CN112711066A - 一种三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于三维地震勘探技术领域，具体涉及一种三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法和装置。本发明在满足地震剖面允许的最大缺口需求下确定统计网格的尺寸，同时依据确定的基础面元网格的尺寸在设定评价区域内布设统计网格，使统计网格覆盖整个设定评价区域，并统计各个统计网格内的炮点数，根据各个统计网格内的炮点数确定每个基础面元网格内的炮点数，并依据每个基础面元网格内的炮点数评价炮点均匀性。该方法及装置按照采样均匀和炮点分布均匀原则，依据实际的炮点布设情况来确定炮点布设均匀性，使得对采用人工变观设计后的系统的炮点布设均匀性评价更加准确。

Description

一种三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法和装置

技术领域

本发明属于三维地震勘探技术领域，具体涉及一种三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法和装置。

背景技术

地震勘探是利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的影响，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，得到广泛应用。

随着国内探区油气勘探程度的不断深入，在复杂近地表和复杂构造地区寻找岩性油气田是目前的主要勘探目标。实际上在每天采区进行三维地震勘探时，由于受地形条件和建筑物的影响，特别是工区内村镇障碍更多、更大，河地表起伏大、山高坡陡地形突变点多，地表接收条件差异较大，不能按照预先设计的方案进行施工，很可能设计出的炮点、检波点位于障碍区内，或者出现不能满足安全激发的要求的情况。故在地震施工中激发点布设较为困难，较易造成点位分布不均匀甚至严重缺失；遇到较大障碍区时，因无法跨越而丢炮将造成局部地震资料空白。

针对该问题，三维地震勘探施工中通常采用变观方法加以弥补。传统变观设计通常都是人工操作，主要考虑覆盖次数、地表障碍情况，通过排列强行跨越障碍物、障碍物两端加大偏移距放炮或采用恢复性放炮的方法，来达到满足覆盖次数的目的。但是，随着地震勘探技术发展和勘探精度要求的提高，人工变观设计方法具有局限性，无法定量分析炮点变更的合理性，准确性较差，不能满足叠前偏移所要求的地震观测数据采样均匀和面元属性一致原则，难以适应实际工况要求。

授权公告号为CN102023310B的中国发明专利公开了一种三维观测系统均匀性分析方法，该方法通过计算覆盖次数分布非均匀系数、炮检距分布非均匀系数、方位角分布非均匀系数和炮检覆盖非均匀系数，从多方面分析给定的三维观测系统的覆盖次数、炮检距、方位角、炮检覆盖分布的均匀性，但该方法对三维观测系统进行评价所采用的数据为针对设计好的系统所测量、计算出的数据，而实际采集施工中变观系统的数据已变，若仍旧采用这些数据来对变观系统进行均匀性判断，便使得对变观系统均匀性(包括炮点布设均匀性)评价不准。

发明内容

本发明提供了一种三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法和装置，用以解决现有技术方法对炮点布设均匀性评价不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案和有益效果为：

本发明的一种三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法，包括如下步骤：

1)获取设定评价区域中的检波线距、炮点距、炮线距和检波点距；并根据检波线距、炮点距、炮线距和检波点距，确定基础面元网格的尺寸，所述基础面元网格用于表征计算炮点数的基础单元，所述基础面元网格的尺寸包括横向尺寸和纵向尺寸；

2)依据地震剖面允许的最大缺口范围，确定统计网格的尺寸；

3)在设定评价区域内布设所述统计网格，使横向相邻的两个统计网格之间不重叠部分的横向距离为基础面元网格的横向尺寸，纵向相邻的两个统计网格之间不重叠部分的纵向距离为基础面元网格的纵向尺寸，直至统计网格覆盖整个设定评价区域；

4)统计各个统计网格内的炮点数，并将统计网格内的炮点数作为该统计网格内各个基础面元网格的炮点数，以得到基础面元网格在该统计网格下的炮点数；

5)将基础面元网格在各个统计网格下的炮点数相加，得到各个基础面元网格内的炮点数；

6)根据每个基础面元网格内的炮点数，对设定评价区域的炮点布设均匀性进行评价。

本发明的一种三维地震勘探炮点布设均匀性评价装置，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如下方法：

1)获取设定评价区域中的检波线距、炮点距、炮线距和检波点距；并根据检波线距、炮点距、炮线距和检波点距，确定基础面元网格的尺寸，所述基础面元网格用于表征计算炮点数的基础单元，所述基础面元网格的尺寸包括横向尺寸和纵向尺寸；

