CN103592676A

CN103592676A - 一种基于地形因子的炮点偏移方法

Info

Publication number: CN103592676A
Application number: CN201310507505.2A
Authority: CN
Inventors: 胡永贵; 倪宇东; 刘丽; 施丽娟; 白志宏; 李伟波; 李平; 李海翔
Original assignee: China National Petroleum Corp; BGP Inc
Current assignee: China National Petroleum Corp; BGP Inc
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2014-02-19

Abstract

本发明提供了一种基于地形因子的炮点偏移方法，包括：根据工区数字高程模型计算工区地形因子坡度值，得到工区坡度数字模型文件；根据工区坡度数字模型文件，使用双线性内插法得到每一炮点的坡度值；根据每一炮点的坡度值和设定的坡度限值，确定需要偏移的炮点；在需要偏移的炮点的纵向和横向偏移限制值范围内，选取满足所述设定的坡度限值的位置，对所述需要偏移的炮点进行偏移。本发明实施例的基于地形因子的炮点偏移方法，可以实现在地形起伏较大的山地地震采集施工时，通过地形因子坡度定量、准确地计算出炮点最佳的偏移位置，通过炮点偏移，确保覆盖次数分布满足采集设计要求，得到浅中层资料，从而为三维地震采集观测系统变观设计提供参考。

Description

一种基于地形因子的炮点偏移方法

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术，尤其涉及一种基于地形因子的炮点偏移方法。

背景技术

在复杂山地区域进行勘探施工时，由于地表地形复杂，起伏高差大，在一些山地高陡地形区无法布设炮点，导致覆盖次数降低，浅层资料缺失。为提高覆盖次数确保浅层资料，需要对高陡地区无法正常布设的炮点在缓坡区进行偏移和加密。

目前，对于山地高陡地区的炮点偏移和加密都是通过施工人员的实地观察或借助卫片凭经验来确定，往往误差大、耗时耗力。因此，有必要根据地形因子坡度、坡向自动确定最佳的炮点位置，通过地形因子坡度定量自动对山地高陡地形区无法布设的炮点进行合理偏移，以确保山地复杂区覆盖次数分布满足采集设计要求，确保得到好的浅中层资料。但是当前，尚无根据地形因子自动确定最佳炮点位置进行偏移的方法。

发明内容

本发明的目的是实现一种基于地形因子的炮点偏移方法，可以在地表复杂、高差起伏较大的地区无法正常布设炮点时，利用计算的地形因子坡度自动定量确定最佳炮点位置进行偏移的方法，为三维地震采集观测系统变观设计提供参考。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种基于地形因子的炮点偏移方法，包括：根据工区数字高程模型计算工区地形因子坡度值，得到工区坡度数字模型文件；根据所述工区坡度数字模型文件，使用双线性内插法得到每一炮点的坡度值；根据所述每一炮点的坡度值和设定的坡度限值，确定需要偏移的炮点；在所述需要偏移的炮点的纵向和横向偏移限制值范围内，选取满足所述设定的坡度限值的位置，对所述需要偏移的炮点进行偏移。

进一步地，在一实施例中，所述根据工区数字高程模型计算工区地形因子坡度值，得到工区坡度数字模型文件，包括：利用遥感技术获取所述工区数字高程模型；根据所述工区数字高程模型计算工区地形因子坡度值，所述地形因子坡度值S是地形曲面函数Z=f(x,y)在东西、南北方向上高程变化率的函数，数学表示为：

其中：f_x为所述工区数字高程模型中X方向南北上的高程变化率；f_y为所述工区数字高程模型中Y方向东西上的高程变化率；将计算得到的所述工区地形因子坡度值与所述工区数字高程模型相结合，得到所述工区坡度数字模型文件。

进一步地，在一实施例中，所述根据所述工区坡度数字模型文件，使用双线性内插法得到每一炮点的坡度值，包括：所述根据所述工区坡度数字模型文件，使用4点双线性内插法得到每一炮点的坡度值。

