一種地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油勘探地震資料處理領(lǐng)域，特別涉及地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 石油地球物理勘探是基于地球物理學(xué)和石油地質(zhì)學(xué)理論，采用專業(yè)的地球物理儀 器和裝備在地球表面或者在空中、井中記錄地下信息，并通過專業(yè)的數(shù)據(jù)處理和解釋手段 獲取地下地層的結(jié)構(gòu)及物性參數(shù)，尋找隱藏在地層中的石油及天然氣的勘探方法。
[0003] 地震采集參數(shù)優(yōu)化是地震采集觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，確定采集設(shè)計(jì)參數(shù)的重要手段 之一。使用哪種參數(shù)優(yōu)化方法對后期采集觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)選擇有著重要的影響，而觀 測系統(tǒng)的優(yōu)劣又直接影響著野外地震采集資料的質(zhì)量，例如減少甚至避免空間假頻的出 現(xiàn)，需要選擇合理的偏移距、方位角、道間距等參數(shù)，這些參數(shù)的選擇正是依據(jù)參數(shù)優(yōu)化的 結(jié)果而展開的，從而選擇到適合勘探目標(biāo)區(qū)域的觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)。另外觀測系統(tǒng)除了對野外 采集資料的質(zhì)量有較大的影響外，也影響著后期處理解釋的結(jié)果，甚至最終打井的成敗。
[0004] 目前物探行業(yè)使用的地震觀測系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法是基于單點(diǎn)多層模型的，得到是 單點(diǎn)的參數(shù)優(yōu)化結(jié)果，對于整個(gè)勘探區(qū)域來說具有很大的區(qū)域限制性，不利于地震物理工 作者根據(jù)勘探目標(biāo)情況制定詳細(xì)全面的采集觀測設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇對比方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中基于單點(diǎn)多層的地震觀測系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法的區(qū)域局限性，本發(fā) 明實(shí)施例提供了 一種地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化方法，包括
[0006] 獲取目的工區(qū)的地質(zhì)資料和地震資料；
[0007] 根據(jù)所述地質(zhì)資料和地震資料建立目的工區(qū)的三維地質(zhì)模型；
[0008] 獲取目的地層的層位信息；
[0009] 根據(jù)所述目的地層的層位信息，從所述目的工區(qū)的三維地質(zhì)模型中提取目的地層 的地球物理參數(shù)模型；
[0010] 從目的地層的地球物理參數(shù)模型中提取目的地層的地球物理參數(shù)三維網(wǎng)格數(shù) 據(jù)；
[0011] 根據(jù)所述地球物理參數(shù)三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)地震觀測系統(tǒng)參 數(shù)的參數(shù)值；
[0012] 根據(jù)所述三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的參數(shù)值，計(jì)算整個(gè)三維網(wǎng)格地 震觀測系統(tǒng)參數(shù)的平均值、最大值以及最小值；
[0013] 根據(jù)所述整個(gè)三維網(wǎng)格地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的平均值、最大值以及最小值的關(guān)系， 確定目的地層地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果。
[0014] 優(yōu)選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述地球物理參數(shù)包括速度、地層傾角、埋深、最高 頻率、主頻、反射時(shí)間中的一種或幾種。
[0015] 優(yōu)選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述目的地層地震觀測系統(tǒng)參數(shù)包括分辨率、面元 尺寸、偏移孔徑、接收線距、最大非縱距、最大炮檢距中的一種或幾種。
[0016] 優(yōu)選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述根據(jù)所述地球物理參數(shù)三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算三 維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的參數(shù)值，包括：
[0017] 計(jì)算三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)的分辨率，所述分辨率包括縱向分辨率和橫向分辨率， 計(jì)算公式分別為：