2)依据地震剖面允许的最大缺口范围，确定统计网格的尺寸；

3)在设定评价区域内布设所述统计网格，使横向相邻的两个统计网格之间不重叠部分的横向距离为基础面元网格的横向尺寸，纵向相邻的两个统计网格之间不重叠部分的纵向距离为基础面元网格的纵向尺寸，直至统计网格覆盖整个设定评价区域；

4)统计各个统计网格内的炮点数，并将统计网格内的炮点数作为该统计网格内各个基础面元网格的炮点数，以得到基础面元网格在该统计网格下的炮点数；

5)将基础面元网格在各个统计网格下的炮点数相加，得到各个基础面元网格内的炮点数；

6)根据每个基础面元网格内的炮点数，对设定评价区域的炮点布设均匀性进行评价。

其有益效果：本发明在满足地震剖面允许的最大缺口需求下确定统计网格的尺寸，同时依据确定的基础面元网格的尺寸在设定评价区域内布设统计网格，使统计网格覆盖整个设定评价区域，并统计各个统计网格内的炮点数，根据各个统计网格内的炮点数确定每个基础面元网格内的炮点数，并依据每个基础面元网格内的炮点数评价炮点均匀性。该方法及装置按照采样均匀和炮点分布均匀原则，依据实际的炮点布设情况来确定炮点布设均匀性，使得对采用人工变观设计后的系统的炮点布设均匀性评价更加准确。而且，由于满足地震剖面允许的最大缺口需求，有利于减少叠前偏移噪声和采集足迹，通过统计相邻炮点间距，有效控制单条炮线上的最大炮距，达到更加均匀控制目的。

作为方法及装置的进一步改进，步骤1)中，所述基础面元网格相邻两边的尺寸分别为：检波线距和炮点距的最大公约数、炮线距和检波点距的最大公约数。

作为方法及装置的进一步改进，步骤5)和步骤6)中，将各个基础面元网格内的炮点数进行归一化处理，以得到各个基础面元网格内归一化后的炮点数；根据各个基础面元网格内归一化后的炮点数，对设定评价区域的炮点布设均匀性进行评价。

作为方法及装置的进一步改进，所述归一化处理为：将各个基础面元网格内的炮点数分别与基础面元网格面积相乘后再除以统计网格面积后得到的值作为各个基础面元网格内归一化后的炮点数。

作为方法及装置的进一步改进，为了方便直观评价设定评价区域中炮点布设均匀性，步骤6)中，得到各个基础面元网格内归一化后的炮点数后，使用曲面图将各个基础面元网格内归一化后的炮点数后进行显示，根据曲面图对设定评价区域的炮点布设均匀性进行评价。

附图说明

图1是本发明的方法实施例中的方法流程图；

图2是本发明的方法实施例中的勘探工区炮点分布图；

图3是本发明的方法实施例中的基础面元网格示意图；

图4是本发明的方法实施例中的统计网格示意图；

图5是本发明的方法实施例中的统计网格横向移动一次示意图；

图6是本发明的方法实施例中的统计网格纵向移动一次示意图；

图7是本发明的方法实施例中的网格炮数立体显示示意图。

具体实施方式

方法实施例1：

该实施例提供了一种三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法，下面结合图1进行详细的具体说明。

步骤1，依据三维地震观测系统参数，确定用于表征计算炮点数的基础面元网格尺寸。具体的：

1-1)依据三维地震观测系统参数，获取检波线距RLI、炮点距SPI、炮线距SPLI和检波点距RI、炮线号范围、炮点号范围、每炮的炮点号和炮线号。

1-2)由式(1)和式(2)所示函数确定基础面元网格尺寸，包括基础面元网格的横向尺寸和纵向尺寸：

Grid_x＝GCD(RLI，SPI) (1)

Grid_y＝GCD(SPLI，RI) (2)

式中，Grid_x、Grid_y分别表示基础面元网格的横向尺寸、纵向尺寸，GCD()表示最大公约数函数，RLI表示检波线距，SPI表示炮点距，SPLI表示炮线距，RI表示检波点距。

步骤2，依据三维地震观测系统和工区实际炮点分布区域，确定设定评价区域；依据步骤1确定的基础面元网格尺寸，从设定评价区域的原点开始，对设定评价区域进行网格的划分。具体的：

2-1)依据三维地震观测系统和工区实际炮点分布区域，确定设定评价区域。

2-2)依据三维地震观测系统参数，设定评价区域的原点为基础面元网格起始点，并设定第一个基础面元网格的编号。

2-3)在设定评价区域范围内，依据基础面元网格的横向尺寸，沿检波线方向移动，依据基础面元网格的纵向尺寸，沿炮线方向移动，直至基础面元网格满覆盖整个设定评价区域，如图3所示，并对每个基础面元网格进行统一编号为Grid(i，j)，其中，i＝i+1，j＝j+1。