进一步地，在一实施例中，所述根据所述每一炮点的坡度值和设定的坡度限值，确定需要偏移的炮点，包括：如果某炮点的坡度值超出设定的坡度限值，则该炮点需要偏移到平缓地方。

进一步地，在一实施例中，所述在需要偏移的炮点纵向和横向偏移限制值范围内，选取满足所述设定的坡度限值的位置，对所述需要偏移的炮点进行偏移，包括：将所述需要偏移的炮点沿接收线方向进行纵向偏移，以最浅目的层深度为炮点纵向偏移的最大量，纵向偏移量为道距的整数倍，计算每一纵向偏移位置的地形因子坡度值，在满足所述设定的坡度限值的位置中，选择偏移最小的位置，作为所述需要偏移的炮点的偏移位置。

进一步地，在一实施例中，所述在需要偏移的炮点纵向和横向偏移限制值范围内，选取满足地形因子坡度限值的位置，对所述需要偏移的炮点进行偏移，包括：将所述需要偏移的炮点沿在垂直接收线方向进行横向偏移，以最浅目的层深度为炮点横向偏移的最大量，横向偏移量是接收线距的整数倍，计算每一横向偏移位置的地形因子坡度值，在满足所述设定的坡度限值的位置中，选择偏移最小的位置，作为所述需要偏移的炮点的偏移位置。

进一步地，在一实施例中，当所述需要偏移的炮点偏移后的位置与正常炮点重合时，所述正常炮点也要依次偏移。

进一步地，在一实施例中，所述炮点偏移方法还包括：在对所述需要偏移的炮点进行偏移前，计算所述需要偏移的炮点偏移前的覆盖次数，并且对所述需要偏移的炮点进行偏移后，计算所述需要偏移的炮点偏移后的覆盖次数，并进行对比。

本发明实施例的基于地形因子的炮点偏移方法，可以实现在地形起伏较大的山地地震采集施工时，通过地形因子坡度定量、准确地计算出炮点最佳的偏移位置，通过炮点偏移，确保覆盖次数分布满足采集设计要求，得到浅中层资料，从而为三维地震采集观测系统变观设计提供参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的基于地形因子的炮点偏移方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例的基于地形因子的炮点偏移方法的流程示意图；

图3为一具体实施例中的工区数字高程模型图；

图4为一具体实施例中的工区地形因子坡度数字模型图；

图5为一具体实施例中的炮点偏移分布图；

图6为一具体实施例中的炮点偏移前的覆盖次数分布图；

图7为一具体实施例中的炮点偏移后的覆盖次数分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例的主要目的是在地表复杂、高差起伏较大的地区无法正常布设炮点时，利用计算的地形因子坡度自动定量确定最佳炮点位置进行偏移，为三维地震采集观测系统变观设计提供参考。

图1为本发明实施例的基于地形因子的炮点偏移方法的流程示意图。如图所示，本实施例的炮点偏移方法包括：步骤S101，根据工区数字高程模型计算工区地形因子坡度值，得到工区坡度数字模型文件；步骤S102，根据所述工区坡度数字模型文件，使用双线性内插法得到每一炮点的坡度值；步骤S103，根据所述每一炮点的坡度值和设定的坡度限值，确定需要偏移的炮点；步骤S104，在所述需要偏移的炮点的纵向和横向偏移限制值范围内，选取满足所述设定的坡度限值的位置，对所述需要偏移的炮点进行偏移。

在本实施例的步骤S101中，可以利用遥感技术获取所述工区数字高程模型。并且，根据所述工区数字高程模型计算工区地形因子坡度值，可以利用一下公式实现：所述地形因子坡度值S是地形曲面函数Z=f(x,y)在东西、南北方向上高程变化率的函数，数学表示为：其中：f_x为所述工区数字高程模型中X方向南北上的高程变化率；f_y为所述工区数字高程模型中Y方向东西上的高程变化率。将计算得到的所述工区地形因子坡度值与所述工区数字高程模型相结合，得到所述工区坡度数字模型文件，该工区坡度数字模型文件为网格数据文件。