[0018] 縱向分辨率計(jì)算公式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括： 獲取目的工區(qū)的地質(zhì)資料和地震資料； 根據(jù)所述地質(zhì)資料和地震資料建立目的工區(qū)的三維地質(zhì)模型； 獲取目的地層的層位信息； 根據(jù)所述目的地層的層位信息，從所述目的工區(qū)的三維地質(zhì)模型中提取目的地層的地 球物理參數(shù)模型； 從目的地層的地球物理參數(shù)模型中提取目的地層的地球物理參數(shù)三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述地球物理參數(shù)三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的 參數(shù)值； 根據(jù)所述三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的參數(shù)值，計(jì)算整個(gè)三維網(wǎng)格地震觀 測系統(tǒng)參數(shù)的平均值、最大值以及最小值； 根據(jù)所述整個(gè)三維網(wǎng)格地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的平均值、最大值以及最小值的關(guān)系，確定 目的地層地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述地球物理參數(shù)包括速度、 地層傾角、埋深、最高頻率、主頻、反射時(shí)間中的一種或幾種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述目的地層地震觀測系統(tǒng)參 數(shù)包括分辨率、面元尺寸、偏移孔徑、接收線距、最大非縱距、最大炮檢距中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述地球物理參數(shù) 三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的參數(shù)值，包括： 計(jì)算三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)的分辨率，所述分辨率包括縱向分辨率和橫向分辨率，計(jì)算 公式分別為： 縱向分辨率計(jì)算公式為：
式中，Λ Y為縱向分辨率，Vint為層速度，fmax為反射波最高頻率； 橫向分辨率計(jì)算公式為：
式中，ΛX為橫向分辨率，Vint為層速度，fpS反射波主頻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述地球物理參數(shù) 三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的參數(shù)值，包括： 計(jì)算滿足橫向分辨率最低要求的第一面元尺寸； 計(jì)算滿足最高無混疊頻率最低要求的第二面元尺寸； 計(jì)算滿足30°繞射收斂最低要求的第三面元尺寸； 比較第一面元尺寸、第二面元尺寸以及第三面元尺寸的值，將三維網(wǎng)格中所述格點(diǎn)的 面元尺寸的值設(shè)置為其中最小的面元尺寸值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述第一面元尺寸的表達(dá)式 為： bl = Vint/(2*Fdom) 式中，bl為第一面元尺寸，Vint為層速度，F(xiàn) dM為反射波主頻率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述第二面元尺寸的表達(dá)式 為： b2 = Vint/(4*Fmax*sin θ ) 式中，b2為第二面元尺寸，Vint為層速度，F(xiàn)niax為反射波最高頻率，Θ為地層傾角。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述第三面元尺寸的表達(dá)式 為： b3 = Vrms/(4*Fmax*sin30° ) 式中，b3為第三面元尺寸，V"s為均方根速度，F(xiàn)max為反射波最高頻率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述地球物理參數(shù) 三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的參數(shù)值，包括： 計(jì)算滿足不小于第一菲涅爾帶半徑最低要求的第一偏移孔徑； 計(jì)算滿足不小于傾斜層偏移歸位橫向移動(dòng)距離最低要求的第二偏移孔徑； 計(jì)算滿足30°繞射收斂最低要求的第三偏移孔徑； 比較第一偏移孔徑、第二偏移孔徑以及第三偏移孔徑的值，將三維網(wǎng)格中所述格點(diǎn)的 偏移孔徑的值設(shè)置為其中最大的偏移孔徑值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述第一偏移孔徑的表達(dá)式 為：
式中，Ml為第一偏移孔徑，Va為平均速度，t ^為雙程旅行時(shí)間，fp為反射波主頻率。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述第二偏移孔徑的表達(dá)式 為： M2 = Z tan30° 式中，M2為第二偏移孔徑，Z為最深目的地層的埋深。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述第三偏移孔徑的表達(dá)式 為： M3 = Z tan<i)腸x 式中，M3為第三偏移孔徑，Z為最深目的地層埋深，Φ_為最深目的地層最大傾角。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述地球物理參數(shù) 三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的參數(shù)值，包括： 將三維網(wǎng)格中所述格點(diǎn)的接收線距的值設(shè)置為第一菲涅爾帶半徑的值，公式為：