步骤3，依据地震剖面允许的最大缺口范围，确定表征炮点均匀性的统计网格尺寸。具体的：

3-1)依据地震剖面允许的最大缺口范围，确定表征评价区域内炮点均匀性的统计网格尺寸。

3-2)依据三维地震观测系统参数，确定统计网格起始点和第一个统计网格编号。

步骤4，依据步骤1-1中确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1中确定的统计网格尺寸，获取第一个统计网格Win(1,1)范围内的炮点数。具体的：

4-1)依据基础面元网格尺寸和统计网格尺寸，确定第一个统计网格Win(1,1)范围内的基础面元网格的编号。

4-2)依据步骤1-1中获取的每炮的炮点号、炮线号和步骤3-1中确定的统计网格尺寸，确定第一个统计网格Win(1,1)范围内的炮点号范围为(SPI_A～SPI_B)、炮线号范围为(SPL_A～SPL_B)，并由式(3)所示函数确定第一个统计网格Win(1,1)范围内的炮点号在(SPI_A～SPI_B)并且炮线号在(SPL_A～SPL_B)范围内的炮点，获取第一个统计网格Win(1,1)范围内的炮点数NET_Win(1,1)。

N_SPI∈(SPI_A～SPI_B)∩NSPL∈(SPL_A～SPL_B) (3)

式中，N_SPL表示每个炮点的炮线号，N_SPI表示每个炮点的炮点号，NET_Win(1,1)表示统计网格Win(1,1)范围内的炮点数。

4-3)依据步骤4-2确定的第一个统计网格Win(1,1)范围内的炮点数和步骤4-1确定的Win(1,1)范围内的基础面元网格编号，由式(4)所示函数确定Win(1,1)范围内每个基础面元网格的炮点数NET_Grid(i1,j1)：

NET_Grid(i1,j1)＝NET_Win(1,1) (4)

式中，Grid(i1,j1)表示统计网格Win(1,1)范围内每个基础面元网格的编号，i1∈(1～10)且j1∈(1～20)；NET_Grid(i1,j1)表示统计网格Win(1,1)范围内每个基础面元网格Grid(i1,j1)的炮点数。

步骤5，依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，获取Win(1,1)横向移动一次后的统计网格Win(2,1)范围内基础面元网格的炮点数。具体的：

5-1)依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(2,1)范围内的基础面元网格的编号。

5-2)依据步骤1-1确定的每炮的炮点号、炮线号和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(2,1)范围内的炮点号范围为(SPI_A+1～SPI_B+1)、炮线号范围为(SPL_A～SPL_B)，并由式(5)所示函数确定炮点号在(SPI_A+1～SPI_B+1)并且炮线号在(SPL_A～SPL_B)范围内的炮点，获取如图5所示的统计网格Win(2,1)范围内的炮点数NET_Win(2,1)；

N_SPI∈(SPI_A+1～SPI_B+1)∩NSPL∈(SPL_A～SPL_B) (5)

式中，N_SPL表示每个炮点的炮线号，N_SPI表示每个炮点的炮点号，NET_Win(2,1)表示统计网格Win(2,1)范围内的炮点数。

5-3)依据步骤5-2确定的统计网格Win(2,1)范围内的炮点数和步骤5-1确定的Win(2,1)范围内的基础面元网格编号，由式(6)所示函数确定Win(2,1)范围内每个基础面元网格的炮点数NET_Grid(i2,j1)：

NET_Grid(i2,j1)＝NET_Win(2,1) (6)

式中，Grid(i2,j1)表示统计网格Win(2,1)范围内每个基础面元网格的编号，i2∈(2～11)且j1∈(1～20)；NET_Grid(i2,j1)表示统计网格Win(2,1)范围内每个基础面元网格Grid(i2,j1)的炮点数。

步骤6，依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，获取Win(1,1)横向移动M次后的统计网格Win(M+1,1)范围内基础面元网格的炮点数。具体的：

6-1)依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(M+1,1)范围内的基础面元网格的编号。

6-2)依据步骤1-1确定的每炮的炮点号、炮线号和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(M+1,1)范围内的炮点号范围为(SPI_A+M～SPI_B+M)、炮线号范围为(SPL_A～SPL_B)，并由式(7)所示函数确定炮点号在(SPI_A+M～SPI_B+M)并且炮线号在(SPL_A～SPL_B)范围内的炮点，获取如图5所示的统计网格Win(M+1,1)范围内的炮点数NET_Win(M+1,1)；

