一種三維地震觀測系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三維地震觀測系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，本發(fā)明根據(jù)目標(biāo)區(qū)地質(zhì)模型對(duì)三維地震觀測系統(tǒng)進(jìn)行正演與疊前時(shí)間偏移成像，以分炮檢距段疊加記錄的方式獲得各炮檢距段的疊前時(shí)間偏移結(jié)果；按照炮檢距從小到大的方式排列獲得疊前時(shí)間偏移道集，在該道集中沿地震同相軸獲取各炮檢距段所對(duì)應(yīng)的振幅，得到目標(biāo)區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)的AVO響應(yīng)；根據(jù)所得三維地震觀測系統(tǒng)AVO響應(yīng)的振幅變化幅度和平穩(wěn)性，對(duì)目標(biāo)區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)選。本發(fā)明可以有效消除或減弱常規(guī)方法設(shè)計(jì)的三維地震觀測系統(tǒng)可能存在的AVO響應(yīng)過大的缺陷，有利于優(yōu)選適合目標(biāo)區(qū)的具有較高振幅保真度的三維地震觀測系統(tǒng)，為解釋階段的AVO分析和疊前反演奠定良好基礎(chǔ)。
【專利說明】一種三維地震觀測系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種三維地震觀測系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，屬于地震勘探采集設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著油氣勘探的不斷深入，地震勘探從以構(gòu)造研究為主逐步深入到巖性識(shí)別和烴 類檢測。地球物理工作者希望從地震資料中獲取更多的有關(guān)地下巖層物性和孔隙流體性 質(zhì)的信息。利用地震振幅隨炮檢距變化（Amplitude VS offset, AV0)信息求取地下巖層 彈性參數(shù)，通常需要借助于AVO分析和疊前反演的方法。AVO分析和疊前反演以左普利茲 (Zoeppritz)方程為基礎(chǔ)，利用AVO信息獲得地層彈性參數(shù)，從而具有直接估計(jì)巖性參數(shù)和 預(yù)測油氣的能力。AVO分析或疊前反演是建立在疊前地震道集數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的，其結(jié)果的可靠 與否取決于疊前地震道集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。目前，疊前時(shí)間偏移道集以其經(jīng)過歸位、信噪比高而 在AVO分析或疊前反演中主要被選用。事實(shí)上，在陸上三維地震勘探中，由于各炮檢距分布 的不均勻性會(huì)導(dǎo)致疊前時(shí)間偏移道集數(shù)據(jù)中存在固有的振幅隨炮檢距變化的現(xiàn)象，這稱為 三維地震觀測系統(tǒng)AVO響應(yīng)。這種三維地震觀測系統(tǒng)AVO響應(yīng)是由于三維地震觀測系統(tǒng)中 因各炮檢距覆蓋次數(shù)不均勻而導(dǎo)致的疊前時(shí)間偏移道集中的振幅隨炮檢距變化，而不是由 于地下地層及孔隙流體性質(zhì)等地質(zhì)因素引起的，從而可能造成地震資料解釋階段AVO分析 和疊前反演的誤差，導(dǎo)致巖性或流體預(yù)測的失敗。
[0003] 根據(jù)現(xiàn)有采集設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的三維觀測系統(tǒng)，由于受其排列寬度、空間采樣 均勻性等因素影響，會(huì)直接導(dǎo)致疊前時(shí)間偏移道集數(shù)據(jù)中虛假的AVO現(xiàn)象，嚴(yán)重影響解釋 階段的地層巖性識(shí)別和流體預(yù)測。
[0004] 隨著地震勘探被用來直接找油找氣的需求增多，有必要考慮地震采集因素對(duì)疊前 時(shí)間偏移道集中AVO信息的影響，確保AVO信息的真實(shí)性和可靠性，這就有必要分析地震觀 測系統(tǒng)自身所存在的AVO響應(yīng)。在公開發(fā)表的關(guān)于AVO響應(yīng)分析的文獻(xiàn)中，主要是從地質(zhì) 角度分析由于地層彈性參數(shù)的差異而導(dǎo)致的疊前地震數(shù)據(jù)中的AVO響應(yīng)特征，而關(guān)于對(duì)三 維地震觀測系統(tǒng)的AVO響應(yīng)分析未見報(bào)道，也沒有把三維地震觀測系統(tǒng)的AVO響應(yīng)作為一 種觀測系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)依據(jù)地震采集技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)的三維觀測系 統(tǒng)，易受其排列寬度、空間采樣均勻性等因素影響，導(dǎo)致疊前時(shí)間偏移道集數(shù)據(jù)中存在虛假 的AVO現(xiàn)象的缺陷，提供了一種三維地震觀測系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括以下步驟：
[0007] 1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和參數(shù)設(shè)定：
