[发明专利]一种高可靠性地震勘探观测系统的建立方法

权利要求书

1.一种高可靠性地震勘探观测系统的建立方法，其特征在于，所述方法包括有如下步骤：

步骤1：提取工区以往勘探成果中各目的层层位信息，建立三维层状地层模型；

步骤2：根据地质任务以及勘探部署情况，设计多个备选的地震勘探观测系统，对步骤1建立的三维层状地层模型中层位曲面进行网格划分，并为每个备选的地震勘探观测系统设置相同的正演模拟参数；

步骤3：利用有限频率Snell定律追踪每个炮检对地震波主能量的传播路径；

步骤4:利用射线束计算地震波传播到地表的能量以及范围分布情况；

步骤5：结合步骤1建立的三维层状地层模型中的品质因子，通过计算地层对地震子波的吸收衰减，得到射线束核心振幅分布；

步骤6：计算不同地表各个检波器处叠加的地震波场，作为该检波器的模拟接收信号，提取相同炮点的检波器模拟信号形成共炮点道集；

步骤7：对于每个目的层曲面网格，按照不同的偏移距和方位角分段，根据步骤3中传播路径的计算方式，累加所有经过该网格传播到地表并被检波器接收到的能量；

步骤8：得到每个备选的地震勘探观测系统所对应的共炮点道集和各目的层曲面网格在不同偏移距和方位角分段的累加能量；

步骤9:对共炮点道集进行抽取共中心点道集、交互速度分析、叠前深度偏移处理，得到叠前深度偏移剖面；

步骤10：绘制步骤7得到的目的层曲面网格在不同偏移距和方位角分段下的累加能量图；

步骤11：根据步骤9的叠前深度偏移效果和步骤10中的目的层曲面网格累加能量分布对备选的观测系统进行评价，确定出最佳的观测系统。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠性地震勘探观测系统的建立方法，其特征在于，所述步骤1中三维层状地层模型包含有纵波速度和品质因子两组数据。

3.根据权利要求1所述的一种高可靠性地震勘探观测系统的建立方法，其特征在于，所述步骤3中利用有限频率Snell定律追踪每个炮检对地震波主能量的传播路径满足公式(1)：

tanα_i-1-tanα_i＝εγ(δ_isinα_i-δ_i-1sinα_i-1) (1)；

ε为地层的平均厚度，γ为惩罚权，α_i-1为射线在i-1地层中与法向方向的夹角，α_i为射线在i地层中与法向方向的夹角；δ_i-1为i-1地层的地层速度的倒数，δ_i为i地层的地层速度的倒数；惩罚权γ是一个与地震波频率相关的变量，频率越高γ越小。

4.根据权利要求1所述的一种高可靠性地震勘探观测系统的建立方法，其特征在于，所述步骤5结合三维层状地层模型中的品质因子，通过计算地层对地震子波的吸收衰减，得到射线束核心振幅分布，具体可描述为：

将时间域的地震子波傅里叶变换至频率域的地震子波；

根据三维层状地层模型中的品质因子与振幅之间的关联，对频率域的地震子波中每一频率对应的振幅值进行衰减计算；

将衰减计算后所得的频率域的地震子波反向变换至时间域的地震子波；反向变换所得的时间域的地震子波即可用于展现射线束核心振幅分布。

5.根据权利要求4所述的一种高可靠性地震勘探观测系统的建立方法，其特征在于，所述步骤6中计算不同地表各个检波器处叠加的地震波场，具体可描述为：

将步骤5计算所得反向变换至时间域的地震子波向周围各方向进行分布计算；并将计算结果在步骤4所得地震波场的范围分布情况内进行叠加。

6.根据权利要求1所述的一种高可靠性地震勘探观测系统的建立方法，其特征在于，所述步骤10累加能量图的绘制方式为：

以大小不同的偏移距作为半径，绘制同心圆；以正上方作为0度方位角的方向，顺时针为方位角角度增加方向，等方位角间隔绘制射线；向被射线分隔的各个子扇形区域填充不同颜色，颜色值代表该子扇形所表示的偏移距以及方位角范围内的累加能量值。