N_SPI∈(SPI_A+M～SPI_B+M)∩NSPL∈(SPL_A～SPL_B) (7)

式中，N_SPL表示每个炮点的炮线号，N_SPI表示每个炮点的炮点号，NET_Win(M+1,1)表示统计网格Win(M+1,1)范围内的炮点数。

6-3)依据步骤6-2确定的统计网格Win(M+1,1)范围内的炮点数和步骤6-1确定的Win(M+1,1)范围内的基础面元网格编号，由式(8)所示函数确定Win(M+1,1)范围内每个基础面元网格的炮点数NET_{Grid(iM+1,j1)}：

NET_{Grid(iM+1,j1)}＝NET_Win(M+1,1) (8)

式中，Grid(iM+1,j1)表示统计网格Win(M+1,1)范围内每个基础面元网格的编号，iM+1∈(M+1～M+10)且j1∈(1～20)；NET_{Grid(iM+1,j1)}表示统计网格Win(M+1,1)范围内每个基础面元网格Grid(iM+1,j1)的炮点数。

步骤7，依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，获取Win(1,1)纵向移动一次后的统计网格Win(1,2)范围内基础面元网格的炮点数。具体的：

7-1)依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(1,2)范围内的基础面元网格的编号。

7-2)依据步骤1-1确定的每炮的炮点号、炮线号和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(1,2)范围内的炮点号范围为(SPI_A～SPI_B)、炮线号范围为(SPL_A+1～SPL_B+1)，并由式(9)所示函数确定炮点号在(SPI_A～SPI_B)并且炮线号在(SPL_A+1～SPL_B+1)范围内的炮点，获取如图5所示的统计网格Win(1,2)范围内的炮点数NET_Win(1,2)；

N_SPI∈(SPI_A～SPI_B)∩NSPL∈(SPL_A+1～SPL_B+1) (9)

式中，N_SPL表示每个炮点的炮线号，N_SPI表示每个炮点的炮点号，NET_Win(1,2)表示统计网格Win(1,2)范围内的炮点数。

7-3)依据步骤7-2确定的统计网格Win(1,2)范围内的炮点数和步骤7-1确定的Win(1,2)范围内的基础面元网格编号，由式(10)所示函数确定Win(1,2)范围内每个基础面元网格的炮点数NET_Grid(i1,j2)：

NET_Grid(i1,j2)＝NET_Win(1,2) (10)

式中，Grid(i1,j2)表示统计网格Win(1,2)范围内每个基础面元网格的编号，i1∈(1～10)且j2∈(2～21)；NET_Grid(i1,j2)表示统计网格Win(1,2)范围内每个基础面元网格Grid(i1,j2)的炮点数。

步骤8，依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，获取Win(1,2)横向移动M次后的统计网格Win(M+1,2)范围内基础面元网格的炮点数。具体的：

8-1)依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(M+1,2)范围内的基础面元网格的编号。

8-2)依据步骤1-1确定的每炮的炮点号、炮线号和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(M+1,2)范围内的炮点号范围为(SPI_A+M～SPI_B+M)、炮线号范围为(SPL_A+1～SPL_B+1)，并由式(11)所示函数确定炮点号在(SPI_A+M～SPI_B+M)并且炮线号在(SPL_A+1～SPL_B+1)范围内的炮点，获取如图5所示的统计网格Win(M+1,2)范围内的炮点数NET_Win(M+1,2)；

N_SPI∈(SPI_A+M～SPI_B+M)∩NSPL∈(SPL_A+1～SPL_B+1) (11)

式中，N_SPL表示每个炮点的炮线号，N_SPI表示每个炮点的炮点号，NET_Win(1+M,2)表示统计网格Win(M+1,2)范围内的炮点数。

8-3)依据步骤8-2确定的统计网格Win(M+1,2)范围内的炮点数和步骤8-1确定的Win(M+1,2)范围内的基础面元网格编号，由式(12)所示函数确定Win(M+1,2)范围内每个基础面元网格的炮点数NET_{Grid(iM+1,,j2)}：

NET_{Grid(iM+1,,j2)}＝NET_Win(M+1,2) (12)

式中，Grid(iM+1,j2)表示统计网格Win(M+1,2)范围内每个基础面元网格的编号，i1∈(M+1～M+10)且j2∈(2～21)；NET_{Grid(iM+1,j2)}表示统计网格Win(M+1,2)范围内每个基础面元网格Grid(iM+1,j2)的炮点数。

