一种地震观测系统参数的优化方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种地震观测系统参数的优化方法，包括：获取目的工区的地质资料和地震资料；建立目的工区的三维地质模型；获取目的地层的层位信息；提取目的地层的地球物理参数模型；提取目的地层的地球物理参数三维网格数据；计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值；计算整个三维网格地震观测系统参数的平均值、最大值以及最小值；确定目的地层地震观测系统参数的优化结果。基于三维地球物理模型的参数优化方法给提供了立体和平面参数优化结果，帮助技术人员快速准确地选择适合施工区域的地震观测系统参数的参数值。

【技术实现步骤摘要】
一种地震观测系统参数的优化方法
本专利技术属于石油勘探地震资料处理领域，特别涉及地震观测系统参数的优化方法。
技术介绍
石油地球物理勘探是基于地球物理学和石油地质学理论，采用专业的地球物理仪器和装备在地球表面或者在空中、井中记录地下信息，并通过专业的数据处理和解释手段获取地下地层的结构及物性参数，寻找隐藏在地层中的石油及天然气的勘探方法。地震采集参数优化是地震采集观测系统设计之前，确定采集设计参数的重要手段之一。使用哪种参数优化方法对后期采集观测系统设计的参数选择有着重要的影响，而观测系统的优劣又直接影响着野外地震采集资料的质量，例如减少甚至避免空间假频的出现，需要选择合理的偏移距、方位角、道间距等参数，这些参数的选择正是依据参数优化的结果而展开的，从而选择到适合勘探目标区域的观测系统设计。另外观测系统除了对野外采集资料的质量有较大的影响外，也影响着后期处理解释的结果，甚至最终打井的成败。目前物探行业使用的地震观测系统参数优化方法是基于单点多层模型的，得到是单点的参数优化结果，对于整个勘探区域来说具有很大的区域限制性，不利于地震物理工作者根据勘探目标情况制定详细全面的采集观测设计参数的选择对比方案。
技术实现思路
针对现有技术中基于单点多层的地震观测系统参数优化方法的区域局限性，本专利技术实施例提供了一种地震观测系统参数的优化方法，包括获取目的工区的地质资料和地震资料；根据所述地质资料和地震资料建立目的工区的三维地质模型；获取目的地层的层位信息；根据所述目的地层的层位信息，从所述目的工区的三维地质模型中提取目的地层的地球物理参数模型；从目的地层的地球物理参数模型中提取目的地层的地球物理参数三维网格数据；根据所述地球物理参数三维网格数据，计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值；根据所述三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值，计算整个三维网格地震观测系统参数的平均值、最大值以及最小值；根据所述整个三维网格地震观测系统参数的平均值、最大值以及最小值的关系，确定目的地层地震观测系统参数的优化结果。优选的，在本专利技术一实施例中，所述地球物理参数包括速度、地层倾角、埋深、最高频率、主频、反射时间中的一种或几种。优选的，在本专利技术一实施例中，所述目的地层地震观测系统参数包括分辨率、面元尺寸、偏移孔径、接收线距、最大非纵距、最大炮检距中的一种或几种。优选的，在本专利技术一实施例中，所述根据所述地球物理参数三维网格数据，计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值，包括：计算三维网格中每个格点的分辨率，所述分辨率包括纵向分辨率和横向分辨率，计算公式分别为：纵向分辨率计算公式为：式中，ΔY为纵向分辨率，Vint为层速度，fmax为反射波最高频率；横向分辨率计算公式为：式中，ΔX为横向分辨率，Vint为层速度，fp为反射波主频。优选的，在本专利技术一实施例中，所述根据所述地球物理参数三维网格数据，计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值，包括：计算满足横向分辨率最低要求的第一面元尺寸；计算满足最高无混叠频率最低要求的第二面元尺寸；计算满足30°绕射收敛最低要求的第三面元尺寸；比较第一面元尺寸、第二面元尺寸以及第三面元尺寸的值，将三维网格中所述格点的面元尺寸的值设置为其中最小的面元尺寸值。优选的，在本专利技术一实施例中，所述第一面元尺寸的表达式为：b1＝Vint/(2*Fdom)式中，b1为第一面元尺寸，Vint为层速度，Fdom为反射波主频率。