[0008] I. 1獲取目標(biāo)區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)、地質(zhì)模型和邊界坐標(biāo)，其中，三維地震觀測系 統(tǒng)包括接收線數(shù)、每線道數(shù)、道距、接收線距、炮點(diǎn)距、炮線距、線束滾動(dòng)距離；由三維地震觀 測系統(tǒng)的參數(shù)和邊界坐標(biāo)可獲得各炮點(diǎn)坐標(biāo)、各檢波點(diǎn)坐標(biāo)、激發(fā)接收關(guān)系和各炮點(diǎn)-檢 波點(diǎn)對(duì)的炮檢距；地質(zhì)模型由若干個(gè)平面位置相同而埋深不同的散射點(diǎn)及地震波傳播速度 確定；
[0009] 1. 2設(shè)定記錄參數(shù)，包括記錄時(shí)間和采樣間隔；
[0010] 1. 3設(shè)定地震子波，包括子波主頻和子波類型；
[0011] 1. 4依據(jù)三維地震觀測系統(tǒng)道距整數(shù)倍的原則把炮檢距范圍劃分為若干個(gè)炮檢距 段；
[0012] 2、對(duì)目標(biāo)區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)的炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)進(jìn)行地震正演與疊前時(shí)間偏移 處理，獲得各炮檢距段的疊前時(shí)間偏移結(jié)果：
[0013] 2. 1利用步驟1. 2設(shè)定的地震子波和步驟1. 3設(shè)定的記錄時(shí)間和采樣間隔，對(duì)待評(píng) 價(jià)三維地震觀測系統(tǒng)中一個(gè)炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)和地質(zhì)模型實(shí)施繞射法地震正演得到的該炮 點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)所對(duì)應(yīng)的地震記錄道；
[0014] 2. 2對(duì)上述步驟2. 1得到的地震記錄道進(jìn)行疊前時(shí)間偏移處理，得到地震記錄道 對(duì)應(yīng)的疊前時(shí)間偏移處理結(jié)果，并把疊前時(shí)間偏移處理結(jié)果按步驟1. 4劃分的炮檢距段進(jìn) 行置加記錄；
[0015] 2. 3依據(jù)三維地震觀測系統(tǒng)中各炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)坐標(biāo)，重復(fù)上述步驟2. 1?2. 2,獲 得三維地震觀測系統(tǒng)中所有炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)的正演和疊前時(shí)間偏移結(jié)果，并把該結(jié)果按步 驟1. 4劃分的炮檢距段疊加記錄；
[0016] 3、把由步驟2中得到的各炮檢距段疊前時(shí)間偏移結(jié)果按照炮檢距從小到大的方 式排列，獲得疊前時(shí)間偏移道集；
[0017] 4、在步驟3得到的疊前時(shí)間偏移道集中沿地震同相軸量取各炮檢距段所對(duì)應(yīng)的 振幅，得到目標(biāo)區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)的AVO響應(yīng)；
[0018] 5、根據(jù)步驟4所得三維地震觀測系統(tǒng)AVO響應(yīng)的振幅變化幅度和平穩(wěn)性，對(duì)目標(biāo) 區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過分析目標(biāo)區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)AVO響應(yīng)的振 幅變化幅度和平穩(wěn)性，評(píng)價(jià)三維地震觀測系統(tǒng)能否滿足解釋階段AVO分析或疊前反演的需 要，有利于消除或減小現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的三維地震觀測系統(tǒng)可能存在的AVO響應(yīng)過大的缺 陷，優(yōu)選出適合目標(biāo)區(qū)的具有較高振幅保真度的三維地震觀測系統(tǒng)，為解釋階段的AVO分 析和疊前反演奠定良好基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明流程框圖；
[0021] 圖2為【具體實(shí)施方式】中所用觀測系統(tǒng)1的模板圖；
[0022] 圖3為【具體實(shí)施方式】中地質(zhì)模型1的示意圖；
[0023] 圖4為【具體實(shí)施方式】中三維地震觀測系統(tǒng)邊界與散射點(diǎn)位置關(guān)系圖；
[0024] 圖5為由圖2中觀測系統(tǒng)1和圖3中地質(zhì)模型1正演得到的一個(gè)單接收線的炮集 記錄；
[0025] 圖6為由圖2中觀測系統(tǒng)1和圖3中地質(zhì)模型1在散射點(diǎn)位置成像獲得的疊前時(shí) 間偏移道集；
[0026] 圖7為由圖6中疊前時(shí)間偏移道集得到的4個(gè)散射點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的AVO響應(yīng)曲線；
[0027] 圖8為根據(jù)圖3中地質(zhì)模型1獲得的圖8中各三維地震觀測系統(tǒng)的AVO響應(yīng)。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖，以渤海灣盆地東濮凹陷前梨園地區(qū)為例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描 述：
