一种可控震源同步扫描波场正演数值模拟方法技术

本发明专利技术提供了一种可控震源同步扫描波场正演数值模拟方法，属于石油勘探领域。本方法包括：(1)输入模拟参数；(2)根据步骤(1)输入的模拟参数计算获得可控震源同步扫描模拟参数，并将这些参数输出到参数文件中；所述可控震源同步扫描模拟参数包括：每一个震源位置、起始与终止扫描时间及其属于哪个同步源、连续记录时间长度和每一个同步元的扫描信号；(3)通过高阶有限差分波场延拓计算得到模拟记录；(4)输出模拟结果。本发明专利技术方法能够根据实际模拟的需要，通过输入参数的可控，模拟滑动扫描、独立同步扫描、伪随机扫描、距离拉开同步扫描技术和V1等多种方式的可控震源同步扫描、任意多个可控震源的正演模拟连续记录。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，属于石油勘探领域。本方法包括：(1)输入模拟参数；(2)根据步骤(1)输入的模拟参数计算获得可控震源同步扫描模拟参数，并将这些参数输出到参数文件中；所述可控震源同步扫描模拟参数包括：每一个震源位置、起始与终止扫描时间及其属于哪个同步源、连续记录时间长度和每一个同步元的扫描信号；(3)通过高阶有限差分波场延拓计算得到模拟记录；(4)输出模拟结果。本专利技术方法能够根据实际模拟的需要，通过输入参数的可控，模拟滑动扫描、独立同步扫描、伪随机扫描、距离拉开同步扫描技术和V1等多种方式的可控震源同步扫描、任意多个可控震源的正演模拟连续记录。【专利说明】
本专利技术属于石油勘探领域，具体涉及。
技术介绍
可控震源同步扫描(又称为同步激发)技术是近年来发展起来的一种高效地震采集技术。由于在采集过程中不考虑各个震源扫描信号之间的相互影响，因此该技术可以大大缩短采集周期，降低采集成本。目前该技术正逐步走向实用，但其资料处理仍然存在着各种方法技术的攻关难题。而可控震源同步扫描正演数值模拟技术的开发对于这种处理技术的攻关具有重要的意义。目前常规地震波场数值模拟技术已发展到岩性与油藏模拟阶段，基于弹性波方程的炸药震源和可控震源扫描的常规地震波场正演数值模拟技术已极为完善，但未见有关可控震源同步扫描正演模拟技术的文献和报道，目前在进行多震源地震方法技术研究时大多采用由常规炸药震源模拟数据(或常规采集数据)的合成多震源地震数据或实际野外可控震源同步扫描的实际数据，由于这种合成数据不同于真正的多震源数据，而实际资料又过于复杂，从而影响了多震源地震处理技术的进度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供，开发基于弹性波方程的2D、3D可控震源同步扫描连续记录波场正演数值模拟技术，可以模拟滑动扫描、独立同步扫描、伪随机扫描、距离拉开同步扫描技术和Vl等多种主要可控震源同步扫描连续地震记录，为这些可控震源同步扫描地震技术的方法研发提供实验数据。本专利技术是通过以下技术方案实现的:，所述方法包括以下步骤:(I)输入模拟参数:所述模拟参数包括常规观测系统参数和可控震源同步扫描参数；所述常规观测系统参数包括炮间距、道间距、最大、最小偏移距和时间采样间隔；所述可控震源同步扫描参数包括同步震源个数，扫描信号长度，最低频率，最高频率、听时间长度，最大随机时差以及各个震源扫描信号的分段数；(2)根据步骤⑴输入的模拟参数计算获得可控震源同步扫描模拟参数，并将这些参数输出到参数文件中；所述可控震源同步扫描模拟参数包括:每一个震源位置、起始与终止扫描时间及其属于哪个同步源、连续记录时间长度和每一个同步元的扫描信号；(3)通过高阶有限差分波场延拓计算得到模拟记录:根据步骤(I)输入的模拟参数和步骤(2)计算得到的可控震源同步扫描模拟参数，利用高阶有限差分形式的波动方程进行正演模拟计算得到模拟结果；(4)输出申旲拟结果:将步骤(3)得到的模拟结果采用野外地震采集解编前的时间切片记录方式进行记录并输出。