步骤9，依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，获取统计网格Win(1,1)横向滚动M次，纵向滚动N次后的Win(M+1,N+1)范围内基础面元网格的炮点数，依据基础面元网格尺设制定滚动间距可以消除因为不同统计网格尺寸在滚动覆盖时引起的最高覆盖次数和最低覆盖次数的均差。具体的：

9-1)依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(M+1,N+1)范围内的基础面元网格的编号。

9-2)依据步骤1-1确定的每炮的炮点号、炮线号和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(M+1,N+1)范围内的炮点号范围为(SPI_A+M～SPI_B+M)、炮线号范围为(SPL_A+N～SPL_B+N)，并由式(13)所示函数确定炮点号在(SPI_A+M～SPI_B+M)并且炮线号在(SPL_A+N～SPL_B+N)范围内的炮点，获取如图5所示的统计网格Win(M+1,N+1)范围内的炮点数NET_Win(M+1,N+1)；

N_SPI∈(SPI_A+M～SPI_B+M)∩NSPL∈(SPL_A+N～SPL_B+N) (13)

式中，N_SPL表示每个炮点的炮线号，N_SPI表示每个炮点的炮点号，NET_Win(M+1,N+1)表示统计网格Win(M+1,N+1)范围内的炮点数。

9-3)依据步骤9-2确定的统计网格Win(M+1,N+1)范围内的炮点数和步骤9-1确定的Win(M+1,N+1)范围内的基础面元网格编号，由式(14)所示函数确定Win(M+1,N+1)范围内每个基础面元网格的炮点数NET_{Grid(iM+1,jN+1)}：

NET_{Grid(iM+1,jN+1)}＝NET_Win(M+1,N+1) (14)

式中，Grid(iM+1,jN+1)表示统计网格Win(M+1,N+1)范围内每个基础面元网格的编号，i1∈(M+1～M+10)且j2∈(N+1～N+20)；NET_{Grid(iM+1,jN+1)}表示统计网格Win(M+1,N+1)范围内每个基础面元网格Grid(iM+1,jN+1)的炮点数。

需说明的是，上述步骤4至步骤9的目的是为了在设定评价区域内布设统计网格，并使统计网格覆盖整个设定评价区域。

步骤10，按照上述步骤的原理不停重复，直至遍历完整个设定评价区域，获取得到基础面元网格在各个统计网格下的炮点数。将基础面元网格在各个统计网格下的炮点数相加，作为最终各个基础面元网格内的炮点数NET_Grid(i,j)。例如，处于设定评价区域四个角的基础面元网格，即Grid(i1,j1)、Grid(iM+1,j1)、Grid(i1，jN+1)、Grid(iM+1，jN+1)，只有一次赋值，即Grid(1,1)只在统计网格Win(1,1)下对其进行了赋值，Grid(iM+1,j1)只在统计网格Win(M+1,1)下对其进行了赋值，Grid(i1，jN+1)只在统计网格Win(1,N+1)下对其进行了赋值，Grid(iM+1，jN+1)只在统计网格Win(M+1,N+1)下对其进行了赋值。而处于设定评价区域其他位置的基础面元网格，则可能在不同统计网格下对其进行了赋值。例如，Grid(i2,j1)在统计网格Win(1,1)下对其进行了赋值，且在统计网格Win(2,1)下也对其进行了赋值，最终基础面元网格Grid(i2,j1)的炮点数为两者的相加。再由式(15)所示函数确定每个基础面元网格在统计网格移动满覆盖工区范围后的表征设定评价区域内炮点分布均匀性的网格炮点归一化计数值：

A(i,j)＝NET_Grid(i,j)*Grid_x*Grid_y/(Win_x*Win_y) (15)

式中，A(i,j)表示设定评价区域内的面元网格编号为(i,j)的炮点均匀性统计值；Win_x表示统计网格的横向尺寸，Win_y表示统计网格的纵向尺寸，Grid_y表示基础面元网格的纵向尺寸；Grid_x表示基础面元网格的横向尺寸。

步骤11，依据步骤10得到的每个基础面元网格的网格点炮归一化计数值，获取表征设定评价区域内炮点分布均匀性的曲面图，该曲面图的横纵坐标(X、Y坐标)分别为基础面元网格的横纵坐标，Z坐标为每个基础面元网格的网格点炮归一化计数值。通过该图可对三维地震观测系统变观的定量化分析，直观的看出空炮段范围，方便对不能满足施工需求的网格直接进行补炮或调整，以规范野外炮点布设，提高炮点调整的准确性。

