CN105785435B - 地震物理模型实验***及其模拟数据采集方法和装置 - Google Patents
地震物理模型实验***及其模拟数据采集方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105785435B CN105785435B CN201610187426.1A CN201610187426A CN105785435B CN 105785435 B CN105785435 B CN 105785435B CN 201610187426 A CN201610187426 A CN 201610187426A CN 105785435 B CN105785435 B CN 105785435B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- physical model
- seismic physical
- energy converter
- discrete
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 108
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 67
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 65
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 34
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 26
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 16
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000002463 transducing effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 241001269238 Data Species 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/22—Transmitting seismic signals to recording or processing apparatus
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/282—Application of seismic models, synthetic seismograms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
本发明提供了一种地震物理模型实验***及其模拟数据采集方法和装置，涉及地震物理模型采集技术领域。该***包括：地震物理模型、模拟采集控制***、激发换能器、接收换能器、液体槽装置，地震物理模型的底面为平面，且其置于填充有液体的液体槽装置中；液体槽装置中的液体平面高于地震物理模型；激发换能器和接收换能器与液体平面完全接触，且接触平面与液体平面高度相同；激发换能器和接收换能器均与模拟采集控制***连接。本发明可以解决当前传统的地震物理模拟实验超声波能量衰减，不足以探测地震物理模型的内部情况，且所采集的数据信噪比较低，以及实验过程需要大量人工干预，地震物理模型数据采集时间长，采集效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及地震物理模型采集技术领域，尤其涉及一种地震物理模型实验***及其模拟数据采集方法和装置。
背景技术
当前，随着油气勘探技术的发展，我国在现阶段的油气勘探开发的重点目标区几乎都涉及起伏地表地形，如柴达木盆地、四川盆地和塔里木盆地等处。在起伏地表区域，由于地形的高程变化较大，使得野外地震勘探采集到的地震资料信噪比低、波场复杂，增加了后期地震资料处理与解释的周期与难度，因此增加了在起伏地表区域油气勘探的难度。
通过地震物理模型来进行地震物理模拟是地震勘探技术中一种有效的理论与实践相互验证的手段，对于研究起伏地表区域的地震波场传播规律，解决油气勘探中急需研究的复杂地表地震勘探技术问题等都具有十分重要的意义。当前传统的通过地震物理模型来进行地震物理模拟实验的方式如图1所示，通过计算机控制激发换能器101和接收换能器102分别放置于地震物理模型103表面某点，然后控制激发换能器101发射超声波(模拟野外地震勘探中的***震源激发)，通过接收换能器102接收并记录从物理模型内部反射回来的超声波(模拟野外检波器接收地下地层界面反射回来的地震波场)，从而在实验室就可以完成与野外实际勘探中相类似的采集过程。
当前的激发换能器101和接收换能器102均是直接与地震物理模型103的表面接触的。而对于表面有起伏的地震物理模型，激发换能器和接收换能器与地震物理模型表面是硬接触的耦合方式，容易导致激发换能器和接收换能器与地震物理模型表面接触不良，造成超声波能量穿过接触面时发生衰减，超声波能量不足以探测地震物理模型的内部情况，且所采集的数据信噪比较低。另外，由于地震物理模型表面起伏不平，激发换能器和接收换能器难以放置于地震物理模型表面，实验过程可能还需要大量的人工干预，造成地震物理模型数据采集时间长，采集效率低。
发明内容
本发明的实施例提供一种地震物理模型实验***及其模拟数据采集方法和装置，以解决当前传统的地震物理模拟实验超声波能量衰减，不足以探测地震物理模型的内部情况，且所采集的数据信噪比较低，以及实验过程需要大量人工干预，地震物理模型数据采集时间长，采集效率低的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种地震物理模型实验***，包括：地震物理模型、模拟采集控制***、激发换能器、接收换能器、液体槽装置，所述地震物理模型的底面为平面，且所述地震物理模型置于填充有液体的所述液体槽装置中；所述液体槽装置中的液体平面高于所述地震物理模型；所述激发换能器和接收换能器与所述液体平面完全接触，且接触平面与所述液体平面高度相同；所述激发换能器和接收换能器均与所述模拟采集控制***连接；