所述步骤⑵包括以下步骤:(A)根据同步源个数将地面炮点区域划分为与同步源个数相同的、形状、大小近似相同的子区域，并对这些子区域进行编号；每个子区域采用一个扫描信号；所述扫描信号根据子区域编号、最低频率，最高频率和总的分段时间自动生成；(B)按照常规观测系统参数计算每一个子区域中的震源位置，并按顺序对同一个子区域的震源位置进行独立编号；同时利用随机生成函数，根据最大随机时差生成每一炮的随机时差，并与其扫描信号长度和听时间长度相加生成每一炮的完成时间长度；按照震源位置编号将每一炮的完成时间长度进行累加，从而得到同一子区域的各炮的起始与终止扫描时间；完成所有子区域的计算后得到所有炮的起始与终止时间(即所有震源位置扫描信号的起始与终止时间)以及每一个子区域的最长连续记录时间；(C)比较所有子区域的最长连续记录时间的长度，选择其中最长的作为模拟连续记录时间长度。所述步骤(3)中，在正演模拟计算时模拟计算区域的边界采用的是高阶有限差分形式最佳匹配层吸收边界条件方程；在正演模拟计算时的循环顺序是直接进行时间层的循环，且循环时间长度为步骤(C)中得到的模拟连续记录时间长度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:本专利技术方法能够根据实际模拟的需要，通过输入参数的可控，可以模拟滑动扫描、独立同步扫描、伪随机扫描、距离拉开同步扫描技术和Vl等多种主要方式的可控震源同步扫描、任意多个可控震源的正演模拟连续记录，从而为多震源地震方法技术的研发提供实验用数据和检测方法技术正确性的数据。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术可控震源同步扫描波场正演数值模拟方法的步骤框图。图2是本专利技术实施例中的两个同步扫描震源分别在两个不同位置扫描弹性波模拟垂直分量连续记录。图3-1是本专利技术实施例中第一个震源的扫描信号。图3-2是本专利技术实施例中第二个震源的扫描信号。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述:本专利技术以波动理论为指导，以弹性波方程为基础(体现在本专利技术方法的步骤(3)中，即:采用波动方程高阶有限差分正演模拟技术进行模拟计算)，利用交错网格高阶有限差分法对弹性波方程进行离散化，边界条件采用最佳匹配层吸收边界条件，开发出可控震源同步扫描高精度正演数值模拟技术，同步源之间可以有任意时差，扫描信号可以是线性的，也可以是非线性的，还可以是分段的不连续信号(如图3-1和图3-2所示的扫描信号)。可以提供多种主要可控震源同步扫描模拟连续地震记录。本专利技术方法的主要创新点是:利用波动方程高阶有限差分法模拟各种多震源地震野外采集原始地震记录，为多震源地震技术的研发提供实验数据。本专利技术可控震源同步扫描波场正演数值模拟方法的步骤如图1所示，包括:(I).模拟参数输入输入如下参数:常规观测系统参数:炮间距，道间距，最大、最小偏移距，时间采样间隔。可控震源同步扫描参数:同步震源个数，扫描信号长度，最低频率，最高频率、听时间长度，最大随机时差以及各个震源扫描信号的分段数和总的分段时间。(2).可控震源同步扫描模拟参数计算根据输入参数计算如下参数,并将这些参数输出到参数文件中。具体计算方法是:(A)根据同步源个数将地面炮点区域划分为与同步源个数相同的、形状、大小近似相同的子区域(二维情况下，这些子区域都是一个线段；三维情况下，这些子区域都是长方形)，并对这些子区域进行编号。每个子区域采用一个扫描信号。扫描信号根据子区域编号、最低频率，最高频率和总的分段时间自动生成。(B)按照观测系统参数计算每一个子区域中的震源位置，并按顺序对同一个子区域的震源位置进行独立编号。同时利用随机生成函数，根据最大随机时差生成每一炮的随机时差，并与其扫描信号长度和听时间长度相加生成每一炮的完成时间长度；按照震源位置编号将每一炮的完成时间长度进行累加，从而得到同一子区域各炮的起始、终止扫描时间。每一子区域均进行这种计算`，从而得到所有震源位置扫描信号的起始、终止时间以及每一个子区域的最长连续记录时间。`(C)对所有子区域的记录时间长度进行对比，从而得到模拟连续记录时间长度。经过上述三步的计算即得到可控震源同步扫描模拟参数:每一个震源位置、起始与终止扫描时间及其属于哪个同步源，连续记录时间长度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：佘德平，杨丽，陈胜红，赵群，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：