下面以某地区为例，对该方法进行进一步描述。

步骤1，依据三维地震观测系统参数，确定用于表征计算炮点数的基础面元网格尺寸。具体的：

1-1)依据图2所示的三维地震观测系统，获取检波线距RLI＝200m、炮点距SPI＝50m、炮线距SPLI＝400m和检波点距RI＝25m，炮线号范围1001-4201，递增量为1、炮点号范围122-642，递增量为1、每炮的炮点号N_SP和炮线号N_SPL。

1-2)由式(1)和式(2)所示函数确定基础面元网格尺寸，包括基础面元网格的横向尺寸Grid_x＝50m和纵向尺寸Grid_y＝25m。

步骤2，依据三维地震观测系统和工区实际炮点分布区域，将图2所示的观测系统确定为设定评价区域；依据步骤1确定的基础面元网格尺寸，从设定评价区域的原点开始，对设定评价区域进行网格的划分及基础面元网格的全面覆盖。具体的：

2-1)依据三维地震观测系统和工区实际炮点分布区域，确定设定评价区域的范围为13000m×35000m＝455km²。

2-2)依据三维地震观测系统参数，设定评价区域的原点为基础面元网格起始点，并设定第一个基础面元网格的编号为Grid(1,1)。

2-3)在设定评价区域范围内，依据基础面元网格的横向尺寸50m，沿检波线方向逐次移动，依据基础面元网格的纵向尺寸25m，沿炮线方向移动，直至基础面元网格满覆盖整个设定评价区域，如图3所示，并对每个基础面元网格进行统一编号为Grid(i，j)，其中，i＝i+1，j＝j+1。

步骤3，依据如图2所示的地震剖面允许的最大缺口范围，确定表征炮点均匀性的统计网格尺寸。具体的：

3-1)依据地震剖面允许的最大缺口范围500m，确定表征评价区域内炮点均匀性的统计网格尺寸500m×500m。

3-2)依据三维地震观测系统参数，确定统计网格起始点和第一个统计网格编号。

步骤4，依据步骤1-1中确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1中确定的统计网格尺寸，获取统计网格Win(1,1)范围内的炮点数。具体的：

4-1)依据基础面元网格尺寸25m×50m和统计网格尺寸500m×500m，确定统计网格Win(1,1)范围内的基础面元网格的编号，如图4所示，包括Grid(1,1)、Grid(2,1)、Grid(3,1)、Grid(4,1)、……、Grid(10,1)；Grid(1,2)、Grid(2,2)、Grid(3,2)、Grid(4,2)、……、Grid(10,2)；……；Grid(1,20)、Grid(2,20)、Grid(3,20)、Grid(4,20)、……、Grid(10,20)，共计200个。

4-2)依据步骤1-1中获取的每炮的炮点号、炮线号和步骤3-1中确定的统计网格尺寸500m×500m，确定统计网格Win(1,1)范围内的炮点号范围为(122～131)、炮线号范围为(1001～1020)，并由式(3)所示函数确定统计网格Win(1,1)范围内的炮点号在(122～131)并且炮线号在(1001～1020)范围内的炮点，获取如图4所示统计网格Win(1,1)范围内的炮点数NET_Win(1,1)＝15。

4-3)依据步骤4-2确定的统计网格Win(1,1)范围内的炮点数和步骤4-1确定的Win(1,1)范围内的基础面元网格编号，由式(4)所示函数确定Win(1,1)范围内每个基础面元网格的炮点数NET_Grid(i1,j1)＝15。

步骤5，依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，获取Win(1,1)横向移动一次后的统计网格Win(2,1)范围内基础面元网格的炮点数。具体的：

5-1)依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸25m×50m和步骤3-1确定的统计网格尺寸500m×500m，确定统计网格Win(2,1)范围内的基础面元网格的编号，如图5所示，包括Grid(2,1)、Grid(3,1)、Grid(4,1)、Grid(5,1)、……、Grid(11,1)；Grid(2,2)、Grid(3,2)、Grid(4,2)、Grid(5,2)、……、Grid(11,2)；……；Grid(2,20)、Grid(3,20)、Grid(4,20)、Grid(5,20)、……、Grid(11,20)，共计200个。

5-2)依据步骤1-1确定的每炮的炮点号、炮线号和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(2,1)范围内的炮点号范围为(123～132)、炮线号范围为(1001～1020)，并由式(5)所示函数确定炮点号在(123～132)并且炮线号在(1001～1020)范围内的炮点，获取如图5所示的统计网格Win(2,1)范围内的炮点数NET_Win(2,1)＝17。

5-3)依据步骤5-2确定的统计网格Win(2,1)范围内的炮点数和步骤5-1确定的Win(2,1)范围内的基础面元网格编号，由式(6)所示函数确定Win(2,1)范围内每个基础面元网格的炮点数NET_Grid(i2,j1)＝17。

