專(zhuān)利名稱(chēng)：檢波點(diǎn)二次定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油地質(zhì)勘探施工技術(shù)，是一種在灘淺海地區(qū)石油地震中的檢波點(diǎn)二次定位方法。
背景技術(shù)：
在灘淺海地區(qū)石油地質(zhì)地震勘探施工中，需要用船將檢波器沉放到海底，沉放時(shí)一般由衛(wèi)星定位(GPS)設(shè)備記錄檢波點(diǎn)的大地坐標(biāo)，這個(gè)過(guò)程通常叫檢波點(diǎn)的一次定位。如果檢波點(diǎn)的位置準(zhǔn)確，在地震觀測(cè)采集的信息中檢波點(diǎn)的道集數(shù)據(jù)做線(xiàn)性動(dòng)校正后，初至起跳點(diǎn)應(yīng)該拉平(如圖1)。地震觀測(cè)采集時(shí)準(zhǔn)確的檢波點(diǎn)位置是高品質(zhì)地震探勘資料的必要條件，是獲得高質(zhì)量的疊加剖面和最終成果剖面的條件。
在實(shí)際觀測(cè)中，由于船的行使?fàn)顟B(tài)、沉放操作以及風(fēng)浪，潮汐，海溝等影響，會(huì)造成檢波器位置偏移，使得線(xiàn)性動(dòng)校正后初至起跳點(diǎn)不能拉平(如圖2)，這樣，在對(duì)道集數(shù)據(jù)做疊加處理時(shí)將不能保證同一反射層的反射信號(hào)同相疊加，使疊加剖面的分辨率降低，嚴(yán)重影響最終處理成果剖面的質(zhì)量。所以需要對(duì)檢波點(diǎn)位置進(jìn)行二次定位。
目前檢波點(diǎn)二次定位有兩種方法聲納定位法與初至波定位法，《石油物探》2003年第4期公開(kāi)了采用的“圓圓相交定位方法”，原理如圖3。R為要求取的檢波點(diǎn)的實(shí)際位置，聲納定位時(shí)聲納設(shè)備綁在檢波器上；初至波定位時(shí)S1，S2，S3是炮點(diǎn)位置；聲納定位時(shí)，S1，S2，S3是聲納定位船的位置。
分別以S1，S2為圓心，以速度(V1，V2)乘以時(shí)間(T1，T2)為半徑畫(huà)圓，當(dāng)V1*T1+V2*T2大于S1S2并且V1*T1-V2*T2的絕對(duì)值小于S1S2時(shí)，兩個(gè)圓有兩個(gè)交點(diǎn)，兩個(gè)交點(diǎn)中的有一個(gè)點(diǎn)就是檢波點(diǎn)的實(shí)際位置；同樣，分別以S1，S3為圓心，以速度(V1，V3)乘以時(shí)間(T1，T3)為半徑畫(huà)圓，當(dāng)V1*T1+V3*T3大于S1S3并且V1*T1-V3*T3的絕對(duì)值小于S1S3時(shí)，兩個(gè)圓有兩個(gè)交點(diǎn)，兩個(gè)交點(diǎn)中的有一個(gè)點(diǎn)就是檢波點(diǎn)的實(shí)際位置；當(dāng)S1，S2，S3的位置準(zhǔn)確，并且V1、V2、V3、T1、T2、T3都準(zhǔn)確時(shí)，S1與S2相交，S1與S3相交會(huì)有一個(gè)公共的交點(diǎn)，這個(gè)公共的交點(diǎn)就是檢波點(diǎn)的實(shí)際位置。
另外，當(dāng)V1*T1+V2*T2等于S1S2或者V1*T1-V2*T2的絕對(duì)值等于S1S2時(shí)，以S1，S2為圓心，以速度(V1，V2)乘以時(shí)間(T1，T2)為半徑畫(huà)圓，兩個(gè)圓將有一個(gè)交點(diǎn)，這個(gè)交點(diǎn)就是檢波點(diǎn)的實(shí)際位置。其中在做初至波定位時(shí)，速度V1、V2、V3是震波的綜合速度，時(shí)間T1、T2、T3是震波的初至?xí)r間；在做聲納定位時(shí)，速度V1、V2、V3是聲波在水中的傳播速度，時(shí)間T1、T2、T3是聲波在水中傳播的單程時(shí)間。
這種方法在實(shí)際應(yīng)用中，S1，S2，S3的位置以及V1、V2、V3、T1、T2、T3都不是絕對(duì)準(zhǔn)確，所以，三個(gè)圓兩兩相交時(shí)一般沒(méi)有公共的交點(diǎn)，不能通過(guò)3個(gè)圓的相交確定檢波點(diǎn)的二次定位點(diǎn)的位置，還要通過(guò)以下兩個(gè)步驟完成1)對(duì)所有與該檢波點(diǎn)相關(guān)的炮點(diǎn)位置(聲納定位船位置)確定的圓進(jìn)行運(yùn)算，同時(shí)要判斷哪些圓有交點(diǎn)，哪些圓無(wú)交點(diǎn)，并要考慮兩個(gè)圓相交時(shí)，兩個(gè)圓的相對(duì)位置對(duì)計(jì)算誤差的影響等等，通過(guò)兩兩相交的運(yùn)算，得到多個(gè)交點(diǎn)(散點(diǎn))；2)對(duì)得到的多個(gè)交點(diǎn)(散點(diǎn))做求“重心”的運(yùn)算，該“重心”位置就是該檢波點(diǎn)的二次定位點(diǎn)的位置。
