CN106556864A - 波动方程体能量与观测系统对应关系的形成及定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种波动方程体能量与观测系统对应关系的形成及定位方法。所述体能量定位方法包括：按照观测系统数据确定观测覆盖范围，读取观测覆盖范围的区域内的模型速度场数据信息；利用波动方程计算模型速度场的体能量，以生成体能量信息，并且在生成体能量信息时，将激发点位置坐标、和与该激发点位置坐标对应的速度场网格点坐标及体能量值相关联，以形成用于记录体能量与观测系统激发位置对应关系的索引文件；利用索引文件找出某一速度场网格点的体能量所对应的激发点位置坐标。本发明的优点包括：能够将体能量与观测系统信息的关联定位，进而能够为后续的基于体能量的观测系统优化评价提供可靠信息。

Description

波动方程体能量与观测系统对应关系的形成及定位方法
技术领域
本发明涉及体能量与观测系统对应关系定位方法，属于石油地震勘探开发中的观测系统设计技术领域，具体来讲，涉及一种复杂介质条件下基于波动方程的体能量与观测系统对应关系的形成方法以及体能量定位方法。
背景技术
进入21世纪以来，全球非常规油气勘探开发正不断取得重大突破，油砂油、重油、致密油、煤层气正成为非常规油气发展的重要领域，页岩气和致密油气更是一跃成为全球瞩目的焦点。研究数据显示，2010年非常规石油产量已占全球石油总产量的3％，非常规天然气产量已占全球天然气总产量的13％以上。预测至2030年全球非常规油气产量将占总产量的20％以上，而全球非常规与常规油气整体资源量比例约为8∶2。可见，非常规油气已成为全球油气供应的重要组成部分，且开发潜力远超常规油气。2010年中国油气工业正式开启“非常规油气”元年，致密气年产量已占全国天然气总产量的1/4，致密油已在鄂尔多斯、准噶尔等盆地发现5×108～10×108t级储量规模区，煤层气初步建成沁水盆地南部、鄂尔多斯盆地东缘两个生产基地，页岩气已在四川南部海相页岩多口井中获工业气流，形成页岩气工业化试验区。非常规油气的突破与发展，已成为中国陆上原油产量稳步增长、天然气产量快速发展的接替资源。
当今的石油地球物理公司的核心竞争力，无一例外地都要通过相关的高水平专业软件来支撑，来实现他们的最高目标和最大效益。现在世界油气勘探的较量，就是高科技的较量，突出表现在核心技术和软件研发上。
国外地震资料采集工作主要集中在海上，在山地地震采集技术方面，发展了基于波动方程正演的地质模型与照明分析相结合的采集参数分析、三分量地震采集以及井震联合采集、四维采集技术等采集技术，可以解决一部分山地采集难题。
国外物探软件有较长的研发历史，产品众多，整体上处于领先地位，并在特定领域优势明显。在采集软件方面，常用的地震资料采集软件约有五、六种，其中美国ION公司的GMG-Mesa软件、加拿大GEDCO公司的“Omni”软件在国内使用较广泛。但目前，国内外高精度观测系统优化设计方法主要是共中心点(简称CMP)面元属性分析法。
地震波体能量分析是一种对地下地震波传播特征和能量分布进行定量分析的技术(Berkhout A J，2001)。实际上，地震波模拟与地震波体能量本质上是一致的，凡是可以进行地震波模拟的方法思路都可以进行地震波体能量分析，目前，地震波体能量分析已经成为观测系统设计优化的一个定性分析的手段。
但由于波动方程模拟得到的体能量在计算完成后与观测系统失去了联系，因此并不知道体能量具体是由观测系统的那些位置的炮点所贡献得到的，故而难以利用体能量进行观测系统的优化评价。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。
例如，本发明的目的之一在于解决体能量与观测系统没有关联性的问题，实现了基于体能量与观测系统激发位置的实时对应关系。
本发明的一方面提供了一种基于波动方程的体能量与观测系统对应关系的体能量定位方法。所述体能量定位方法包括步骤：按照观测系统数据确定观测覆盖范围，读取观测覆盖范围的区域内的模型速度场数据信息；利用波动方程计算模型速度场的体能量，以生成体能量信息，并且在生成体能量信息时，将激发点位置坐标、和与该激发点位置坐标对应的速度场网格点坐标及体能量值相关联，以形成用于记录体能量与观测系统激发位置对应关系的索引文件，其中，所述模型速度场经离散化处理后可得到多个所述速度场网格点，所述速度场网格呈立方体；利用所述索引文件找出某一速度场网格点的体能量所对应的激发点位置坐标。