所述激发换能器，用于向所述地震物理模型发射第一超声波信号；
所述接收换能器，用于接收所述地震物理模型反射的第二超声波信号；
所述模拟采集控制***，用于控制激发换能器的超声波发射端处于预先设置的激发点坐标，并控制接收换能器的超声波接收端处于预先设置的接收点坐标，并从所述第二超声波信号中采集时间信息，形成第一离散时间序列。
具体的，所述液体槽装置中的液体为一预设恒定温度的水。
一种地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，应用于上述的地震物理模型实验***，所述方法包括：
在水平方向上建立平面直角坐标系；
接收一次实验的实验坐标信息，所述实验坐标信息包括在液体平面上的激发点坐标和接收点坐标；
控制激发换能器的超声波发射端处于所述激发点坐标，并控制接收换能器的超声波接收端处于所述接收点坐标；
控制所述激发换能器向地震物理模型发射第一超声波信号；
控制接收换能器接收地震物理模型反射的第二超声波信号；
以预先设置的采样间隔和采样点数从所述第二超声波信号中采集时间信息，形成第一离散时间序列；
对所述第一离散时间序列进行校正，生成第二离散时间序列；
根据多次实验的所述第二离散时间序列生成地震物理模型实验模拟数据。
进一步的，该地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，还包括：
确定所述激发点坐标处的地震物理模型表面的第一高程数据，并确定所述接收点坐标处的地震物理模型表面的第二高程数据；
确定当前液体平面的第三高程数据。
进一步的，该地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，还包括：
确定当前超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度。
此外，该地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，还包括：
根据所述第一高程数据、第三高程数据和超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度，确定当前的激发换能器的超声波发射端到地震物理模型表面之间的液体层引起的第一超声波旅行时间差；
所述第一超声波旅行时间差为：其中，h0为所述第三高程数据；v0为超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度；(sxi,syi)为当前第i次实验的激发点坐标；为第i次实验的第一高程数据。
此外，该地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，还包括：
根据所述第二高程数据、第三高程数据和超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度，确定当前的接收换能器的超声波接收端到地震物理模型表面之间的液体层引起的第二超声波旅行时间差；
所述第二超声波旅行时间差为：其中，(rxi,ryi)为当前第i次实验的接收点坐标；为第i次实验的所述第二高程数据。
具体的，对所述第一离散时间序列进行校正，生成第二离散时间序列，包括：
根据所述第一超声波旅行时间差、第二超声波旅行时间差和所述采样间隔确定一校正参数；所述校正参数为：其中，dt为所述采样间隔；表示的值采用四舍五入方式取整数；
根据所述第一离散时间序列与所述校正参数，生成所述第二离散时间序列；所述第二离散时间序列为：
其中，si′(j)为第i次实验的第二离散时间序列的第j个采样点的离散时间值；si(j+k)为第i次实验的第一离散时间序列的第j+k个采样点的离散时间值；M为所述采样点数。
一种地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，应用于上述的地震物理模型实验***，所述装置包括：
坐标系建立单元，用于在水平方向上建立平面直角坐标系；
实验坐标信息接收单元，用于接收一次实验的实验坐标信息，所述实验坐标信息包括在液体平面上的激发点坐标和接收点坐标；
换能器位置控制单元，用于控制激发换能器的超声波发射端处于所述激发点坐标，并控制接收换能器的超声波接收端处于所述接收点坐标；
超声波信号发射控制单元，用于控制所述激发换能器向地震物理模型发射第一超声波信号；
超声波信号接收控制单元，用于控制接收换能器接收地震物理模型反射的第二超声波信号；
第一离散时间序列生成单元，用于以预先设置的采样间隔和采样点数从所述第二超声波信号中采集时间信息，形成第一离散时间序列；
校正单元，用于对所述第一离散时间序列进行校正，生成第二离散时间序列；
地震物理模型实验模拟数据生成单元，用于根据多次实验的所述第二离散时间序列生成地震物理模型实验模拟数据。
进一步的，该地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，还包括：
高程数据确定单元，用于确定所述激发点坐标处的地震物理模型表面的第一高程数据，确定所述接收点坐标处的地震物理模型表面的第二高程数据，以及确定当前液体平面的第三高程数据。
进一步的，该地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，还包括：
传播速度确定单元，用于确定当前超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度。
进一步的，该地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，还包括：
第一超声波旅行时间差确定单元，用于根据所述第一高程数据、第三高程数据和超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度，确定当前的激发换能器的超声波发射端到地震物理模型表面之间的液体层引起的第一超声波旅行时间差；
所述第一超声波旅行时间差为：其中，h0为所述第三高程数据；v0为超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度；(sxi,syi)为当前第i次实验的激发点坐标；为第i次实验的第一高程数据。