在本实施例的步骤S102中，根据所述工区坡度数字模型文件，使用双线性内插法得到每一炮点的坡度值，包括：所述根据所述工区坡度数字模型文件，使用4点双线性内插炮点位置所在的坡度网格，得到每一炮点的坡度值。

在本实施例的步骤S103中，根据所述每一炮点的坡度值和设定的坡度限值，确定需要偏移的炮点，包括：如果某炮点的坡度值超出设定的坡度限值，则该炮点需要偏移到平缓地方。例如，如果高陡山地作业炮点地形因子坡度值如果超出40度，施工难度与风险大，需要偏移到该炮点到平缓地方。

在本实施例的步骤S104中，在需要偏移的炮点纵向和横向偏移限制值范围内，选取满足所述设定的坡度限值的位置，对所述需要偏移的炮点进行偏移，包括如下三种情况：

（1）、首先将所述需要偏移的炮点沿接收线方向进行纵向偏移，以最浅目的层深度为炮点纵向偏移的最大量，纵向偏移量为道距的整数倍，计算每一纵向偏移位置的地形因子坡度值，在满足所述设定的坡度限值的位置中，选择偏移最小的位置，作为所述需要偏移的炮点的偏移位置。

将需要偏移的炮点沿接收线方向（纵向）偏移，为了削弱炮点偏移对覆盖次数的影响，以最浅目的层深度为炮点纵向偏移的最大量Xd，纵向偏移量为道距的整数倍，以确保覆盖次数的均匀性。

将炮点沿接收线方向移动几个道距的距离，三个以上的需要偏移的炮点分布在高陡地形两侧。根据上述规则，计算可纵向偏移位置（n*Ds、（n-1）*Ds……3*Ds、2*Ds、Ds、-Ds、-2*Ds、-3*Ds……-(n-1)*Ds、n*Ds其中Ds为道距，n*Ds<Xd）的地形因子坡度值，在地形因子坡度限值范围内，选择偏移最小的位置，连续点的偏移均匀分布在高陡地域两侧，依次进行选择，确定炮点的偏移位置。当偏移的炮点与正常炮点重合时，正常炮点也需要依次偏移。

（2）、将所述需要偏移的炮点沿在垂直接收线方向进行横向偏移，以最浅目的层深度为炮点横向偏移的最大量，横向偏移量是接收线距的整数倍，计算每一横向偏移位置的地形因子坡度值，在满足所述设定的坡度限值的位置中，选择偏移最小的位置，作为所述需要偏移的炮点的偏移位置。

如果无效炮点无法沿接收线方向（纵向）偏移，则沿垂直接收线方向（横向）偏移，使用地形因子坡度为标准，最大横向偏移距离通过确定的最浅目的层的深度得到，以最浅目的层深度为炮点纵向偏移的最大量Yd，横向偏移量是接收线距的整数倍，以确保覆盖次数的均匀性。多个连续需要偏移的炮点按左右两侧等分，偏移距离为接收线整线距n倍。

依据上述规则，计算横向偏移位置（n*Dl、(n-1)*Dl……2*Dl、-Dl、-2*Dl、……-(n-1)*Dl、n*Dl，其中Dl为接收线距，n*Dl<Yd）的坡度值，在地形因子坡度限值范围内，选择偏移量最小的位置，连续点的偏移按左右两侧依次选择。有效偏移范围内偏移整接收线距，计算炮点位置的地形因子坡度数值，满足地形因子坡度限值，距离原位置的最近的为最佳炮点偏移位置。多个炮点偏移平均分布高陡地域两侧。