可見(jiàn)，現(xiàn)有的“圓圓相交定位方法”的運(yùn)算量大，占用的人力和物力很多，同時(shí)，在定位運(yùn)算時(shí)，兩個(gè)圓的相對(duì)位置對(duì)定位精度會(huì)產(chǎn)生影響，使之難以獲得較高的二次定位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種可以有效地提高定位速度和精度的檢波點(diǎn)二次定位方法。
本發(fā)明提供如下技術(shù)方案，采用如下步驟1)采用常規(guī)的方法對(duì)施工區(qū)觀測(cè)采集地震數(shù)據(jù)，進(jìn)行炮集數(shù)據(jù)的初至?xí)r間拾取，得到每個(gè)激發(fā)點(diǎn)到檢波點(diǎn)的初至?xí)r間T；2)采用常規(guī)的方法建立施工區(qū)域的速度場(chǎng)，得到激發(fā)點(diǎn)到檢波點(diǎn)的震波傳播速度V；3)以檢波點(diǎn)的一次定位點(diǎn)位置為中心，將周?chē)膮^(qū)域劃分成網(wǎng)格，網(wǎng)格區(qū)域的邊長(zhǎng)2*DS，每邊的網(wǎng)格數(shù)為m＝2*int(DS/d)，d為網(wǎng)格的間隔，DS是檢波點(diǎn)的偏差范圍；4)將一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置做為檢波點(diǎn)位置，對(duì)該檢波點(diǎn)的道集數(shù)據(jù)做線(xiàn)校，并計(jì)算初至拉平效果；將一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置XX[j]，YY[k]作為檢波點(diǎn)位置，計(jì)算每一道的線(xiàn)性動(dòng)校正量與該道初至?xí)r間的差值(X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2V[i]-T[i]]]>，該差值就是線(xiàn)性動(dòng)校正后，該道的初至起跳點(diǎn)偏離0基準(zhǔn)線(xiàn)的偏差；式中j＝1，2…m+1；k＝1，2…m+1表示對(duì)(m+1)×(m+1)個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)計(jì)算；(X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2]]>是第i個(gè)炮點(diǎn)(X[i]，Y[i])到該檢波點(diǎn)假設(shè)位置(XX[j]，YY[k])的距離；(X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2V[i]]]>是震波從第i個(gè)炮點(diǎn)(X[i]，Y[i])傳播到該檢波點(diǎn)設(shè)定位置(XX[j]，YY[k])所用的時(shí)間；T[i]是震波從第i個(gè)炮點(diǎn)(X[i]，Y[i])傳播到該檢波點(diǎn)實(shí)際位置所用的時(shí)間，即初至?xí)r間；初至拉平效果SDT[j][k]是每一道線(xiàn)性動(dòng)校正后初至起跳點(diǎn)偏離0基準(zhǔn)線(xiàn)的偏差的絕對(duì)值之和，SDT[j][k]=Σi=1n((X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2V[i]-T[i]);]]>其中i＝1，2…n表示對(duì)該檢波點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)道計(jì)算；5)得到初至拉平效果S DT[j][k](j＝1，2…m+1；k＝1，2…m+1)中最小的一個(gè)S DT[j0][k0]，其XX[j0]，YY[k0]為檢波點(diǎn)的二次定位點(diǎn)位置坐標(biāo)。
本發(fā)明提供如下技術(shù)方案，所述的步驟3)中，網(wǎng)格的間隔d根據(jù)要求的定位精度確定；檢波點(diǎn)的偏差范圍DS根據(jù)一次定位點(diǎn)的定位精度確定。
對(duì)施工區(qū)所有檢波點(diǎn)的二次定位重復(fù)步驟3)至5)步驟。
本發(fā)明做二次定位運(yùn)算的速度較傳統(tǒng)的“圓圓相交定位法”提高了7倍以上，同時(shí)定位精度也有了明顯的提高.例如在一束線(xiàn)約3300多炮，共有960個(gè)檢波點(diǎn)的施工中，用本方法進(jìn)行二次定位運(yùn)算需要60分鐘，而利用傳統(tǒng)的“圓圓相交定位法”做定位運(yùn)算需要420分鐘，減輕了相關(guān)人員的工作強(qiáng)度，節(jié)省了大量的工作時(shí)間。