进一步的，该地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，还包括：
第二超声波旅行时间差确定单元，用于根据所述第二高程数据、第三高程数据和超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度，确定当前的接收换能器的超声波接收端到地震物理模型表面之间的液体层引起的第二超声波旅行时间差；
所述第二超声波旅行时间差为：其中，(rxi,ryi)为当前第i次实验的接收点坐标；为第i次实验的所述第二高程数据。
此外，该校正单元，包括：
校正参数确定模块，用于根据所述第一超声波旅行时间差、第二超声波旅行时间差和所述采样间隔确定一校正参数；所述校正参数为：其中，dt为所述采样间隔；表示的值采用四舍五入方式取整数；
第二离散时间序列生成模块，用于根据所述第一离散时间序列与所述校正参数，生成所述第二离散时间序列；所述第二离散时间序列为：
其中，si′(j)为第i次实验的第二离散时间序列的第j个采样点的离散时间值；si(j+k)为第i次实验的第一离散时间序列的第j+k个采样点的离散时间值；M为所述采样点数。
本发明实施例提供的一种地震物理模型实验***及其模拟数据采集方法和装置，所应用的激发换能器和接收换能器并非与地震物理模型采用硬接触的方式，而是通过中间设置的液体层来与地震物理模型间隔。这样，该地震物理模型实验***最终形成的地震物理模型实验模拟数据信噪比较高，结果较为准确。而在地震物理模型实验***的模拟数据采集方法中，通过控制激发换能器向地震物理模型发射第一超声波信号，并控制接收换能器接收地震物理模型反射的第二超声波信号；根据第二超声波信号采集的时间信息形成第一离散时间序列；进而还需要将述第一离散时间序列进行校正，以克服液体层对超声波传播的影响，生成第二离散时间序列；之后根据多次实验的第二离散时间序列即可生成地震物理模型实验模拟数据。可见，本发明能够避免当前传统的地震物理模拟实验超声波能量由于硬接触方式的接触不良而衰减，不足以探测地震物理模型的内部情况，且所采集的数据信噪比较低，以及实验过程需要大量人工干预，地震物理模型数据采集时间长，采集效率低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的传统的通过地震物理模型来进行地震物理模拟实验部署示意图；
图2为本发明实施例提供的一种地震物理模型实验***的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种地震物理模型实验***的模拟数据采集方法的流程图一；
图4为本发明实施例提供的一种地震物理模型实验***的模拟数据采集方法的流程图二；
图5为本发明实施例中的地震物理模型实验结果数据和现有技术的实验结果数据的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种地震物理模型实验***的模拟数据采集装置的结构示意图一；
图7为本发明实施例提供的一种地震物理模型实验***的模拟数据采集装置的结构示意图二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，本发明实施例提供一种地震物理模型实验***20，包括：地震物理模型201、模拟采集控制***202、激发换能器203、接收换能器204、液体槽装置205。该地震物理模型201的底面为平面，且该地震物理模型201放置于填充有液体206，且放置于水平面上的液体槽装置205中；液体槽装置205中的液体平面高于地震物理模型201；激发换能器203和接收换能器204与液体平面完全接触，且接触平面与液体平面高度相同；激发换能器203和接收换能器204均与模拟采集控制***202连接。
该激发换能器203，可以向地震物理模型201发射第一超声波信号。
该接收换能器204，可以接收地震物理模型201反射的第二超声波信号。
模拟采集控制***202，可以控制激发换能器203的超声波发射端处于预先设置的激发点坐标，并控制接收换能器204的超声波接收端处于预先设置的接收点坐标，并从所述第二超声波信号中采集时间信息，形成第一离散时间序列。
此处，激发换能器203和接收换能器204与液体平面完全接触，且接触平面与液体平面高度相同，是为了保证激发换能器203和接收换能器204均可以与液体平面良好耦合，且不侵入液体平面，利于高程数据的准确。
本发明实施例所涉及的地震物理模型201可以参照野外实际的地质体结构与实际测量得到的地表起伏高程数据，其与实际的地址体结构呈一定比例，如1：5000或1:10000等，但不仅局限于此。
值得说明的是，液体槽装置205中的液体206可以为一预设恒定温度的水。该预设恒定温度大于0℃，以保证水不结冰。另外，该液体206还可以采用粘稠度较低的其他液体，此处不再赘述。
本发明实施例提供的一种地震物理模型实验***，其中所应用的激发换能器和接收换能器并非与地震物理模型采用硬接触的方式，而是通过中间设置的液体层来与地震物理模型间隔。这样，该地震物理模型实验***最终形成的地震物理模型实验模拟数据信噪比较高，结果较为准确。避免当前传统的地震物理模拟实验超声波能量由于硬接触方式的接触不良而衰减，不足以探测地震物理模型的内部情况，且所采集的数据信噪比较低，以及实验过程需要大量人工干预，地震物理模型数据采集时间长，采集效率低的问题。
此外，如图3所示，本发明实施例提供一种地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，应用于上述图2所示的地震物理模型实验***，该方法包括：
步骤301、在水平方向上建立平面直角坐标系。
步骤302、接收一次实验的实验坐标信息，实验坐标信息包括在液体平面上的激发点坐标和接收点坐标。
步骤303、控制激发换能器的超声波发射端处于激发点坐标，并控制接收换能器的超声波接收端处于接收点坐标。
步骤304、控制激发换能器向地震物理模型发射第一超声波信号。
步骤305、控制接收换能器接收地震物理模型反射的第二超声波信号。
步骤306、以预先设置的采样间隔和采样点数从第二超声波信号中采集时间信息，形成第一离散时间序列。
步骤307、对第一离散时间序列进行校正，生成第二离散时间序列。