优选的，在本专利技术一实施例中，所述第二面元尺寸的表达式为：b2＝Vint/(4*Fmax*sinθ)式中，b2为第二面元尺寸，Vint为层速度，Fmax为反射波最高频率，θ为地层倾角。优选的，在本专利技术一实施例中，所述第三面元尺寸的表达式为：b3＝Vrms/(4*Fmax*sin30°)式中：b3为第三面元尺寸，Vrms为均方根速度，Fmax为反射波最高频率。优选的，在本专利技术一实施例中，所述根据所述地球物理参数三维网格数据，计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值，包括：计算满足不小于第一菲涅尔带半径最低要求的第一偏移孔径；计算满足不小于倾斜层偏移归位横向移动距离最低要求的第二偏移孔径；计算满足30°绕射收敛最低要求的第三偏移孔径；比较第一偏移孔径、第二偏移孔径以及第三偏移孔径的值，将三维网格中所述格点的偏移孔径的值设置为其中最大的偏移孔径值。优选的，在本专利技术一实施例中，所述第一偏移孔径的表达式为：式中，M1为第一偏移孔径，Va为平均速度，t0为双程旅行时间，fp为反射波主频率。优选的，在本专利技术一实施例中，所述第二偏移孔径的表达式为：M2＝Ztan30°式中，M2为第二偏移孔径，Z为最深目的地层的埋深。优选的，在本专利技术一实施例中，所述第三偏移孔径的表达式为：M3＝Ztanφmax式中，M3为第三偏移孔径，Z为最深目的地层埋深，φmax为最深目的地层最大倾角。优选的，在本专利技术一实施例中，所述根据所述地球物理参数三维网格数据，计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值，包括：将三维网格中所述格点的接收线距的值设置为第一菲涅尔带半径的值，公式为：式中，L为接收线距，R为第一菲涅尔带半径，Va为平均速度，fp为反射波主频，t0为双程旅行时间。优选的，在本专利技术一实施例中，所述根据所述地球物理参数三维网格数据，计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值，包括：计算三维网格中所述格点的最大非纵距的值，表达式为：式中，Ymax为最大非纵距，Va为平均速度，θ为地层倾角，t0为双程旅行时间，δt为非纵观测误差。优选的，在本专利技术一实施例中，所述根据所述地球物理参数三维网格数据，计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值，包括：计算满足限制动校正拉伸畸变最低要求的第一最大炮检距；计算满足速度分析精度最低要求的第二最大炮检距；计算满足限制反射系数突变最低要求的第三最大炮检距；比较第一最大炮检距、第二最大炮检距以及第三最大炮检距的值，将三维网格中所述格点的最大炮检距设置为其中最大的最大炮检距。优选的，在本专利技术一实施例中，所述第一最大炮检距的表达式为：式中，X1为第一最大炮检距，D为动校正拉伸值，V为叠加速度，t0为双程旅行时间。优选的，在本专利技术一实施例中，所述第二最大炮检距的表达式为：式中，X2为第二最大炮检距，k为速度分析精度，V为均方根速度，fP为反射波主频，t0为双程旅行时间。优选的，在本专利技术一实施例中，所述第三最大炮检距通过将反射能量以及入射角关系数据集代入到佐伊普里兹方程中计算得到。优选的，在本专利技术一实施例中，所述根据所述整个三维网格地震观测系统参数的平均值、最大值以及最小值的关系，确定目的地层地震观测系统参数的优化结果，包括：计算第一差值和第二差值，所述第一差值为所述地震观测系统参数的平均值和最大值的差，所述第二差值为所述地震观测系统参数的平均值和最小值的差；所述第一差值和第二差值均小于阈值时，选取最接近所述地震观测系统参数平均值的整数值作为所述地震观测系统参数的优化结果，所述阈值为经验值；所述第一差值大于阈值或者第二差值大于阈值，所述地震观测系统参数为分辨率、面元尺寸、接收线距、最大非纵距中的一个时，选取最接近所述地震观测系统参数最小值的整数值作为所述地震观测系统参数的优化结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地震观测系统参数的优化方法，其特征在于，所述方法包括：获取目的工区的地质资料和地震资料；根据所述地质资料和地震资料建立目的工区的三维地质模型；获取目的地层的层位信息；根据所述目的地层的层位信息，从所述目的工区的三维地质模型中提取目的地层的地球物理参数模型；从目的地层的地球物理参数模型中提取目的地层的地球物理参数三维网格数据；根据所述地球物理参数三维网格数据，计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值；根据所述三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值，计算整个三维网格地震观测系统参数的平均值、最大值以及最小值；根据所述整个三维网格地震观测系统参数的平均值、最大值以及最小值的关系，确定目的地层地震观测系统参数的优化结果。