圖1為檢波點(diǎn)位置準(zhǔn)確時(shí)線(xiàn)校后初至拉平效果圖；圖2為檢波點(diǎn)位置不準(zhǔn)確時(shí)線(xiàn)校后初至拉平效果圖；圖3為圓圓相交定位方法原理圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是基于線(xiàn)校初至拉平的檢波點(diǎn)二次定位方法，先找到一個(gè)檢波點(diǎn)的位置，如果用這個(gè)位置點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)該檢波點(diǎn)的道集數(shù)據(jù)做線(xiàn)性動(dòng)校正后，初至拉平效果最好，則這個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)就是檢波點(diǎn)的實(shí)際位置坐標(biāo)。
具體步驟如下1)采用常規(guī)的方法對(duì)施工區(qū)觀測(cè)采集地震數(shù)據(jù)，進(jìn)行炮集數(shù)據(jù)的初至?xí)r間拾取，得到每個(gè)激發(fā)點(diǎn)到檢波點(diǎn)的初至?xí)r間T；2)采用常規(guī)的方法建立施工區(qū)域的速度場(chǎng)，得到激發(fā)點(diǎn)到檢波點(diǎn)的震波傳播速度V；3)以檢波點(diǎn)的一次定位點(diǎn)位置為中心，將周?chē)膮^(qū)域劃分成網(wǎng)格，網(wǎng)格區(qū)域的邊長(zhǎng)2*DS，每邊的網(wǎng)格數(shù)為m＝2*int(DS/d)，d為網(wǎng)格的間隔，DS是檢波點(diǎn)的偏差范圍；4).將一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置假設(shè)為檢波點(diǎn)位置，對(duì)該檢波點(diǎn)的道集數(shù)據(jù)做線(xiàn)校，并計(jì)算初至拉平效果；將每一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置XX[j]，YY[k]假設(shè)為檢波點(diǎn)位置，計(jì)算每一道的線(xiàn)性動(dòng)校正量與該道初至?xí)r間的差值((X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2V[i]-T[i]),]]>該差值就是線(xiàn)性動(dòng)校正后，該道的初至起跳點(diǎn)偏離0基準(zhǔn)線(xiàn)的偏差，所有道的偏差值的絕對(duì)值之和，可以表示初至拉平效果SDT[j][k]。
SDT[j][k]是每一道線(xiàn)性動(dòng)校正后初至起跳點(diǎn)偏離0基準(zhǔn)線(xiàn)的偏差的絕對(duì)值之和。該值越小，越接近0，說(shuō)明初至拉平效果越好。
SDT[j][k]=Σi=1n((X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2V[i]-T[i]);......(1)]]>表達(dá)式(1)中SDT[j][k]中j＝1，2…m+1；k＝1，2…m+1表示對(duì)(m+1)×(m+1)個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)計(jì)算；(X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2]]>是第i個(gè)炮點(diǎn)(X[i]，Y[i])到該檢波點(diǎn)假設(shè)位置(XX[j]，YY[k])的距離；(X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2V[i]]]>是震波從第i個(gè)炮點(diǎn)(X[i]，Y[i])傳播到該檢波點(diǎn)假設(shè)位置(XX[j]，YY[k])所用的時(shí)間，即線(xiàn)性動(dòng)校正量；T[i]是震波從第i個(gè)炮點(diǎn)(X[i]，Y[i])傳播到該檢波點(diǎn)實(shí)際位置所用的時(shí)間，即初至?xí)r間；
T[i]5)比較線(xiàn)校初至拉平效果SDT[j][k](j＝1，2…m+1；k＝1，2…m+1)，找到其中的最小值，該最小值對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)就是檢波點(diǎn)二次定位坐標(biāo)。
找到SDT[j][k](j＝1，2…m+1；k＝1，2…m+1)中最小的一個(gè)SDTmin；SDTmin＝SDT[1][1]；SDTmin＝min(SDTmin，SDT[j][k])…………(2)表達(dá)式(2)中j＝1，2…m+1；k＝1，2…m+1假設(shè)當(dāng)j＝j(luò)0，k＝k0時(shí)，SDT[j][k]值最小，那么，XX[j0]，YY[k0]就是檢波點(diǎn)的二次定位點(diǎn)位置坐標(biāo)。
6)對(duì)所有檢波點(diǎn)重復(fù)3、4、5步驟，完成所有檢波點(diǎn)的二次定位工作。