步骤308、根据多次实验的第二离散时间序列生成地震物理模型实验模拟数据。
本发明实施例提供的一种地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，所应用的激发换能器和接收换能器并非与地震物理模型采用硬接触的方式，而是通过中间设置的液体层来与地震物理模型间隔。这样，通过控制激发换能器向地震物理模型发射第一超声波信号，并控制接收换能器接收地震物理模型反射的第二超声波信号；根据第二超声波信号采集的时间信息形成第一离散时间序列；进而还需要将述第一离散时间序列进行校正，以克服液体层对超声波传播的影响，生成第二离散时间序列；之后根据多次实验的第二离散时间序列即可生成地震物理模型实验模拟数据。可见，本发明能够避免当前传统的地震物理模拟实验超声波能量由于硬接触方式的接触不良而衰减，不足以探测地震物理模型的内部情况，且所采集的数据信噪比较低，以及实验过程需要大量人工干预，地震物理模型数据采集时间长，采集效率低的问题。
为了使本领域的技术人员更好的了解本发明，下面列举一个更为详细的实施例，如图4所示，本发明实施例提供一种地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，应用于上述图2所示的地震物理模型实验***，该方法包括：
步骤401、在水平方向上建立平面直角坐标系。
此处的平面直角坐标系的原点可以在液体槽装置中任意选取。
步骤402、接收一次实验的实验坐标信息，实验坐标信息包括在液体平面上的激发点坐标和接收点坐标。
具体的，每进行一次实验，既需要获取一次实验坐标信息，以使得后续通过实验坐标信息来控制激发换能器和接收换能器的位置。
步骤403、确定激发点坐标处的地震物理模型表面的第一高程数据，并确定接收点坐标处的地震物理模型表面的第二高程数据，确定当前液体平面的第三高程数据。
步骤404、确定当前超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度。
步骤405、根据第一高程数据、第三高程数据和超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度，确定当前的激发换能器的超声波发射端到地震物理模型表面之间的液体层引起的第一超声波旅行时间差。
此处，第一超声波旅行时间差为：其中，h0为第三高程数据；v0为超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度；(sxi,syi)为当前第i次实验的激发点坐标；为第i次实验的第一高程数据。
步骤406、根据第二高程数据、第三高程数据和超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度，确定当前的接收换能器的超声波接收端到地震物理模型表面之间的液体层引起的第二超声波旅行时间差。
此处，第二超声波旅行时间差为：其中，(rxi,ryi)为当前第i次实验的接收点坐标；为第i次实验的第二高程数据。
步骤407、控制激发换能器的超声波发射端处于激发点坐标，并控制接收换能器的超声波接收端处于接收点坐标。
步骤408、控制激发换能器向地震物理模型发射第一超声波信号。
步骤409、控制接收换能器接收地震物理模型反射的第二超声波信号。
步骤410、以预先设置的采样间隔和采样点数从第二超声波信号中采集时间信息，形成第一离散时间序列。
此处的第一离散时间序列可以表示为：{Si(j),j＝1,2,...,M；i＝1,2,...,N}；其中，i表示第i次实验，j表示第j次采样，M为上述的采样点数，N为实验总次数。
步骤411、根据第一超声波旅行时间差、第二超声波旅行时间差和采样间隔确定一校正参数。
其中，该校正参数为：其中，dt为采样间隔；表示的值采用四舍五入方式取整数。
步骤412、根据第一离散时间序列与校正参数，生成第二离散时间序列。
其中，该第二离散时间序列为：
其中，si′(j)为第i次实验的第二离散时间序列的第j个采样点的离散时间值；si(j+k)为第i次实验的第一离散时间序列的第j+k个采样点的离散时间值；M为采样点数。
在步骤412之后返回执行步骤402以进行下一次实验，若实验次数满足预先设置的次数阈值，则继续执行步骤413。
步骤413、根据多次实验的第二离散时间序列生成地震物理模型实验模拟数据。
为了说明本发明实施例提供的一种地震物理模型实验***的模拟数据采集方法的效果，可以参见图5所示，其中图5的(a)部分为现有技术中的传统的地震物理模拟实验所采集得到的数据示意图；图5的(b)部分为采用本发明实施例提供的地震物理模型实验***的模拟数据采集方法得到的数据示意图；图5的(c)部分为采用本发明实施例提供的地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，但不进行液体层影响校正过程，得到的最终的数据示意图。图5中纵坐标为时间，横坐标为地震数据道号。比较图5中椭圆形框51和矩形框52所指示的相同位置处的地震波场，可以看出：地震物理模型内部结构所对应的地震反射信号可以通过本发明提供的方法获得。将图5中椭圆形框51中的信息进行比较可知，图5的(b)部分得到的地震记录中的地震信号连续性更强；而由图5中矩形框52中信息的比较可知，图5的(b)部分得到的地震记录垂向分辨率更强。图5中的箭头指出了图5的(a)部分和(b)部分两种采集方法得到的不同地震信息，其中，图5中的一号箭头53指出了传统模拟采集得到的地震记录中的直达波干扰。图5中二号箭头54指出了本发明的模拟采集得到的地震记录中由于水层的存在而发生的多次波，在分析数据中需要注意。图5中三号箭头55指示处是未经后期校正处理的地震波场信号。可见，未经后期校正处理的地震波场信号随着道号而偏移。
本发明实施例提供的一种地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，所应用的激发换能器和接收换能器并非与地震物理模型采用硬接触的方式，而是通过中间设置的液体层来与地震物理模型间隔。这样，通过控制激发换能器向地震物理模型发射第一超声波信号，并控制接收换能器接收地震物理模型反射的第二超声波信号；根据第二超声波信号采集的时间信息形成第一离散时间序列；进而还需要将述第一离散时间序列进行校正，以克服液体层对超声波传播的影响，生成第二离散时间序列；之后根据多次实验的第二离散时间序列即可生成地震物理模型实验模拟数据。可见，本发明能够避免当前传统的地震物理模拟实验超声波能量由于硬接触方式的接触不良而衰减，不足以探测地震物理模型的内部情况，且所采集的数据信噪比较低，以及实验过程需要大量人工干预，地震物理模型数据采集时间长，采集效率低的问题。