[0029] 由圖1可知，本發(fā)明包括步驟如下：
[0030] 實(shí)施例1 :
[0031] 1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和參數(shù)設(shè)定：
[0032] I. 1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
[0033] 獲取渤海灣盆地東濮凹陷前梨園地區(qū)的一個(gè)三維地震觀測系統(tǒng)和地質(zhì)模型，其 中，三維地震觀測系統(tǒng)主要參數(shù)為：8線4炮觀測系統(tǒng)，8線接收，120道/接收線，道距50 米，接收線距200米，束內(nèi)炮點(diǎn)數(shù)4,炮點(diǎn)距50米，炮線距200米，束間滾動(dòng)距離200米，編號(hào) 為觀測系統(tǒng)1，觀測系統(tǒng)1模板如圖2所示，圖中水平方向橫線為接收線，分布于其上的小圓 點(diǎn)表示接收點(diǎn)，在第4、5接收線之間縱向排列的圓點(diǎn)表示炮點(diǎn)；
[0034] 地質(zhì)模型：包含4個(gè)散射點(diǎn)，平面坐標(biāo)（x5000, y5000)，深度分別為1500米、 2500m、3500m和4500m，地震波傳播速度V為2800米/秒，反射系數(shù)均為1，編號(hào)為地質(zhì)模型 1，如圖3所示；
[0035] 邊界坐標(biāo)：本發(fā)明中的地震正演在規(guī)則矩形邊界區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，矩形邊界如圖 4所示，圖中A、B、C、D分別是邊界4個(gè)角點(diǎn)，其坐標(biāo)分別是（xO, y0)、（xl0000，y0)、 (xlOOOO, ylOOOO)、（X〇, ylOOOO)，E點(diǎn)為地質(zhì)模型中散射點(diǎn)和疊前時(shí)間偏移成像的位置，其 坐標(biāo)為（x5000, y5000);
[0036] 1.2設(shè)定記錄參數(shù)，記錄時(shí)間為4000ms，采樣間隔為4ms，時(shí)間采樣點(diǎn)數(shù)N為1000 ;
[0037] 1. 3設(shè)定地震子波：主頻為30Hz的雷克子波，以w (j)表示，j為對(duì)子波的時(shí)間采樣 序號(hào)，子波時(shí)間長度為200ms，j = 1，. .，50 ;
[0038] I. 4按照觀測系統(tǒng)1道距的1倍即50m為間隔，把炮檢距范圍劃分為60個(gè)炮檢距 段，把大小在25-75m之間的炮檢距作為一段，并把由其得到的疊前時(shí)間偏移結(jié)果疊加記錄 到以炮檢距段50m為標(biāo)識(shí)的成果數(shù)據(jù)中，把大小在75-125m之間的炮檢距作為另一段，依次 類推確定每個(gè)炮檢距屬炮檢距段；
[0039] 2、對(duì)目標(biāo)區(qū)待評(píng)價(jià)三維地震觀測系統(tǒng)的炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)進(jìn)行地震正演與疊前時(shí) 間偏移處理，獲得各炮檢距段的疊前時(shí)間偏移結(jié)果：
[0040] 2. 1利用上述步驟1. 2設(shè)定的記錄時(shí)間和采樣間隔、步驟1. 3設(shè)定的地震子波，對(duì) 觀測系統(tǒng)1中的一個(gè)炮點(diǎn)_檢波點(diǎn)對(duì)和地質(zhì)模型1實(shí)施繞射法地震正演，得到該炮點(diǎn)-檢 波點(diǎn)對(duì)所對(duì)應(yīng)的地震記錄道x(j), j = 1，. .，N :
[0041] 2. I. 1從觀測系統(tǒng)1獲得一個(gè)炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，用（xs，ys)表示炮點(diǎn)坐 標(biāo)，用（Xp yj表示檢波點(diǎn)坐標(biāo)；
[0042] 2. 1. 2從地質(zhì)模型1獲得每個(gè)散射點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)（)和深度數(shù)據(jù)<，其中 i = 1?M，M為地質(zhì)模型中散射點(diǎn)數(shù)，地質(zhì)模型1中M = 4 ;
[0043] 2. 1. 3確定炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)到模型中所有散射點(diǎn)的旅行時(shí)間
[0044]

【權(quán)利要求】
