[发明专利]一种虚源地震观测系统的设计方法

说明书

技术领域

本发明属于地震勘探和开发领域，具体涉及一种虚源地震观测系统的设计方法。

背景技术

虚源法地震技术是针对近地表复杂区域的油气勘探与开发而提出的一种新的地震勘探技术，是为了在不知道上覆岩层速度和近地表变化的情况下，对复杂和随时间变化的上覆岩层的下部进行成像和监测。因此，该方法在近地表复杂区高陡构造成像以及油气藏监测等方面，有良好的应用前景。

虚源法理论表明：如果一对给定的接收器记录震源位于围绕这两个接收器的一个封闭面上激发的波场(如图1所示，震源位于围绕两个接收器(A和B)的一个封闭面上。)，那么，这两个接收器之间的真实脉冲响应D_AB(t)(即格林函数)，可通过该对接收器记录的波场进行互相关运算并对所有震源求和来获得，即：

DAB(t)=ΣI=1NSIA(-t)*SIB(t)---(1)]]>

式中，S_IB(t)表示检波器B记录的第I个震源激发的地震道，S_IA(-t)表示检波器A接收的来自震源I的逆时波场，*表示褶积，N表示炮点数。

但是，这在实际观测上是不可能实现的，通常采用地表激发井中(可以是水平井、斜井或垂直井)接收的观测方式，即将地震检波器置于最复杂上覆介质的下部，如图2的左图所示，在地表激发，井中检波器记录通过不均匀近地表(三角形箭头)的下行波和深层反射波(实心箭头)，其类似于VSP观测。利用公式(1)，在共炮点道集将某对接收器记录的波场相关，并对所有震源的相关结果(即相关道集，是震源位置的函数)求和，即获得该对接收点之间的地震响应，虚源构建后的观测系统如图2的右图所示，其类似于地面资料，其消除了近地表复杂调节对波场的投射影响。

可见，虚源地震技术中采用的观测方式，并不能满足其理论上的要求，且将导致在虚源构建过程中出现虚假信号。因此，虚源地震观测系统设计在虚源地震技术中扮演着关键角色，直接影响虚源构建的成功与否。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种虚源地震观测系统的设计方法，为获得好的虚源构建结果，提供了保障。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种虚源地震观测系统的设计方法，所述方法首先估算可能的最大震源间距Δx_max，然后确定震源孔径范围L_shot，并通过数值模拟利用不同的震源间距来构建相关道集，并根据其f-k谱是否具有假频来确定在地表激发的最佳震源间距，进而得到虚源地震观测系统。

所述方法包括以下步骤：

(S1)，根据已有的地质地球物理资料(包括测井资料等)，建立研究区的速度模型；

(S2)，建立初始观测系统；

(S3)，地震波场模拟：将步骤(S1)建立的速度模型和步骤(S2)建立的初始观测系统输入到声波或弹性波模拟软件，得到合成地震记录；

(S4)，虚源构建：抽取不同震源间距的合成地震记录，利用公式(1)进行虚源构建，得到所有相关道集D_AB(t)；