对应于上述图3、图4所示的方法实施例，如图6所示，本发明实施例提供一种地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，应用于上述的地震物理模型实验***，该装置包括：
坐标系建立单元61，用于在水平方向上建立平面直角坐标系。
实验坐标信息接收单元62，用于接收一次实验的实验坐标信息，实验坐标信息包括在液体平面上的激发点坐标和接收点坐标。
换能器位置控制单元63，用于控制激发换能器的超声波发射端处于激发点坐标，并控制接收换能器的超声波接收端处于接收点坐标。
超声波信号发射控制单元64，用于控制激发换能器向地震物理模型发射第一超声波信号。
超声波信号接收控制单元65，用于控制接收换能器接收地震物理模型反射的第二超声波信号。
第一离散时间序列生成单元66，用于以预先设置的采样间隔和采样点数从第二超声波信号中采集时间信息，形成第一离散时间序列。
校正单元67，用于对第一离散时间序列进行校正，生成第二离散时间序列。
地震物理模型实验模拟数据生成单元68，用于根据多次实验的第二离散时间序列生成地震物理模型实验模拟数据。
进一步的，如图7所示，该地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，还可以包括：
高程数据确定单元69，可以确定激发点坐标处的地震物理模型表面的第一高程数据，确定接收点坐标处的地震物理模型表面的第二高程数据，以及确定当前液体平面的第三高程数据。
进一步的，如图7所示，该地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，还可以包括：
传播速度确定单元70，可以确定当前超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度。
进一步的，如图7所示，该地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，还包括：
第一超声波旅行时间差确定单元71，可以根据第一高程数据、第三高程数据和超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度，确定当前的激发换能器的超声波发射端到地震物理模型表面之间的液体层引起的第一超声波旅行时间差。
第一超声波旅行时间差为：其中，h0为第三高程数据；v0为超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度；(sxi,syi)为当前第i次实验的激发点坐标；为第i次实验的第一高程数据。
第二超声波旅行时间差确定单元72，可以根据第二高程数据、第三高程数据和超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度，确定当前的接收换能器的超声波接收端到地震物理模型表面之间的液体层引起的第二超声波旅行时间差。
第二超声波旅行时间差为：其中，(rxi,ryi)为当前第i次实验的接收点坐标；为第i次实验的第二高程数据。
此外，如图7所示，该校正单元67，可以包括：
校正参数确定模块671，用于根据第一超声波旅行时间差、第二超声波旅行时间差和采样间隔确定一校正参数；校正参数为：其中，dt为采样间隔；表示的值采用四舍五入方式取整数。
第二离散时间序列生成模块672，用于根据第一离散时间序列与校正参数，生成第二离散时间序列；第二离散时间序列为：
其中，si′(j)为第i次实验的第二离散时间序列的第j个采样点的离散时间值；si(j+k)为第i次实验的第一离散时间序列的第j+k个采样点的离散时间值；M为采样点数。
值得说明的是，本发明实施例提供的一种地震物理模型实验***的模拟数据采集装置的具体实现方式可以参见上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的一种地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，所应用的激发换能器和接收换能器并非与地震物理模型采用硬接触的方式，而是通过中间设置的液体层来与地震物理模型间隔。这样，通过控制激发换能器向地震物理模型发射第一超声波信号，并控制接收换能器接收地震物理模型反射的第二超声波信号；根据第二超声波信号采集的时间信息形成第一离散时间序列；进而还需要将述第一离散时间序列进行校正，以克服液体层对超声波传播的影响，生成第二离散时间序列；之后根据多次实验的第二离散时间序列即可生成地震物理模型实验模拟数据。可见，本发明能够避免当前传统的地震物理模拟实验超声波能量由于硬接触方式的接触不良而衰减，不足以探测地震物理模型的内部情况，且所采集的数据信噪比较低，以及实验过程需要大量人工干预，地震物理模型数据采集时间长，采集效率低的问题。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，其特征在于，应用于一种地震物理模型实验***，包括：地震物理模型、模拟采集控制***、激发换能器、接收换能器和液体槽装置，所述地震物理模型的底面为平面，且所述地震物理模型置于填充有液体的所述液体槽装置中；所述液体槽装置中的液体平面高于所述地震物理模型；所述激发换能器和接收换能器与所述液体平面完全接触，且接触平面与所述液体平面高度相同；所述激发换能器和接收换能器均与所述模拟采集控制***连接；
所述激发换能器，用于向所述地震物理模型发射第一超声波信号；
所述接收换能器，用于接收所述地震物理模型反射的第二超声波信号；
所述模拟采集控制***，用于控制激发换能器的超声波发射端处于预先设置的激发点坐标，并控制接收换能器的超声波接收端处于预先设置的接收点坐标，并从所述第二超声波信号中采集时间信息，形成第一离散时间序列；
所述液体槽装置中的液体为一预设恒定温度的水；
所述方法包括：
在水平方向上建立平面直角坐标系；
