CN105824042A - 基于照明能量最优的最大纵向距设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于照明能量最优的最大纵向距设计方法，该基于照明能量最优的最大纵向距设计方法包括：建立工区的三维地质模型，选择目的层，在该三维地质模型上进行模拟野外放炮，获取检波器接收的目的层照明能量；依次抽取每炮激发时每一条接收线上的检波器照明能量，分别计算接收总能量、效率能量及综合能量；根据计算的三种照明能量，建立最大纵向距与三种照明能量之间的优化模型，获取该炮最优的最大纵向距；以及统计不同部位的模拟放炮的最优的最大纵向距，综合各方面因素，选择最合适工区的最大纵向距。该基于照明能量最优的最大纵向距设计方法充分考虑了野外工区实际构造特征，优化出最适合工区最大纵向距，提高野外采集数据信噪比。

Description

基于照明能量最优的最大纵向距设计方法

技术领域

本发明涉及地震采集设计领域，特别是涉及到一种基于照明能量最优的最大纵向距设计方法。

背景技术

最大炮检距的设计历来是地震采集参数设计的重点，这是因为它在很多方面影响着后续地震资料的处理质量与解释效果。现在技术中，目前设计思想及设计软件，基本上都是基于目前水平层状介质的假设条件，在此基础上进行最大炮检距的设计方法研究。当地表或地下地层的纵、横向变化剧烈时，按常规方法设计的观测系统参数，一般难于满足地震分辨率与成像的要求。为此我们发明了一种新的基于照明能量最优的最大纵向距设计方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决复杂构造情况最大纵向距设计问题，在地震照明模拟的基础上，通过寻找检波器照明能量与最大纵向距的关系的基于照明能量最优的最大纵向距设计方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于照明能量最优的最大纵向距设计方法，该基于照明能量最优的最大纵向距设计方法包括：步骤1，建立工区的三维地质模型，选择目的层，在该三维地质模型上进行模拟野外放炮，获取检波器接收的目的层照明能量；步骤2，依次抽取每炮激发时每一条接收线上的检波器照明能量，分别计算接收总能量、效率能量及综合能量；步骤3，根据计算的三种照明能量，建立最大纵向距与三种照明能量之间的优化模型，获取该炮最优的最大纵向距；以及步骤4，统计不同部位的模拟放炮的最优的最大纵向距，综合各方面因素，选择最合适工区的最大纵向距。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，根据工区的地质资料，通过以往的地震解释剖面，建立相应工区的该三维地质模型，选择目的层，并利用野外将要施工的观测系统，在该三维地质模型上进行模拟野外放炮，获取每一炮点的所有检波器接收的目的层照明能量。

在步骤2中，首先提取每炮每接收线的照明能量，即根据总的照明能量数据，寻找目标炮号，找到相应能量数据，其次寻找目标检波线号，提取所有该线的检波器照明能量。

在步骤2中，提取检波器照明能量的提取公式如下：

Q_i,j,k＝{R_i,j,k,1,R_i,j,k,2,R_i,j,k,3,......,R_i,j,k,N}(1)

其中：Q_i,j,k为第i炮排第j炮第k条接收线检波器能量集合；R_i,j,k,1为检波器接收能量；

接收总能量计算公式如下：

$Q_{i,j,k,m}=\underset{n=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{i,j,k,n},m=\mathrm{1,2},\·\·\·,N---\left(2\right)$

其中：Q_i,j,k,m表示排列为m道时检波器接收的总能量；

效率能量计算公式如下：

$V_{i,j,k,m}=\frac{1}{m}\underset{n=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{i,j,k,n}---\left(2\right)$

综合能量计算公式如下：

H_i,j,k,m＝ω₁·Q_i,j,k,m+ω₂·V_i,j,k,m(4)

其中，ω1和ω2分别为接收总能量和效率能量的加权系数。

在步骤3中，根据计算的三种照明能量，建立最大纵向距与三种照明能量之间的优化算法，采用等加权算法进行计算，即接收总能量与效率能量权重相等，并寻找综合能量的极大值，该值为接收总能量和效率能量之间的最佳折中，该值对应的最大纵向距为该炮最优的最大纵向距。

