距公式计算得到某个面元所对应的炮检距，并根据该面元所对应的炮检距计算得到该面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数，进而得到某一目的层所有面元对应的炮检距分布的非均匀性系数，绘制分布图，因此本发明能够克服现有起伏海底地形下地震观测***炮检距分析技术中无法定量评估复杂海底地形影响的缺陷，通过该方法得到炮检距分布的评价依据，从而能够帮助选择更适合于该起伏海底地形的地震观测***，为提高起伏海底地形下地震采集资料的保真度提供保障。基于以上优点，本发明可以广泛应用于炮检距分布的评估中。

附图说明

图1是起伏海底地形的示意图；

图2是本发明定量评估方法的流程图；

图3是起伏海底地形条件下炮检距分布的示意图；

图4是采用本发明得到的起伏海底地形下地震观测***中炮检距分布图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图2所示，本发明起伏海底地震观测***中炮检距分布的定量评估方法包括以下步骤：

1)给定起伏海底地形下地震观测***中所有炮点和检波点的三维坐标信息，其具体包括炮点的三维空间坐标、检波点的三维空间坐标以及炮点与检波点之间的对应关系。

2)根据各炮检对中点的X坐标和Y坐标，找出属于同一面元的所有炮点和检波点；其具体过程为：如果一个炮检对中点的X坐标和Y坐标位于某个面元内，则该炮检对的三维坐标信息属于该面元。

3)根据某个面元中的炮点和检波点，计算起伏海底地形条件下该面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数；

为了剥离地下介质因素的影响，独立的分析起伏海底地形对面元振幅能量均衡性的影响，对地下介质情况进行简化，假设地下介质为均匀介质，即介质速度为一恒定值，而且仅考虑水平目的层位的情况。

首先，如图3所示，起伏海底地形条件下地震波沿箭头方向传播，将炮点在起伏海底上的对应点关于目的层的镜像点与检波点之间的距离作为起伏海底地形下的炮检距，则起伏海底地形下的炮检距为：

$R=\sqrt{{(x_r-x_s)}^2+{(y_r-y_s)}^2+{(z_r-z_s^{\′})}^2}---\left(1\right)$

式中，(x_s,y_s,z_s)为炮点在起伏海底上的对应点的三维坐标，(x_s,y_s,z'_s)为炮点在起伏海底上的对应点关于目的层的镜像点，(x_r,y_r,z_r)为检波点的三维坐标。

其次，根据式(1)计算得到某个面元所对应的炮检距R₁,R₂,…R_n。

最后，根据某个面元所对应的炮检距R₁,R₂,…R_n，计算得到该面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数为：

$C(R_1,R_2,...,R_n)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1,j\≠i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{|R_i-R_j|}---\left(2\right)$

式中，C表示该面元处炮检距分布的非均匀性，C值越小表示炮检距分布越均匀。

4)对于某一目的层的所有面元，采用与步骤3)相同的方法分别计算各个面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数。

5)如图4所示，利用计算得到的炮检距分布的非均匀性系数绘制该目的层炮检距分布的非均匀性系数分布图。炮检距分布的非均匀性系数分布图中，颜色越深的部分表示该面元处炮检距分布的非均匀性越大。

通过对起伏海底地形下三维地震观测***炮检距分布的定量分析，得到表示炮检距分布的非均匀性的具体数值，并将其作为评价炮检距分布的依据，定量分析起伏海底地形对地震观测***的影响，从而帮助选择更适合于该起伏海底地形的地震观测***，为提高起伏海底地形下地震采集资料的保真度提供保障。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和方法步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (2)

1.一种起伏海底地震观测***中炮检距分布的定量评估方法，其包括以下步骤：

1)给定起伏海底地形下地震观测***中所有炮点和检波点的三维坐标信息，其具体包括炮点的三维空间坐标、检波点的三维空间坐标以及炮点与检波点之间的对应关系；

2)根据各炮检对中点的X坐标和Y坐标，找出属于同一面元的所有炮点和检波点；

3)根据某个面元中的炮点和检波点，计算起伏海底地形条件下该面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数；

计算起伏海底地形条件下某个面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数，其包括：

首先，将炮点在起伏海底上的对应点关于目的层的镜像点与检波点之间的距离作为起伏海底地形下的炮检距，则起伏海底地形下的炮检距为：

$R=\sqrt{{(x_r-x_s)}^2+{(y_r-y_s)}^2+{(z_r-z_s^{\′})}^2}---\left(1\right)$

式中，(x_s,y_s,z_s)为炮点在起伏海底上的对应点的三维坐标，(x_s,y_s,z'_s)为炮点在起伏海底上的对应点关于目的层的镜像点，(x_r,y_r,z_r)为检波点的三维坐标；

其次，根据式(1)计算得到某个面元所对应的炮检距R₁,R₂,…R_n；

最后，根据某个面元所对应的炮检距R₁,R₂,…R_n，计算得到该面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数为：

$C(R_1,R_2,...,R_n)=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1,j\≠i}{\overset{n}{\Σ}}\frac{1}{|R_i-R_j|}---\left(2\right)$

式中，C表示该面元处炮检距分布的非均匀性，C值越小表示炮检距分布越均匀；

4)对于某一目的层的所有面元，采用与步骤3)相同的方法分别计算各个面元所对应的炮检距分布的非均匀性系数；

5)利用计算得到的炮检距分布的非均匀性系数绘制该目的层炮检距分布的非均匀性系数分布图，其中颜色越深的部分表示该面元处炮检距分布的非均匀性越大。

2.如权利要求1所述的一种起伏海底地震观测***中炮检距分布的定量评估方法，其特征在于：所述步骤2)中，找出属于同一面元的所有炮点和检波点的过程为：如果一个炮检对中点的X坐标和Y坐标位于某个面元内，则该炮检对的三维坐标信息属于该面元。