接收一次实验的实验坐标信息，所述实验坐标信息包括在液体平面上的激发点坐标和接收点坐标；
控制激发换能器的超声波发射端处于所述激发点坐标，并控制接收换能器的超声波接收端处于所述接收点坐标；
控制所述激发换能器向地震物理模型发射第一超声波信号；
控制接收换能器接收地震物理模型反射的第二超声波信号；
以预先设置的采样间隔和采样点数从所述第二超声波信号中采集时间信息，形成第一离散时间序列；
对所述第一离散时间序列进行校正，生成第二离散时间序列；
根据多次实验的所述第二离散时间序列生成地震物理模型实验模拟数据；
对所述第一离散时间序列进行校正，生成第二离散时间序列，包括：
根据第一超声波旅行时间差、第二超声波旅行时间差和所述采样间隔确定一校正参数；所述校正参数为：其中，dt为所述采样间隔；表示的值采用四舍五入方式取整数；
根据所述第一离散时间序列与所述校正参数，生成所述第二离散时间序列；所述第二离散时间序列为：
其中，si′(j)为第i次实验的第二离散时间序列的第j个采样点的离散时间值；si(j+k)为第i次实验的第一离散时间序列的第j+k个采样点的离散时间值；M为所述采样点数。
2.根据权利要求1所述的地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，其特征在于，还包括：
确定所述激发点坐标处的地震物理模型表面的第一高程数据，并确定所述接收点坐标处的地震物理模型表面的第二高程数据；
确定当前液体平面的第三高程数据。
3.根据权利要求2所述的地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，其特征在于，还包括：
确定当前超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度。
4.根据权利要求3所述的地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，其特征在于，还包括：
根据所述第一高程数据、第三高程数据和超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度，确定当前的激发换能器的超声波发射端到地震物理模型表面之间的液体层引起的第一超声波旅行时间差；
所述第一超声波旅行时间差为：其中，h0为所述第三高程数据；v0为超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度；(sxi,syi)为当前第i次实验的激发点坐标；为第i次实验的第一高程数据。
5.根据权利要求4所述的地震物理模型实验***的模拟数据采集方法，其特征在于，还包括：
根据所述第二高程数据、第三高程数据和超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度，确定当前的接收换能器的超声波接收端到地震物理模型表面之间的液体层引起的第二超声波旅行时间差；
所述第二超声波旅行时间差为：其中，(rxi,ryi)为当前第i次实验的接收点坐标；为第i次实验的所述第二高程数据。
6.一种地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，其特征在于，应用于一种地震物理模型实验***，包括：地震物理模型、模拟采集控制***、激发换能器、接收换能器和液体槽装置，所述地震物理模型的底面为平面，且所述地震物理模型置于填充有液体的所述液体槽装置中；所述液体槽装置中的液体平面高于所述地震物理模型；所述激发换能器和接收换能器与所述液体平面完全接触，且接触平面与所述液体平面高度相同；所述激发换能器和接收换能器均与所述模拟采集控制***连接；
所述激发换能器，用于向所述地震物理模型发射第一超声波信号；
所述接收换能器，用于接收所述地震物理模型反射的第二超声波信号；
所述模拟采集控制***，用于控制激发换能器的超声波发射端处于预先设置的激发点坐标，并控制接收换能器的超声波接收端处于预先设置的接收点坐标，并从所述第二超声波信号中采集时间信息，形成第一离散时间序列；
所述液体槽装置中的液体为一预设恒定温度的水；
所述装置包括：
坐标系建立单元，用于在水平方向上建立平面直角坐标系；
实验坐标信息接收单元，用于接收一次实验的实验坐标信息，所述实验坐标信息包括在液体平面上的激发点坐标和接收点坐标；
换能器位置控制单元，用于控制激发换能器的超声波发射端处于所述激发点坐标，并控制接收换能器的超声波接收端处于所述接收点坐标；
超声波信号发射控制单元，用于控制所述激发换能器向地震物理模型发射第一超声波信号；
超声波信号接收控制单元，用于控制接收换能器接收地震物理模型反射的第二超声波信号；
第一离散时间序列生成单元，用于以预先设置的采样间隔和采样点数从所述第二超声波信号中采集时间信息，形成第一离散时间序列；
校正单元，用于对所述第一离散时间序列进行校正，生成第二离散时间序列；
地震物理模型实验模拟数据生成单元，用于根据多次实验的所述第二离散时间序列生成地震物理模型实验模拟数据；
所述校正单元，包括：
校正参数确定模块，用于根据第一超声波旅行时间差、第二超声波旅行时间差和所述采样间隔确定一校正参数；所述校正参数为：其中，dt为所述采样间隔；表示的值采用四舍五入方式取整数；
第二离散时间序列生成模块，用于根据所述第一离散时间序列与所述校正参数，生成所述第二离散时间序列；所述第二离散时间序列为：
其中，si′(j)为第i次实验的第二离散时间序列的第j个采样点的离散时间值；si(j+k)为第i次实验的第一离散时间序列的第j+k个采样点的离散时间值；M为所述采样点数。
7.根据权利要求6所述的地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，其特征在于，还包括：
高程数据确定单元，用于确定所述激发点坐标处的地震物理模型表面的第一高程数据，确定所述接收点坐标处的地震物理模型表面的第二高程数据，以及确定当前液体平面的第三高程数据。
8.根据权利要求7所述的地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，其特征在于，还包括：
传播速度确定单元，用于确定当前超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度。