本发明的另一方面提供了一种形成基于波动方程的体能量与观测系统对应关系的方法。所述方法包括步骤：按照观测系统数据确定观测覆盖范围，读取观测覆盖范围的区域内的模型速度场数据信息；利用波动方程计算模型速度场的体能量，以生成体能量信息，并且在生成体能量信息时，将激发点位置坐标、和与该激发点位置坐标对应的速度场网格点坐标及体能量值相关联，以形成用于记录体能量与观测系统激发位置对应关系的索引文件，其中，所述模型速度场经离散化处理后可得到多个所述速度场网格点，所述速度场网格呈立方体。
在本发明的一个示例性实施例中，所述观测系统数据可包括激发位置数据、检波点位置数据和关系文件，其中，所述关系文件为表明检波点位置数据与激发点数据之间关系的文件。
与现有技术相比，本发明在波动理论框架下实现了体能量与激发位置的对应关系定位，突破了现有技术的体能量在计算完成后就与观测系统失去坐标联系的问题，实现了体能量与观测系统信息的关联定位，能够为后续的基于体能量的观测系统优化评价提供了可靠信息。
附图说明
图1示出了本发明示例性实施例的一个流程示意图。
图2示出了三维速度场的示意图。
图3为选取图2中的第一灰度层部分体能量得到的激发位置显示示意图。
图4示出了图3的体能量三维显示示意图。
具体实施方式
在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的基于波动方程的体能量与观测系统对应关系的形成方法以及体能量定位方法。
本发明的主要技术构思在于克服体能量与观测系统没有关联性的缺点，实现了基于体能量与观测系统激发位置的实时对应关系。本发明的方法采用波场传播理论，将波场计算得到的体能量信息与激发位置建立对应关系，进而能够获得并确定每个面元位置的体能量来自于观测系统的某一个具体的激发位置，实现了体能量的精确定位。
图1示出了本发明示例性实施例的一个流程示意图。图2示出了输入三维速度场数据和输入观测系统数据后得到的三维速度场的示意图。如图2所示，其中的上表面为地表，地表上的一系列左右方向的平行线示出了接收点位置，地表上的一系列里外方向的平行线示出了激发点位置。图2中以灰度表示速度值，不同的灰度表示不同的速度。该三维速度场由地表向下总共具有四个速度层。
如图1至图4所示，在本发明的一个示例性实施例中，基于波动方程的体能量与观测系统对应关系的体能量定位方法可包括以下步骤：
(1)按照观测系统数据确定观测覆盖范围，读取观测覆盖范围的区域内的模型速度场数据信息。
具体来讲，可将模型速度场数据和观测系统数据导入到诸如三维声波波动方程正演模拟计算软件等软件程序中。三维声波波动方程正演模拟计算软件可以为市售软件。模型速度场数据可包括起伏地表的数据、相关速度数据和密度数据。模型速度场数据可以为三维速度场数据。观测系统数据可包括激发位置数据、检波点位置数据和关系文件。关系文件指的是检波点位置数据和激发点数据之间的关系文件。
按照观测覆盖范围，读取观测覆盖范围的区域内的模型速度场数据信息(例如，三维速度场数据信息)。观测覆盖范围可由观测系统数据中的检波点位置数据来确定。观测覆盖范围的区域可根据三维速度场数据和检波点位置数据得出。
(2)利用波动方程计算模型速度场的体能量，以生成体能量信息，并且在生成体能量信息时，对于多个激发点位置中的每一个，均将该激发点位置的坐标、和与该激发点位置坐标对应的速度场网格点坐标及体能量值相关联，以形成用于记录体能量与观测系统激发位置对应关系的索引文件。其中，模型速度场经离散化处理后可得到多个速度场网格点，速度场网格可呈立方体。
具体来讲，可利用现有波动理论下的诸如波场传播模拟工具等软件，进行体能量的计算，并将一系列由激发点位置坐标、和与该激发点位置坐标对应的速度场网格点坐标及体能量值关联形成的数据对，作为记录体能量与观测系统激发位置对应的索引文件。波场传播模拟工具可以为常规的市售软件。体能量的计算可利用三维速度场数据、观测系统数据通过波动方程等常规方法实现。例如，体能量值可根据三维速度场数据、观测系统数据，通过波场模拟计算得到，每个三维速度场网格点上的波场值的平方作为体能量值。也可将某一个体能量值所对应的速度场网格点坐标称为该体能量值的体能量值坐标。