（3）、不满足步骤（1）、（2）要求的作为空炮点处理。

在另一实施例中，如图2所示，该实施例的基于地形因子的炮点偏移方法包括：步骤S101，根据工区数字高程模型计算工区地形因子坡度值，得到工区坡度数字模型文件；步骤S102，根据所述工区坡度数字模型文件，使用双线性内插法得到每一炮点的坡度值；步骤S103，根据所述每一炮点的坡度值和设定的坡度限值，确定需要偏移的炮点；步骤S104’，在对所述需要偏移的炮点进行偏移前，计算所述需要偏移的炮点偏移前的覆盖次数；步骤S104，在所述需要偏移的炮点的纵向和横向偏移限制值范围内，选取满足所述设定的坡度限值的位置，对所述需要偏移的炮点进行偏移；步骤S104’’，对所述需要偏移的炮点进行偏移后，计算所述需要偏移的炮点偏移后的覆盖次数，并与步骤S104’中的覆盖次数进行对比。观测系统的覆盖次数对比图，使采集设计人员更能直观清楚的看到炮点位置偏移后覆盖次数得到了提高。

上述实施例的基于地形因子的炮点偏移方法，可以实现在地形起伏较大的山地地震采集施工时，通过地形因子坡度定量、准确地计算出炮点最佳的偏移位置，通过炮点偏移，确保覆盖次数分布满足采集设计要求，得到浅中层资料，从而为三维地震采集观测系统变观设计提供参考。

具体实施例：

本具体实施例可以应用到山地施工的观测系统设计，通过利用地形因子坡度进行炮点偏移加密，弥补地形复杂空炮太多造成的覆盖次数不足，同时也可以实现同一观测系统确定炮点偏移前后的覆盖次数对比，具体实现步骤如下：

（1）工区观测系统与基础数据

观测系统：32L3S180R，道距50米，炮点距100米，接收线距200米，炮线距200米；工区南部山地起伏较大，部分地区施工困难。

要确定该观测系统的炮点偏移位置，首先要通过工区的数字高程模型（如图3所示），计算工区地形因子坡度数字模型（如图4所示），计算各炮点的地形因子坡度，与地形因子坡度限值(坡度值小于40)对比，确定炮点偏移位置，如图5所示的炮点偏移分布图，从图中可以看出需要偏移的炮点。

（2）沿接收线方向确定炮点偏移位置。如：

使用采集设计要求沿接收线方向进行炮点偏移，炮点沿线方向偏移限值300米，偏移距离为整道距50米的整数倍。

例如单炮点进行偏移，计算需要偏移的炮点在允许偏移范围内的地形因子坡度：允许偏移的范围为300米、250米、200米、150米、100米、50米、-50米、-100米、-150米、-200米、-250米、-300米，分别计算出对应整道距位置上地形因子坡度值为46、19、32、18、27、57、48、52、32、36、31、26，则使用距离最近，满足地形因子坡度限值最小的值27即为炮点偏移位置。

例如连续炮点偏移，需要偏移3个炮点（a、b、c），使用采集设计要求，炮点沿线方向偏移300米，偏移距离为整道距50米的整数倍。a、b点沿接收线方向上偏移，c点反向偏移。计算中间炮点b在允许偏移范围内的地形因子坡度（允许偏移范围300米、250米、200米、150米、100米、50米，对应整道距位置上地形因子坡度值为46、19、32、18、27、57）使用距离最近，并满足地形因子坡度限值最小的值27正向偏移100米即为炮点b偏移位置。同向计算炮点a在允许偏移范围内的地形因子坡度（允许偏移范围300米、250米、200米、150米、100米、50米，对于地形因子坡度值为32、46、19、32、18、27）偏移50米位置被b点占用，使用距离最近，并满足地形因子坡度限值最小的值18正向偏移100米即为炮点a偏移位置。同理c点偏移位置反向偏移100米地形因子坡度值32。

（3）沿垂直接收线方向进行炮点偏移。

例如炮点沿垂直接收线方向上进行炮点偏移，计算炮点在允许偏移范围内的地形因子坡度（允许偏移范围600米、400米、200米、-200米、-400米、-600米，对应整接收线距位置上，地形因子坡度值为16、18、27、51、34、17）使用距离最近，满足地形因子坡度限值最小的值27正向偏移200米即为炮点偏移位置。