9.根据权利要求8所述的地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，其特征在于，还包括：
第一超声波旅行时间差确定单元，用于根据所述第一高程数据、第三高程数据和超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度，确定当前的激发换能器的超声波发射端到地震物理模型表面之间的液体层引起的第一超声波旅行时间差；
所述第一超声波旅行时间差为：其中，h0为所述第三高程数据；v0为超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度；(sxi,syi)为当前第i次实验的激发点坐标；为第i次实验的第一高程数据。
10.根据权利要求9所述的地震物理模型实验***的模拟数据采集装置，其特征在于，还包括：
第二超声波旅行时间差确定单元，用于根据所述第二高程数据、第三高程数据和超声波信号在液体槽装置的液体中的传播速度，确定当前的接收换能器的超声波接收端到地震物理模型表面之间的液体层引起的第二超声波旅行时间差；
所述第二超声波旅行时间差为：其中，(rxi,ryi)为当前第i次实验的接收点坐标；为第i次实验的所述第二高程数据。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610187426.1A CN105785435B (zh) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | 地震物理模型实验***及其模拟数据采集方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610187426.1A CN105785435B (zh) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | 地震物理模型实验***及其模拟数据采集方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105785435A CN105785435A (zh) | 2016-07-20 |
| CN105785435B true CN105785435B (zh) | 2018-08-03 |
Family
ID=56392298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610187426.1A Active CN105785435B (zh) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | 地震物理模型实验***及其模拟数据采集方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105785435B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108061752A (zh) * | 2016-11-07 | 2018-05-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种曲面地质模型的超声波测试***和超声波采集方法 |
| CN106772581A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 西京学院 | 一种基于重构技术的三维起伏地表物理模拟采集方法 |
| CN112014886B (zh) * | 2020-09-08 | 2023-10-27 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种用于地震物理模拟的激发源阵列混合采集方法及*** |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1299064A (zh) * | 2000-11-14 | 2001-06-13 | 石油大学(北京) | 地震物理模拟多道采集方法与采集装置 |
| US6681887B1 (en) * | 1998-12-18 | 2004-01-27 | Westerngeco | Method for the determination of local wave heights and acoustic sensor in marine seismic signals |
| CN101246640A (zh) * | 2007-02-15 | 2008-08-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种模拟超声波地震信号物理激发、接收***及其方法 |
| CN103558632A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-05 | 中国石油天然气集团公司 | 一种高效率的地震物理模型单道数据采集方法及装置 |
| CN203606507U (zh) * | 2013-11-19 | 2014-05-21 | 中国石油天然气集团公司 | 一种多道的地震物理模型数据采集装置 |
| CN105277967A (zh) * | 2014-07-22 | 2016-01-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种水槽物理模型超声波自动检测***及方法 |
-
2016
- 2016-03-29 CN CN201610187426.1A patent/CN105785435B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6681887B1 (en) * | 1998-12-18 | 2004-01-27 | Westerngeco | Method for the determination of local wave heights and acoustic sensor in marine seismic signals |