步骤6，依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，获取Win(1,1)横向移动M次后的统计网格Win(M+1,1)范围内基础面元网格的炮点数。具体的：

6-1)依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸25m×50m和步骤3-1确定的统计网格尺寸500m×500m，确定统计网格Win(M+1,1)范围内的基础面元网格的编号，包括Grid(M+1,1)、Grid(M+2,1)、Grid(M+3,1)、Grid(M+4,1)、……、Grid(M+10,1)；Grid(M+1,2)、Grid(M+2,2)、Grid(M+3,2)、Grid(M+4,2)、……、Grid(M+10,2)；……；Grid(M+1,20)、Grid(M+2,20)、Grid(M+3,20)、Grid(M+4,20)、……、Grid(M+10,20)共计200个。

6-2)依据步骤1-1确定的每炮的炮点号、炮线号和步骤3-1确定的统计网格尺寸500m×500m，确定统计网格Win(M+1,1)范围内的炮点号范围为(122+M～131+M)、炮线号范围为(1001～1020)，并由式(7)所示函数确定炮点号在(122+M～M+131)并且炮线号在(1001～1020)范围内的炮点，获取如图5所示的统计网格Win(M+1,1)范围内的炮点数NET_Win(M+1,1)。

6-3)依据步骤6-2确定的统计网格Win(M+1,1)范围内的炮点数和步骤6-1确定的Win(M+1,1)范围内的基础面元网格编号，由式(8)所示函数确定Win(M+1,1)范围内每个基础面元网格的炮点数NET_{Grid(iM+1,j1)}。

步骤7，依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，获取Win(1,1)纵向移动一次后的统计网格Win(1,2)范围内基础面元网格的炮点数。具体的：

7-1)依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸25m×50m和步骤3-1确定的统计网格尺寸500m×500m，确定统计网格Win(1,2)范围内的基础面元网格的编号，包括Grid(1,2)、Grid(2,2)、Grid(3,2)、Grid(4,2)、……、Grid(10,2)；Grid(1,3)、Grid(2,3)、Grid(3,3)、Grid(4,3)、……、Grid(10,3)；……；Grid(1,21)、Grid(2,21)、Grid(3,21)、Grid(4,21)、……、Grid(10,21)，共计200个。

7-2)依据步骤1-1确定的每炮的炮点号、炮线号和步骤3-1确定的统计网格尺寸500m×500m，确定统计网格Win(1,2)范围内的炮点号范围为(122～131)、炮线号范围为(1002～1021)，并由式(9)所示函数确定炮点号在(122～131)并且炮线号在(1002～1021)范围内的炮点，获取如图6所示的统计网格Win(1,2)范围内的炮点数NET_Win(1,2)＝15。

7-3)依据步骤7-2确定的统计网格Win(1,2)范围内的炮点数和步骤7-1确定的Win(1,2)范围内的基础面元网格编号，由式(10)所示函数确定Win(1,2)范围内每个基础面元网格的炮点数NET_Grid(i1,j2)＝15。

步骤8，依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，获取Win(1,2)横向移动M次后的统计网格Win(M+1,2)范围内基础面元网格的炮点数。具体的：

8-1)依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸25m×50m和步骤3-1确定的统计网格尺寸500m×500m，确定统计网格Win(M+1,2)范围内的基础面元网格的编号，包括Grid(M+1,2)、Grid(M+2,2)、Grid(M+3,2)、Grid(M+4,2)、……、Grid(M+10,2)；Grid(M+1,3)、Grid(M+2,3)、Grid(M+3,3)、Grid(M+4,3)、……、Grid(M+10,3)；……；Grid(M+1,21)、Grid(M+2,21)、Grid(M+3,21)、Grid(M+4,21)、……、Grid(M+10,21)，共计200个。

8-2)依据步骤1-1确定的每炮的炮点号、炮线号和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(M+1,2)范围内的炮点号范围为(122+M～131+M)、炮线号范围为(1002～1021)，并由式(11)所示函数确定炮点号在(122+M～131+M)并且炮线号在(1002～1021)范围内的炮点，获取如图5所示的统计网格Win(M+1,2)范围内的炮点数NET_Win(M+1,2)。

8-3)依据步骤8-2确定的统计网格Win(M+1,2)范围内的炮点数和步骤8-1确定的Win(M+1,2)范围内的基础面元网格编号，由式(12)所示函数确定Win(M+1,2)范围内每个基础面元网格的炮点数NET_{Grid(iM+1,j2)}。