式中，L為接收線距，R為第一菲涅爾帶半徑，Va為平均速度，f 5為反射波主頻，t ^為目 的地層的雙程時(shí)間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述地球物理參數(shù) 三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的參數(shù)值，包括： 計(jì)算三維網(wǎng)格中所述格點(diǎn)的最大非縱距的值，表達(dá)式為：
式中，Ymax為最大非縱距，Va為平均速度，θ為地層傾角，％為目的地層的雙程旅行時(shí) 間，St為非縱觀測誤差。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述地球物理參數(shù) 三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)，計(jì)算三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的參數(shù)值，包括： 計(jì)算滿足限制動(dòng)校正拉伸畸變最低要求的第一最大炮檢距； 計(jì)算滿足速度分析精度最低要求的第二最大炮檢距； 計(jì)算滿足限制反射系數(shù)突變最低要求的第三最大炮檢距； 比較第一最大炮檢距、第二最大炮檢距以及第三最大炮檢距的值，將三維網(wǎng)格中所述 格點(diǎn)的最大炮檢距設(shè)置為其中最大的最大炮檢距。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述第一最大炮檢距的表 達(dá)式為：
式中，Xl為第一最大炮檢距，D為動(dòng)校正拉伸值，V為疊加速度，Ttl為目的地層雙程反 射時(shí)間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述第二最大炮檢距的表 達(dá)式為：
式中，Χ2為第二最大炮檢距，k為速度分析精度，V為均方根速度，fP為反射波主頻， 為目的地層雙程反射時(shí)間。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述第三最大炮檢距通過 將反射能量以及入射角關(guān)系數(shù)據(jù)集代入到佐伊普里茲方程中計(jì)算得到。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的參數(shù)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述整個(gè)三維網(wǎng)格 地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的平均值、最大值以及最小值的關(guān)系，確定目的地層地震觀測系統(tǒng)參數(shù) 的優(yōu)化結(jié)果，包括： 計(jì)算第一差值和第二差值，所述第一差值為所述地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的平均值和最大值 的差，所述第二差值為所述地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的平均值和最小值的差； 所述第一差值和第二差值均小于閾值時(shí)，選取最接近所述地震觀測系統(tǒng)參數(shù)平均值的 整數(shù)值作為所述地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果，所述閾值為經(jīng)驗(yàn)值； 所述第一差值大于閾值或者第二差值大于閾值，所述地震觀測系統(tǒng)參數(shù)為分辨率、面 元尺寸、接收線距、最大非縱距中的一個(gè)時(shí)，選取最接近所述地震觀測系統(tǒng)參數(shù)最小值的整 數(shù)值作為所述地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果； 所述第一差值大于閾值或者第二差值大于閾值，所述地震觀測系統(tǒng)參數(shù)為最大炮檢 距、偏移孔徑中的一個(gè)時(shí)，選取最接近所述地震觀測系統(tǒng)參數(shù)最大值的整數(shù)值作為所述地 震觀測系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果。
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供了一種地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化方法，包括：獲取目的工區(qū)的地質(zhì)資料和地震資料；建立目的工區(qū)的三維地質(zhì)模型；獲取目的地層的層位信息；提取目的地層的地球物理參數(shù)模型；提取目的地層的地球物理參數(shù)三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)；計(jì)算三維網(wǎng)格中每個(gè)格點(diǎn)地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的參數(shù)值；計(jì)算整個(gè)三維網(wǎng)格地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的平均值、最大值以及最小值；確定目的地層地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果?；谌S地球物理模型的參數(shù)優(yōu)化方法給提供了立體和平面參數(shù)優(yōu)化結(jié)果，幫助技術(shù)人員快速準(zhǔn)確地選擇適合施工區(qū)域的地震觀測系統(tǒng)參數(shù)的參數(shù)值。
【IPC分類】G01V1-28
【公開號】CN104536041
【申請?zhí)枴緾N201410787389
【發(fā)明人】劉厚軍, 唐東磊, 胡永貴, 李偉波, 睢永平
【申請人】中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月17日