| CN1299064A (zh) * | 2000-11-14 | 2001-06-13 | 石油大学(北京) | 地震物理模拟多道采集方法与采集装置 |
| CN101246640A (zh) * | 2007-02-15 | 2008-08-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种模拟超声波地震信号物理激发、接收***及其方法 |
| CN203606507U (zh) * | 2013-11-19 | 2014-05-21 | 中国石油天然气集团公司 | 一种多道的地震物理模型数据采集装置 |
| CN103558632A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-05 | 中国石油天然气集团公司 | 一种高效率的地震物理模型单道数据采集方法及装置 |
| CN105277967A (zh) * | 2014-07-22 | 2016-01-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种水槽物理模型超声波自动检测***及方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 三维地震物理模型的研究;魏建新 等;《石油地球物理勘探》;20021231;第37卷(第6期);第556-561页 * |
| 地震物理模型技术的应用与发展;郝守玲 等;《勘探地球物理进展》;20020430;第25卷(第2期);第34-42页 * |
| 基于物理模型的煤田地震属性响应特征的关键技术研究;戴世鑫;《中国博士学位论文全文数据库 基础科学辑》;20130515(第05期);第17页第1段、第18页第2.6节、第21-24页第2.7节 * |
| 孔洞物理模型数据的地震响应特征分析;季敏 等;《石油地球物理勘探》;20090430;第44卷(第2期);第196-200页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105785435A (zh) | 2016-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2652394C2 (ru) | Оценка трещиноватости в скважинах с обсаженным стволом | |
| CN102540250B (zh) | 基于方位保真角度域成像的裂缝型油气储层地震探测方法 | |
| CN106855636B (zh) | 基于碳酸盐岩储层露头的原型地质模型地震正演方法 | |
| US7872944B2 (en) | Method of monitoring microseismic events | |
| CN104656142B (zh) | 一种利用垂直地震剖面与测井联合的地震层位标定方法 | |
| CN102508299B (zh) | 在井中发射并接收偶极横波的探测方法 | |
| US7315783B2 (en) | Traveltime calculation in three dimensional transversely isotropic (3D TI) media by the fast marching method | |
| US20040117121A1 (en) | Reservoir fracture characterization | |
| CN104280775B (zh) | 一种基于全波形矢量偏移叠加的微地震监测定位方法 | |
| CN103645503B (zh) | 一种三维时间域照明分析及振幅补偿方法 | |
| US7460437B2 (en) | Seismic data processing method and system for migration of seismic signals incorporating azimuthal variations in the velocity | |
| US11215722B2 (en) | Joint sensor orientation and velocity model calibration | |
| CN105785435B (zh) | 地震物理模型实验***及其模拟数据采集方法和装置 | |
| CN107642114B (zh) | 桩基浇注前桩底隐患探查方法及其探查装置 | |
| AU2008292169A1 (en) | Monitoring a region of interest in a subsurface formation | |
| MX2014011313A (es) | Construccion y aplicacion de grupo angulares a partir de formacion tridimensional de imagenes de multiples campos ondulatorios. | |
| GB2505042A (en) | Seismic trace attribute | |
| CN108333623A (zh) | 一种基于声波反射的埋地管线探测装置及方法 | |
| US7660202B2 (en) | PP/PS event matching (registration) | |
| CN108051852A (zh) | 3d快速高分辨率隧道施工超前智能预报方法 | |
| CN109143351A (zh) | 叠前各向异性特征参数反演方法及计算机可读存储介质 | |
| CN106338765A (zh) | 用于确定复合弹性参数油气识别因子的方法及*** | |
| EP3301485B1 (en) | Crosswell microseismic system | |
| CN104570090B (zh) | 全波形反演噪音滤波算子的提取及使用其噪音滤波的方法 | |
| CN106501860B (zh) | 一种应用于海洋物探的全局解算定位方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |