CN109116416A - 基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，该基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法包括：步骤1，获取海水速度v_水和高速顶速度v_顶；步骤2，根据折射定理求取折射角θ；步骤3，加载观测系统；步骤4，求取海底倾角α；步骤5，进行初至波拾取；步骤6，列出旅行时表达式，求取检波点坐标。该基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法考虑了倾斜海底面，因此计算的坐标更为准确，流程及参数设置简单，运算速度快。

Description

基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法

技术领域

本发明涉及油气勘探地震资料处理技术领域，特别是涉及到一种基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法。

背景技术

现有的海底检波器二次定位方法主要有声波定位和初至波定位等方法，这些方法在算法的实现过程中都对野外实际情况进行了简化，增加了一些假设条件，其中一个假设条件是假设海底面是水平的，而实际海底并非水平，这样必然会给二次定位带来一定的误差。

在进行滩浅海施工时，由于受到海流、涌浪的巨大冲击，检波器会出现漂移现象，这就必须采取一定的方法获取检波点的真实位置。

如果采用不准确的坐标进行后续地震资料的处理，必然带来一系列的问题，最终会影响到整个资料处理的质量。在进行检波点二次定位时，如何获取最接近真实的坐标，是地震资料处理的关键内容。为此我们发明了一种新的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在倾斜海底面进行检波器坐标二次定位，操作简单易实现的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，该基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法包括：步骤1，获取海水速度v_水和高速顶速度v_顶；步骤2，根据折射定理求取折射角θ；步骤3，加载观测系统；步骤4，求取海底倾角α；步骤5，进行初至波拾取；步骤6，列出旅行时表达式，求取检波点坐标。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，获取海水速度v_水时，在野外直接将检波器放入水中，并记录下激发点与接收点的距离，再进行激发，记录直达波的时间，距离除以时间就是海水的速度。

在步骤1中，采用小折射的方法测定高速顶速度v_顶。

在步骤2中，根据折射定理得从而求得折射角为

，在步骤3中，将地震数据与野外测量成果进行合并，将0高程作为三维坐标体系z＝0面，第i炮的沉放深度为z_i，水深为e_i，其中，1≤i≤N，N为共检波点道集的道数，这样第i炮的坐标为(x_i，y_i，-z_i)，检波点坐标和高程由于检波点漂移，坐标不准，设漂移的检波点P的坐标为(x，y，-z)，z为检波点水深。

在步骤4中，对N炮的水深拟合成一个倾斜面，从而得到海底的倾角α。

在步骤5中，拾取第i炮地震数据漂移的检波点P的初至波时间t_pi。

在步骤6中，第i炮的坐标为(x_i，y_i，-z_i)，水深为e_i，检波点P的坐标为(x，y，-z)，z为检波点水深，先求炮点、检波点在水平面的投影距离d₁，

再求直达波的距离d₂，

然后求折射波的距离d₃，

最后列炮点到检波点的理论旅行时表达式t_i，

在步骤6中，采用最小二乘法求取检波点坐标，对于检波点P的最小二乘函数可以表示为：

然后分别求关于x、y的偏导数，并令这两个偏导数等于0。

解此方程组得检波点实际坐标。

本发明中的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，效果可靠性考虑了倾斜海底面，因此计算的坐标更为准确。该方法流程及参数设置简单，运算速度快。

附图说明

图1为本发明的一具体实施例中工区内地表高程图；

图2为本发明的一具体实施例中存在检波点漂移的原始单炮的示意图；

图3为本发明的一具体实施例中初至波拾取图；

图4为本发明的一具体实施例中原始单炮线性动校正图；

图5为本发明的一具体实施例中本发明检波点坐标二次定位后线性动校正图；

图6为本发明的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法的一具体实施例的流程图。

图7为本发明的一具体实施例中倾斜海底地震波传播示意图。

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，并配合附图所示，作详细说明如下。

在滩浅海工区，如果海底比较坚硬，局部是一套稳定的高速层，可以根据炮点到检波点的直达波和折射波的路径来求取旅行时，多个炮点对应一个检波点，就能建立旅行时方程组，对这个方程组求解就能得到检波点的坐标。

如图6所示，图6为本发明的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法的流程图。

步骤1，获取海水速度v_水。野外可以直接将检波器放入水中，并记录下激发点与接收点的距离，再进行激发，记录直达波的时间，距离除以时间就是海水的速度。

步骤2，获取高速顶速度v_顶。高速顶速度是否稳定是决定能否采用本方法的一个重要基础，对于高速顶不稳定的区块，本方法难于实行；对于某些高速顶比较稳定的区块(比如胜利油田浅海地区的高速顶速度大约是1800m/s)，本方法是可行的。高速顶的速度测定可以采用小折射的方法进行测定。

步骤3，求取折射角θ。根据折射定理得从而求得折射角为

步骤4，加载观测系统。将地震数据与野外测量成果进行合并，将0高程作为三维坐标体系z＝0面，第i炮(1≤i≤N，N为共检波点道集的道数)的沉放深度为z_i，水深为e_i，这样第i炮的坐标为(x_i，y_i，-z_i)，检波点坐标和高程可能由于检波点漂移，坐标不准，设漂移的检波点P的坐标为(x，y，-z)，z为检波点水深。

步骤5，求取海底倾角α。对N炮的水深拟合成一个倾斜面，从而可以得到海底的倾角α。

步骤6，初至波拾取。拾取第i炮地震数据漂移的检波点P的初至波时间t_pi。

步骤7，列旅行时表达式。旅行时计算用图7所示的几何关系。

先求炮点、检波点在水平面的投影距离d₁，

再求直达波的距离d₂，

然后求折射波的距离d₃，

最后列炮点到检波点的理论旅行时表达式t_i。

步骤8，求取检波点坐标。采用最小二乘法求取检波点坐标。

对于检波点P的最小二乘函数可以表示为：

然后分别求关于x、y的偏导数，并令这两个偏导数等于0。

解此方程组可得检波点实际坐标。

在应用本发明的一具体实施例中，以某油田滩浅海地区三维地震资料为目标靶区(图1)，应用本方法对该资料进行处理，以验证本方法的效果，具体流程图见图6。该实际资料采用16线4炮观测系统采集，地震资料时间长度7000ms，时间采样间隔为1ms，采样点数7000，每线道数为240道。采用上述方法对该资料进行处理。

1)首先进入步骤1，通过测量震源与检波器之间的距离和地震波从震源到检波器之间的时间，计算海水的速度。

2)然后依据步骤2，用小折射法测量得到高速顶速度，利用地震波在临界面入射地下折射界面时产生沿界面滑行的折射波的折射理论，根据折射波时距方程，从观测到的初至时间入手，计算出高速顶速度。

3)依据步骤3，利用步骤1和步骤2计算的海水速度和高速顶速度，计算折射角。

4)依据步骤4，加载观测系统，从原始单炮上可以看出检波点是否存在漂移，如图2所示，单炮中间存在的下拉现象就是检波点漂移产生的。

5)依据步骤5，求取某漂移检波点P附近的海底倾角，将检波点P接收的所有炮的水深拟合成一个倾斜面，从而可以得到海底的倾角。

6)依据步骤6，如图3所示，用高速顶速度做线性动校正，进行初至波拾取，获取初至时间。

7)依据步骤7和步骤8，求取检波点坐标。图4为加原始坐标的线性动校正单炮，可以看出，中间的地震道下拉明显，说明坐标不准确。图5为重新计算检波点坐标后，再进行线性动校正的单炮，可以看出初至被拉平，说明坐标准确。

Claims (9)

1.基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，其特征在于，该基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法包括：

步骤1，获取海水速度v_水和高速顶速度v_顶；

步骤2，根据折射定理求取折射角θ；

步骤3，加载观测系统；

步骤4，求取海底倾角α；

步骤5，进行初至波拾取；

步骤6，列出旅行时表达式，求取检波点坐标。

2.根据权利要求1所述的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，其特征在于，在步骤1中，获取海水速度v_水时，在野外直接将检波器放入水中，并记录下激发点与接收点的距离，再进行激发，记录直达波的时间，距离除以时间就是海水的速度。

3.根据权利要求1所述的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，其特征在于，在步骤1中，采用小折射的方法测定高速顶速度v_顶。

4.根据权利要求1所述的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，其特征在于，在步骤2中，根据折射定理得从而求得折射角为

5.根据权利要求1所述的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，其特征在于，在步骤3中，将地震数据与野外测量成果进行合并，将0高程作为三维坐标体系z＝0面，第i炮的沉放深度为z_i，水深为e_i，其中，1≤i≤N，N为共检波点道集的道数，这样第i炮的坐标为(x_i，y_i，-z_i)，检波点坐标和高程由于检波点漂移，坐标不准，设漂移的检波点P的坐标为(x，y，-z)，z为检波点水深。

6.根据权利要求1所述的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，其特征在于，在步骤4中，对N炮的水深拟合成一个倾斜面，从而得到海底的倾角α。

7.根据权利要求1所述的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，其特征在于，在步骤5中，拾取第i炮地震数据漂移的检波点P的初至波时间t_pi。

8.根据权利要求7所述的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，其特征在于，在步骤6中，第i炮的坐标为(x_i，y_i，-z_i)，水深为e_i，检波点P的坐标为(x，y，-z)，z为检波点水深，先求炮点、检波点在水平面的投影距离d₁，

再求直达波的距离d₂，

然后求折射波的距离d₃，

最后列炮点到检波点的理论旅行时表达式t_i，

9.根据权利要求8所述的基于三维方式的倾斜海底检波器二次定位方法，其特征在于，在步骤6中，采用最小二乘法求取检波点坐标，对于检波点P的最小二乘函数可以表示为：

然后分别求关于x、y的偏导数，并令这两个偏导数等于0。

解此方程组得检波点实际坐标。