在步骤4中，根据步骤3中的方法，提取所有炮的三种照明能量，分别计算每炮的最优的最大纵向距，并统计所有计算的最优的最大纵向距，出现频率最高的最大纵向距，即为最合适工区的最大纵向距。

本发明中的基于照明能量最优的最大纵向距设计方法，是针对复杂山地构造特征提出的设计方法，特别适用于地表起伏剧烈和地下构造复杂地区的地震采集，如黄土塬地区、南方海相碳酸盐岩区和基岩裸露地区等。该方法研究地震波照明能量分布来分析与设计地震采集设计参数，从正演照明角度研究不同排列长度对目的层照明能量的分析，考虑到从近到远炮检距中地震波能量逐渐衰减的特征，分析不同检波器道数接收照明的平均效率，然后根据照明能量来选择一个最优的最大炮检距。在地震照明模拟的基础上，通过寻找检波器照明能量与最大纵向距的关系，该方法的思想是在目标部位通过模拟放炮，建立照明能量与最大纵向距之间的优化关系，而获得最优的最大纵向距。对于目前复杂地区地震采集设计，目前大部分思路都是只考虑水平层状介质假设，不考虑地下实际的地质构造与采集参数的关系。而该发明方法充分考虑了野外工区实际构造特征，优化出最适合工区最大纵向距，提高野外采集数据信噪比。

附图说明

图1为本发明的基于照明能量最优的最大纵向距设计方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中用于实验的工区三维模型示意图；

图3为本发明的一具体实施例中模拟野外激发的观测系统模板示意图；

图4为本发明的一具体实施例中正演照明能量计算结果示意图；

图5为本发明的一具体实施例中三种照明能量与最大纵向距关系曲线图；

图6为本发明的一具体实施例中统计不同部位激发的最优的最大纵向距曲线图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的基于照明能量最优的最大纵向距设计方法的流程图。

在步骤101，首先通过以往的地震解释剖面，建立相应工区的三维地质模型，选择目的层，并利用野外将要施工的观测系统，在此模型上进行模拟野外放炮，获取检波器接收的目的层照明能量。流程进入到步骤102。

在步骤102，依次抽取每炮激发时每一条接收线上的检波器照明能量，分别计算接收总能量、效率能量及综合能量。

首先提取每炮每接收线的照明能量，具体做法是根据总的照明能量数据，首先寻找目标炮号，找到相应能量数据，其次寻找目标检波线号，提取所有该线的检波器照明能量，提取公式如下：

Q_i,j,k＝{R_i,j,k,1,R_i,j,k,2,R_i,j,k,3,......,R_i,j,k,N}(1)

其中：Q_i,j,k为第i炮排第j炮第k条接收线检波器能量集合；R_i,j,k,1为检波器接收能量。

接收总能量计算公式如下：

$Q_{i,j,k,m}=\underset{n=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{i,j,k,n},m=\mathrm{1,2},\·\·\·,N---\left(2\right)$

其中：Q_i,j,k,m表示排列为m道时检波器接收的总能量。

效率能量计算公式如下：

$V_{i,j,k,m}=\frac{1}{m}\underset{n=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{i,j,k,n}---\left(2\right)$

综合能量计算公式如下：

H_i,j,k,m＝ω₁·Q_i,j,k,m+ω₂·V_i,j,k,m(4)

ω1和ω2分别为接收总能量和效率能量的加权系数。流程进入到步骤103。

在步骤103，同时根据以上计算的三种照明能量，建立最大纵向距与三种照明能量之间的优化模型，寻找综合能量的极大值，该值接收总能量和效率能量之间的最佳折中，该值对应的最大纵向距为该炮最优的最大纵向距。流程进入到步骤104。

在步骤104，利用以上方法，统计不同部位的模拟放炮的最优的最大纵向距，综合各方面因素，选择一个最合适工区的最大纵向距。

在应用本发明的一具体实施例中，包括以下步骤：

(1)首先在某一工区根据以往的地质资料，建立一个典型的地质模型，如图2所示，选择一个目的层，根据以往的施工的观测系统，建立一个较大的观测系统，如图3所示，在此基础上进行野外模拟激发，获取每一炮点的所有检波器照明能量，如图4所示。

