[发明专利]一种高可靠性地震勘探观测系统的建立方法

说明书

本发明涉及油气地震勘探领域，特别是涉及一种高可靠性地震勘探观测系统的建立方法，利用该方法可以完成高效高精度地震波数值模拟工作，并通过地震波数值模拟对观测系统做出合理评价，其所得的地震勘探观测系统对地下岩层的成像结果也更为可靠。该建立方法包括有建立三维层状地层模型、设计多个备选的地震勘探观测系统、利用有限频率Snell定律每个炮检对地震波主能量的传播路径、计算地震波传播到地表的能量以及范围分布情况、获取射线束核心振幅分布、形成共炮点道集、计算目的层曲面网格在不同偏移距和方位角分段内的累加能量、对模拟共炮点道集进行叠前深度偏移、绘制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、确定出最佳的观测系统等步骤。

技术领域

本发明涉及油气地震勘探领域，特别是涉及一种高可靠性地震勘探观测系统的建立方法。

背景技术

随着我国油气田勘探开发的不断深入，所面临的地质目标体结构越来越复杂，这对现有地震勘探观测系统提出了更高的要求。而现有常规的地震勘探观测系统受限于地震正演模拟方法等因素，致使其观测覆盖次数、均匀性、方位角分布等无法满足实际工作的需求。以地震正演数值模拟方法为例，现有地震正演数值模拟方法主要可分为以下三类：第一类是波动方程正演模拟方法。波动方程模拟方法是目前生产中计算精度最高、模拟效果最理想的方法。但是这类方法计算效率较低，在大规模的三维高密度观测系统设计中往往因为时效问题被放弃。第二类是射线类方法。这类方法在一般模型下计算效率较高，但是当模型构造很复杂的时候，存在射线追踪不收敛的问题；并且由于这类方法无法获得地震波场动力学特征，因此在黏弹性介质下的传播波动方程与模拟结果差异十分明显。第三类是射线束类方法。射线束是波动方程的高频近似解，可认为地震波频率足够高时所获得的一种近似解。这类方法在地震波频率足够高时和波动方程结果类似，但是在地震波频率较低时，存在较大的误差。并且此类方法方程中无法考虑介质的吸收衰减作用，因此射线束类方法在黏弹性介质下模拟也和波动方程有较大的差异。

鉴于此，现有地震勘探观测系统的建立利用的数值模拟存在效率低或与地下岩层现实情况并不贴合，提出一种基于可靠性和效率更高的数值模拟的地震勘探观测系统建立方法势在必行。

发明内容

本发明提供了一种高可靠性地震勘探观测系统的建立方法，利用该方法可以完成高效高精度地震波数值模拟工作，并通过地震波数值模拟对观测系统做出合理评价，其所得的地震勘探观测系统对地下岩层的成像结果更为可靠。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种高可靠性地震勘探观测系统的建立方法，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；