在某淺?？碧巾?xiàng)目中，一束線(xiàn)共有3300炮，共有960個(gè)檢波點(diǎn)，利用本發(fā)明的方法對(duì)檢波點(diǎn)進(jìn)行二次定位的過(guò)程如下1.對(duì)3300炮進(jìn)行初至?xí)r間拾取，得到了每個(gè)激發(fā)點(diǎn)到檢波點(diǎn)的初至?xí)r間；2.建立施工區(qū)域的速度場(chǎng)，得到激發(fā)點(diǎn)到檢波點(diǎn)的震波傳播速度；3.將一個(gè)檢波點(diǎn)的一次點(diǎn)位置周?chē)膮^(qū)域劃分成網(wǎng)格；如該檢波點(diǎn)接收了n個(gè)激發(fā)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，即有n個(gè)共接收點(diǎn)的數(shù)據(jù)道；每個(gè)激發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)為X[i]，Y[i](i＝1，2…n)；每個(gè)激發(fā)點(diǎn)到檢波點(diǎn)的初至?xí)r間是T[i](i＝1，2…n)；
每個(gè)激發(fā)點(diǎn)到檢波點(diǎn)的震波傳播速度為V[i](i＝1，2…n)；該檢波點(diǎn)的一次定位點(diǎn)的坐標(biāo)為(X0，Y0)；要求的定位誤差是1m；檢波點(diǎn)的偏差范圍是50m，即實(shí)際位置和一次點(diǎn)的偏差在50m以?xún)?nèi)，以該檢波點(diǎn)的一次定位點(diǎn)(X0，Y0)為中心劃分網(wǎng)格；網(wǎng)格區(qū)域的范圍是該檢波點(diǎn)的實(shí)際位置所在的可能區(qū)域，所以，網(wǎng)格區(qū)域的邊長(zhǎng)100m，網(wǎng)格的間隔為1，所以，每邊的網(wǎng)格數(shù)為100；得到(101)*(101)個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，XX[j]，YY[k](j＝1，2…101；k＝1，2…101)；4.將一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置假設(shè)為檢波點(diǎn)位置，對(duì)該檢波點(diǎn)的道集數(shù)據(jù)做線(xiàn)校并計(jì)算初至拉平效果；將每一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置XX[j]，YY[k]假設(shè)為檢波點(diǎn)位置，對(duì)道集數(shù)據(jù)做線(xiàn)校，得到初至拉平效果SDT[j][k]，SDT[j][k]是每一道線(xiàn)性動(dòng)校正后初至起跳點(diǎn)偏離0基準(zhǔn)線(xiàn)的偏差的絕對(duì)值之和。該值越小，越接近0，說(shuō)明初至拉平效果越好。
SDT[j][k]=Σi=1n((X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2V[i]-T[i]);]]>表達(dá)式中j＝1，2…101；k＝1，2…101表示對(duì)101×101個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)計(jì)算；5.比較線(xiàn)校初至拉平效果SDT[j][k](j＝1，2…101；k＝1，2…101)，找到其中的最小值，該最小值對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)就是檢波點(diǎn)二次定位坐標(biāo)。
找到SDT[j][k](j＝1，2…101；k＝1，2…101)中最小的一個(gè)SDTmin；
SDTmin＝SDT[1][1]；SDTmin＝min(SDTmin，SDT[j][k])表達(dá)式中j＝1，2…101；k＝1，2…101假設(shè)當(dāng)j＝j(luò)0，k＝k0時(shí)，SDT[j][k]值最小，那么，XX[j0]，YY[k0]就是檢波點(diǎn)的二次定位點(diǎn)位置坐標(biāo)。
步驟3、4、5完成了一個(gè)檢波點(diǎn)的二次定位運(yùn)算。
6.對(duì)所有的檢波點(diǎn)重復(fù)3、4、5步驟，完成所有檢波點(diǎn)的二次定位工作。
權(quán)利要求