【技术特征摘要】
1.一种地震观测系统参数的优化方法，其特征在于，所述方法包括：获取目的工区的地质资料和地震资料；根据所述地质资料和地震资料建立目的工区的三维地质模型；获取目的地层的层位信息；根据所述目的地层的层位信息，从所述目的工区的三维地质模型中提取目的地层的地球物理参数模型；从目的地层的地球物理参数模型中提取目的地层的地球物理参数三维网格数据；根据所述地球物理参数三维网格数据，计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值；根据所述三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值，计算整个三维网格地震观测系统参数的平均值、最大值以及最小值；根据所述整个三维网格地震观测系统参数的平均值、最大值以及最小值的关系，确定目的地层地震观测系统参数的优化结果。2.根据权利要求1所述的参数的优化方法，其特征在于，所述地球物理参数包括速度、地层倾角、埋深、最高频率、主频、反射时间中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的参数优化方法，其特征在于，所述目的地层地震观测系统参数包括分辨率、面元尺寸、偏移孔径、接收线距、最大非纵距、最大炮检距中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的参数的优化方法，其特征在于，所述根据所述地球物理参数三维网格数据，计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值，包括：计算三维网格中每个格点的分辨率，所述分辨率包括纵向分辨率和横向分辨率，计算公式分别为：纵向分辨率计算公式为：式中，ΔY为纵向分辨率，Vint为层速度，fmax为反射波最高频率；横向分辨率计算公式为：式中，ΔX为横向分辨率，Vint为层速度，fp为反射波主频。5.根据权利要求1所述的参数的优化方法，其特征在于，所述根据所述地球物理参数三维网格数据，计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值，包括：计算满足横向分辨率最低要求的第一面元尺寸；计算满足最高无混叠频率最低要求的第二面元尺寸；计算满足30°绕射收敛最低要求的第三面元尺寸；比较第一面元尺寸、第二面元尺寸以及第三面元尺寸的值，将三维网格中所述格点的面元尺寸的值设置为其中最小的面元尺寸值。6.根据权利要求5所述的参数的优化方法，其特征在于，所述第一面元尺寸的表达式为：b1＝Vint/(2*Fdom)式中，b1为第一面元尺寸，Vint为层速度，Fdom为反射波主频率。7.根据权利要求5所述的参数的优化方法，其特征在于，所述第二面元尺寸的表达式为：b2＝Vint/(4*Fmax*sinθ)式中，b2为第二面元尺寸，Vint为层速度，Fmax为反射波最高频率，θ为地层倾角。8.根据权利要求5所述的参数的优化方法，其特征在于，所述第三面元尺寸的表达式为：b3＝Vrms/(4*Fmax*sin30°)式中，b3为第三面元尺寸，Vrms为均方根速度，Fmax为反射波最高频率。9.根据权利要求1所述的参数的优化方法，其特征在于，所述根据所述地球物理参数三维网格数据，计算三维网格中每个格点地震观测系统参数的参数值，包括：计算满足不小于第一菲涅尔带半径最低要求的第一偏移孔径；计算满足不小于倾斜层偏移归位横向移动距离最低要求的第二偏移孔径；计算满足30°绕射收敛最低要求的第三偏移孔径；比较第一偏移孔径、第二偏移孔径以及第三偏移孔径的值，将三维网格中所述格点的偏移孔径的值设置为其中最大的偏移孔径值。10.根据权利要求9所述的参数的优化方法，其特征在于，所述第一偏移孔径的表达式为：式中，M1为第一偏移孔径，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘厚军，唐东磊，胡永贵，李伟波，睢永平，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11