(2)根据公式1依次抽取每炮激发时每一条接收线上的检波器照明能量，根据公式2计算接收总能量，根据公式3计算效率能量，根据公式4计算综合能量。

(3)根据以上计算的三种照明能量，建立最大纵向距与三种照明能量之间的优化算法，采用等加权算法进行计算，即接收总能量与效率能量权重相等，并寻找综合能量的极大值，该值为接收总能量和效率能量之间的最佳折中，该值对应的最大纵向距为该炮最优的最大纵向距如图5所示。

(4)根据(3)的计算方法，提取所有炮三种照明能量，分别计算每炮的最优的最大纵向距，并统计所有计算的最优的最大纵向距，出现频率最高的最大纵向距，即为最合适工区的最大纵向距，如图6所示。

Claims (6)

1.基于照明能量最优的最大纵向距设计方法，其特征在于，该基于照明能量最优的最大纵向距设计方法包括：

步骤1，建立工区的三维地质模型，选择目的层，在该三维地质模型上进行模拟野外放炮，获取检波器接收的目的层照明能量；

步骤2，依次抽取每炮激发时每一条接收线上的检波器照明能量，分别计算接收总能量、效率能量及综合能量；

步骤3，根据计算的三种照明能量，建立最大纵向距与三种照明能量之间的优化模型，获取该炮最优的最大纵向距；以及

步骤4，统计不同部位的模拟放炮的最优的最大纵向距，综合各方面因素，选择最合适工区的最大纵向距。

2.根据权利要求1所述的基于照明能量最优的最大纵向距设计方法，其特征在于，在步骤1中，根据工区的地质资料，通过以往的地震解释剖面，建立相应工区的该三维地质模型，选择目的层，并利用野外将要施工的观测系统，在该三维地质模型上进行模拟野外放炮，获取每一炮点的所有检波器接收的目的层照明能量。

3.根据权利要求1所述的基于照明能量最优的最大纵向距设计方法，其特征在于，在步骤2中，首先提取每炮每接收线的照明能量，即根据总的照明能量数据，寻找目标炮号，找到相应能量数据，其次寻找目标检波线号，提取所有该线的检波器照明能量。

4.根据权利要求3所述的基于照明能量最优的最大纵向距设计方法，其特征在于，在步骤2中，提取检波器照明能量的提取公式如下：

Q_i,j,k＝{R_i,j,k,1,R_i,j,k,2,R_i,j,k,3,......,R_i,j,k,N}(1)

其中：Q_i,j,k为第i炮排第j炮第k条接收线检波器能量集合；R_i,j,k,1为检波器接收能量；

接收总能量计算公式如下：

$Q_{i,j,k,m}=\underset{n=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{i,j,k,n},m=\mathrm{1,2},...,N---\left(2\right)$

其中：Q_i,j,k,m表示排列为m道时检波器接收的总能量；

效率能量计算公式如下：

$V_{i,j,k,m}=\frac{1}{m}\underset{n=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{i,j,k,n}---\left(3\right)$

综合能量计算公式如下：

H_i,j,k,m＝ω₁·Q_i,j,k,m+ω₂·V_i,j,k,m(4)

其中，ω1和ω2分别为接收总能量和效率能量的加权系数。

5.根据权利要求1所述的基于照明能量最优的最大纵向距设计方法，其特征在于，在步骤3中，根据计算的三种照明能量，建立最大纵向距与三种照明能量之间的优化算法，采用等加权算法进行计算，即接收总能量与效率能量权重相等，并寻找综合能量的极大值，该值为接收总能量和效率能量之间的最佳折中，该值对应的最大纵向距为该炮最优的最大纵向距。

6.根据权利要求1或5所述的基于照明能量最优的最大纵向距设计方法，其特征在于，在步骤4中，根据步骤3中的方法，提取所有炮的三种照明能量，分别计算每炮的最优的最大纵向距，并统计所有计算的最优的最大纵向距，出现频率最高的最大纵向距，即为最合适工区的最大纵向距。