1.一種檢波點(diǎn)二次定位方法，其特征在于采用如下步驟1)采用常規(guī)的方法對(duì)施工區(qū)觀測(cè)采集地震數(shù)據(jù)，進(jìn)行炮集數(shù)據(jù)的初至?xí)r間拾取，得到每個(gè)激發(fā)點(diǎn)到檢波點(diǎn)的初至?xí)r間T；2)采用常規(guī)的方法建立施工區(qū)域的速度場(chǎng)，得到激發(fā)點(diǎn)到檢波點(diǎn)的震波傳播速度V；3)以檢波點(diǎn)的一次定位點(diǎn)位置為中心，將周?chē)膮^(qū)域劃分成網(wǎng)格，網(wǎng)格區(qū)域的邊長(zhǎng)2*DS，每邊的網(wǎng)格數(shù)為m＝2*int(DS/d)，d為網(wǎng)格的間隔，DS是檢波點(diǎn)的偏差范圍；4)將一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置做為檢波點(diǎn)位置，對(duì)該檢波點(diǎn)的道集數(shù)據(jù)做線(xiàn)校，并計(jì)算初至拉平效果；將一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置XX[j]，YY[k]作為檢波點(diǎn)位置，計(jì)算每一道的線(xiàn)性動(dòng)校正量與該道初至?xí)r間的差值(X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2V[i]-T[i]]]>該差值就是線(xiàn)性動(dòng)校正后，該道的初至起跳點(diǎn)偏離0基準(zhǔn)線(xiàn)的偏差；式中j＝1，2…m+1；k＝1，2…m+1表示對(duì)(m+1)×(m+1)個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)計(jì)算；(X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2]]>是第i個(gè)炮點(diǎn)(X[i]，Y[i])到該檢波點(diǎn)假設(shè)位置(XX[j]，YY[k])的距離；(X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2V[i]]]>是震波從第i個(gè)炮點(diǎn)(X[i]，Y[i])傳播到該檢波點(diǎn)設(shè)定位置(XX[j]，YY[k])所用的時(shí)間；T[i]是震波從第i個(gè)炮點(diǎn)(X[i]，Y[i])傳播到該檢波點(diǎn)實(shí)際位置所用的時(shí)間，即初至?xí)r間；初至拉平效果SDT[j][k]是每一道線(xiàn)性動(dòng)校正后初至起跳點(diǎn)偏離0基準(zhǔn)線(xiàn)的偏差的絕對(duì)值之和，SDT[j][k]=Σi=1n((X[i]-XX[j])2+(Y[i]-YY[k])2V[i]-T[i]);]]>其中i＝1，2…n表示對(duì)該檢波點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)道計(jì)算；5)得到初至拉平效果SDT[j][k](j＝1，2…m+1；k＝1，2…m+1)中最小的一個(gè)SDT[j0][k0]，其XX[j0]，YY[k0]為檢波點(diǎn)的二次定位點(diǎn)位置坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢波點(diǎn)二次定位方法，其特征在于步驟3)中，網(wǎng)格的間隔d根據(jù)已知的勘探要求的定位精度確定；檢波點(diǎn)的偏差范圍DS根據(jù)已知的一次定位點(diǎn)的定位精度確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢波點(diǎn)二次定位方法，其特征在于重復(fù)步驟3)至5)步驟完成施工區(qū)所有檢波點(diǎn)的二次定位。
全文摘要
本發(fā)明是一種在灘淺海地區(qū)石油地震中的檢波點(diǎn)二次定位方法，具體是基于線(xiàn)校初至拉平的檢波點(diǎn)二次定位方法，先找到一個(gè)檢波點(diǎn)的位置，如果用這個(gè)位置點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)該檢波點(diǎn)的道集數(shù)據(jù)做線(xiàn)性動(dòng)校正后，初至拉平效果最好，則這個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)就是檢波點(diǎn)的實(shí)際位置坐標(biāo)。本發(fā)明與傳統(tǒng)的“圓圓相交定位法”速度提高了7倍以上，同時(shí)定位精度也有了明顯的提高。在一束線(xiàn)約3300多炮，共有960個(gè)檢波點(diǎn)的施工中，用本方法進(jìn)行二次定位運(yùn)算需要60分鐘，而利用傳統(tǒng)的“圓圓相交定位法”做定位運(yùn)算需要420分鐘，減輕了相關(guān)人員的工作強(qiáng)度，節(jié)省了大量的工作時(shí)間。
文檔編號(hào)G01V1/16GK101086534SQ200610083878
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2006年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月7日
發(fā)明者倪成洲, 全海燕 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司