（4）同一观测系统，确定最佳炮点位置进行偏移前后的覆盖次数对比。

分别使用炮点位置偏移前后的观测系统，计算覆盖次数进行对比，其中图6为炮点偏移前的覆盖次数分布图，图7为炮点偏移后的覆盖次数分布图，可以明确看出，确定最佳炮点位置进行偏移后，弥补了覆盖次数的不足。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种基于地形因子的炮点偏移方法，其特征在于，所述炮点偏移方法包括：

根据工区数字高程模型计算工区地形因子坡度值，得到工区坡度数字模型文件；

根据所述工区坡度数字模型文件，使用双线性内插法得到每一炮点的坡度值；

根据所述每一炮点的坡度值和设定的坡度限值，确定需要偏移的炮点；

在所述需要偏移的炮点的纵向和横向偏移限制值范围内，选取满足所述设定的坡度限值的位置，对所述需要偏移的炮点进行偏移。

2.根据权利要求1所述的基于地形因子的炮点偏移方法，其特征在于，所述根据工区数字高程模型计算工区地形因子坡度值，得到工区坡度数字模型文件，包括：

利用遥感技术获取所述工区数字高程模型；

根据所述工区数字高程模型计算工区地形因子坡度值，所述地形因子坡度值S是地形曲面函数Z=f(x,y)在东西、南北方向上高程变化率的函数，数学表示为：

S = arctg \sqrt{f_{x}^{2} + f_{y}^{2}};

其中：f_x为所述工区数字高程模型中X方向南北上的高程变化率；f_y为所述工区数字高程模型中Y方向东西上的高程变化率；

将计算得到的所述工区地形因子坡度值与所述工区数字高程模型相结合，得到所述工区坡度数字模型文件。

3.根据权利要求2所述的基于地形因子的炮点偏移方法，其特征在于，所述根据所述工区坡度数字模型文件，使用双线性内插法得到每一炮点的坡度值，包括：

所述根据所述工区坡度数字模型文件，使用4点双线性内插法得到每一炮点的坡度值。

4.根据权利要求3所述的基于地形因子的炮点偏移方法，其特征在于，所述根据所述每一炮点的坡度值和设定的坡度限值，确定需要偏移的炮点，包括：

如果某炮点的坡度值超出设定的坡度限值，则该炮点需要偏移到平缓地方。

5.根据权利要求4所述的基于地形因子的炮点偏移方法，其特征在于，所述在需要偏移的炮点纵向和横向偏移限制值范围内，选取满足所述设定的坡度限值的位置，对所述需要偏移的炮点进行偏移，包括：

将所述需要偏移的炮点沿接收线方向进行纵向偏移，以最浅目的层深度为炮点纵向偏移的最大量，纵向偏移量为道距的整数倍，计算每一纵向偏移位置的地形因子坡度值，在满足所述设定的坡度限值的位置中，选择偏移最小的位置，作为所述需要偏移的炮点的偏移位置。

6.根据权利要求4所述的基于地形因子的炮点偏移方法，其特征在于，所述在需要偏移的炮点纵向和横向偏移限制值范围内，选取满足地形因子坡度限值的位置，对所述需要偏移的炮点进行偏移，包括：

将所述需要偏移的炮点沿在垂直接收线方向进行横向偏移，以最浅目的层深度为炮点横向偏移的最大量，横向偏移量是接收线距的整数倍，计算每一横向偏移位置的地形因子坡度值，在满足所述设定的坡度限值的位置中，选择偏移最小的位置，作为所述需要偏移的炮点的偏移位置。

7.根据权利要求5或6所述的基于地形因子的炮点偏移方法，其特征在于，当所述需要偏移的炮点偏移后的位置与正常炮点重合时，所述正常炮点也要依次偏移。

8.根据权利要求1所述的基于地形因子的炮点偏移方法，其特征在于，所述炮点偏移方法还包括：

在对所述需要偏移的炮点进行偏移前，计算所述需要偏移的炮点偏移前的覆盖次数，并且对所述需要偏移的炮点进行偏移后，计算所述需要偏移的炮点偏移后的覆盖次数，并进行对比。