1. 一種三維地震觀測系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，其特征包括以下步驟： (1) 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和參數(shù)設(shè)定：獲取目標(biāo)區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)、地質(zhì)模型和邊界坐標(biāo)；設(shè)定 記錄參數(shù)，包括記錄時(shí)間和采樣間隔；設(shè)定地震子波，包括子波主頻和子波類型；依據(jù)三維 地震觀測系統(tǒng)道距整數(shù)倍的原則把炮檢距范圍劃分為若干個(gè)炮檢距段； (2) 對(duì)目標(biāo)區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)的炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)進(jìn)行地震正演與疊前時(shí)間偏移處 理，獲得各炮檢距段的疊前時(shí)間偏移結(jié)果： (3) 把由步驟（2)中得到的各炮檢距段疊前時(shí)間偏移結(jié)果按照炮檢距從小到大的方式 排列，獲得疊前時(shí)間偏移道集； (4) 在步驟（3)得到的疊前時(shí)間偏移道集中沿地震同相軸量取各炮檢距段所對(duì)應(yīng)的振 幅，得到目標(biāo)區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)的AVO響應(yīng)； (5) 根據(jù)步驟（4)所得三維地震觀測系統(tǒng)AVO響應(yīng)的振幅變化幅度和平穩(wěn)性，對(duì)目標(biāo)區(qū) 三維地震觀測系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維地震觀測系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，其特征是：對(duì)目標(biāo)區(qū)三維 地震觀測系統(tǒng)的炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)進(jìn)行正演與疊前時(shí)間偏移處理步驟為： (2. 1)利用設(shè)定地震子波、記錄時(shí)間和采樣間隔，對(duì)目標(biāo)區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)中一個(gè)炮 點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)和地質(zhì)模型實(shí)施繞射法地震正演得到該炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)所對(duì)應(yīng)的地震記錄 道； (2.2)對(duì)上述步驟（2. 1)得到的地震記錄道進(jìn)行疊前時(shí)間偏移處理，得到地震記錄道 對(duì)應(yīng)的疊前時(shí)間偏移處理結(jié)果，并把疊前時(shí)間偏移處理結(jié)果按劃分的炮檢距段進(jìn)行疊加記 錄； (2. 3)依據(jù)三維地震觀測系統(tǒng)中各炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)坐標(biāo)，重復(fù)上述步驟（2. 1)?（2. 2)， 獲得三維地震觀測系統(tǒng)中所有炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)的正演和疊前時(shí)間偏移結(jié)果，并把該結(jié)果按 劃分的炮檢距段疊加記錄。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種三維地震觀測系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，其特征是：步驟（2. 1) 所述的對(duì)地震觀測系統(tǒng)和地質(zhì)模型實(shí)施繞射法地震正演得到地震記錄道，包括以下步驟： (3. 1)從設(shè)定的地震觀測系統(tǒng)獲得一個(gè)炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，用（xs，ys)表示炮 點(diǎn)坐標(biāo)，用（Xp yj表示檢波點(diǎn)坐標(biāo)； (3. 2)從設(shè)定的地質(zhì)模型獲得每個(gè)散射點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)（)和深度數(shù)據(jù)<，其中 i = 1?N，N為地質(zhì)模型中散射點(diǎn)數(shù)； (3. 3)確定炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)對(duì)到模型中所有散射點(diǎn)的旅行時(shí)間
其中：i = 1?N，N為地質(zhì)模型中散射點(diǎn)數(shù)，V為地震波傳播速度； (3. 4)把炮點(diǎn)-檢波點(diǎn)到模型中所有散射點(diǎn)的旅行時(shí)fa = 1?N)按步驟（1)設(shè)定 的采樣間隔和記錄時(shí)間進(jìn)行采樣和記錄，得到時(shí)間序列t'（j)，j為時(shí)間采樣點(diǎn)編號(hào)； (3. 5)把時(shí)間序列t'（j)與輸入地震子波w (j)褶積得到表示的地震記錄道： x(j) = t'（j)*w(j) j為時(shí)間采樣點(diǎn)編號(hào)，X(j)就是炮點(diǎn)（xs, ys)和檢波點(diǎn)（Xy yj的正演地震記錄,依照 上述步驟可獲得三維地震觀測系統(tǒng)中任一炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)對(duì)的合成記錄。
【文檔編號(hào)】G01V1/30GK104360388SQ201410602343
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】秦廣勝, 蔡其新, 鄭玲, 秦余福, 朱彥紅, 高愛榮, 楊東興, 程揚(yáng) 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司中原油田分公司物探研究院