在进行计算时，可将三维速度场以离散处理方式形成网格点，例如一个1000米×1000米×1000米的一个三维速度场，网格(例如，可以为立方体型)大小选择为边长10米，则得到的三维速度场的数据为100×100×100，速度场的网格的三条相互垂直的变可分别沿y方向(例如，水平面上的方向)、x方向(水平面上的前后方向)、z方向布置(竖直方向)。速度场的网格点上存储了一个速度值，这个速度值被图2中的相应位置的灰度所表示。
观测系统激发位置可通过导入的激发位置数据、检波点位置数据得到。观测系统激发位置的信息可包括激发点的坐标。观测系统激发位置与体能量坐标之间的对应过程可以为：在体能量的计算过程中，每计算一次可获得一个激发位置生成的体能量，这个体能量值实际上就是三维速度场离散化后的三维网格的位置上对应或存储的能量值，然后提取这个能量值的坐标和能量值的大小，与激发点的坐标形成一个索引文件，从而方便在后续操作中能够进行快速查找。
(3)利用所述索引文件找出某一速度场网格点的体能量所对应的激发点位置坐标。通过利用索引文件，可完成激发位置与体能量的快速查找。例如，利用索引文件，可以在选取激发位置的情况下，得到对每个速度场网格的体能量贡献值。
图3为选取图2中的第一灰度层部分体能量得到的激发位置显示示意图。图4示出了图3的体能量三维显示示意图。
如图3所示，可以看出第一灰度层体能量与激发点之间的对应关系，利用该对应关系可对观测系统进行优化，例如，选择在哪里增加炮点和检波点。
综上所述，本发明在波动理论框架下实现了体能量与激发位置的对应关系定位，突破了现有技术的体能量在计算完成后就与观测系统失去坐标联系的问题，实现了体能量与观测系统信息的关联定位，进而为后续的基于体能量的观测系统优化评价提供了可靠信息，具有十分重要的理论指导意义和应用价值。
尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (6)

1.一种基于波动方程的体能量与观测系统对应关系的体能量定位方法，其特征在于，所述体能量定位方法包括以下步骤：
按照观测系统数据确定观测覆盖范围，读取观测覆盖范围的区域内的模型速度场数据信息；
利用波动方程计算模型速度场的体能量，以生成体能量信息，并且在生成体能量信息时，将激发点位置坐标、和与该激发点位置坐标对应的速度场网格点坐标及体能量值相关联，以形成用于记录体能量与观测系统激发位置对应关系的索引文件，其中，所述模型速度场经离散化处理后可得到多个所述速度场网格点，所述速度场网格呈立方体；
利用所述索引文件找出某一速度场网格点的体能量所对应的激发点位置坐标。
2.根据权利要求1所述的基于波动方程的体能量与观测系统对应关系的体能量定位方法，其特征在于，所述观测系统数据包括激发位置数据、检波点位置数据和关系文件，其中，所述关系文件为表明检波点位置数据与激发点数据之间关系的文件。
3.根据权利要求1所述的基于波动方程的体能量与观测系统对应关系的体能量定位方法，其特征在于，所述模型速度场数据为三维速度场数据。
4.一种形成基于波动方程的体能量与观测系统对应关系的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
按照观测系统数据确定观测覆盖范围，读取观测覆盖范围的区域内的模型速度场数据信息；
利用波动方程计算模型速度场的体能量，以生成体能量信息，并且在生成体能量信息时，将激发点位置坐标、和与该激发点位置坐标对应的速度场网格点坐标及体能量值相关联，以形成用于记录体能量与观测系统激发位置对应关系的索引文件，其中，所述模型速度场经离散化处理后可得到多个所述速度场网格点，所述速度场网格呈立方体。
5.根据权利要求4所述的形成基于波动方程的体能量与观测系统对应关系的方法，其特征在于，所述观测系统数据包括激发位置数据、检波点位置数据和关系文件，其中，所述关系文件为表明检波点位置数据与激发点数据之间关系的文件。
6.根据权利要求4所述的形成基于波动方程的体能量与观测系统对应关系的方法，其特征在于，所述模型速度场数据为三维速度场数据。
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