步骤9，依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸和步骤3-1确定的统计网格尺寸，获取统计网格Win(1,1)横向滚动M次，纵向滚动N次后的Win(M+1,N+1)范围内基础面元网格的炮点数，依据基础面元网格尺设制定滚动间距可以消除因为不同统计网格尺寸在滚动覆盖时引起的最高覆盖次数和最低覆盖次数的均差。具体的：

9-1)依据步骤1-2确定的基础面元网格尺寸25m×50m和步骤3-1确定的统计网格尺寸500m×500m，确定统计网格Win(M+1,N+1)范围内的基础面元网格的编号，包括Grid(M+1,N+1)、Grid(M+2,N+1)、Grid(M+3,N+1)、Grid(M+4,N+1)、……、Grid(M+10,N+2)；Grid(M+1,N+2)、Grid(M+2,N+2)、Grid(M+3,N+2)、Grid(M+4,N+2)、……、Grid(M+10,N+2)；……；Grid(M+1,N+19)、Grid(M+2,N+20)、Grid(M+3,N+20)、Grid(M+4,N+20)、……、Grid(M+10,N+20)，共计200个。

9-2)依据步骤1-1确定的每炮的炮点号、炮线号和步骤3-1确定的统计网格尺寸，确定统计网格Win(M+1,N+1)范围内的炮点号范围为(122+M～131+M)、炮线号范围为(1001+N～1020+N)，并由式(13)所示函数确定炮点号在(122+M～131+M)并且炮线号在(1001+N～1020+N)范围内的炮点，获取如图5所示的统计网格Win(M+1,N+1)范围内的炮点数NET_Win(M+1,N+1)。

9-3)依据步骤9-2确定的统计网格Win(M+1,N+1)范围内的炮点数和步骤9-1确定的Win(M+1,N+1)范围内的基础面元网格编号，由式(14)所示函数确定Win(M+1,N+1)范围内每个基础面元网格的炮点数NET_{Grid(iM+1,jN+1)}。

步骤10，按照上述步骤的原理不停重复，直至遍历完整个设定评价区域，获取得到基础面元网格在各个统计网格下的炮点数。将基础面元网格在各个统计网格下的炮点数相加，作为最终各个每个基础面元网格的炮点数，再由式(15)所示函数确定每个基础面元网格在统计网格移动满覆盖工区范围后的表征设定评价区域内炮点分布均匀性的网格炮点归一化计数值A(i,j)。

步骤11，依据步骤10得到的每个基础面元网格的网格炮点归一化计数值，获取表征设定评价区域内炮点分布均匀性的曲面图，如图7所示，该曲面图的横纵坐标(X、Y坐标)分别为基础面元网格的横纵坐标，Z坐标为每个基础面元网格的网格点炮归一化计数值。通过该图可对三维地震观测系统变观的定量化分析，直观的看出空炮段范围，方便对不能满足施工需求的网格直接进行补炮或调整，以规范野外炮点布设，提高炮点调整的准确性。

方法实施例2：

在方法实施例1中，在移动统计网格时，是按照一行结束后再移动另一行的顺序进行的，以使统计网格覆盖整个设定评价区域。在该实施例中，与方法实施例1的区别仅在于，不再按照该顺序移动统计网格，而是按照依次计算Win(1,1)、Win(1,2)、……、Win(1,N)、Win(2,1)、Win(2,2)、……、Win(2,N)、……、Win(M,1)、Win(M,2)、……、Win(M,N)的顺序，来使统计网格覆盖整个设定评价区域。

方法实施例3：

在方法实施例1的步骤10中，将每个基础面元网格内的炮点数进行归一化处理，并根据归一化后的基础面元网格内的炮点数对设定评价区域的炮点布设均匀性进行评价。在该实施例中，与方法实施例1的区别仅在于，不再进行归一化处理，根据实施例1步骤9中得到的每个基础面元的炮点数直接进行绘制曲面图，并根据曲面图来观察设定评价区域的炮点布设均匀性。

方法实施例4：

在方法实施例1中，基础面元网格相邻两边的尺寸分别为：检波线距和炮点距的最大公约数、炮线距和检波点距的最大公约数。在该实施例中，与方法实施例1的区别仅在于，基础面元网格相邻两边的尺寸分别为：检波线距和炮点距的最大公约数的2倍(甚至N倍，N＞2)、炮线距和检波点距的最大公约数的2倍(甚至N倍，N＞2)。但该实施例得到曲面图与方法实施例1中得到的曲面图相比，不够密集，评价不够精细。

方法实施例5：

在方法实施例1中，步骤11通过曲面图将步骤10得到的归一化数值进行显示，以更加直观地观测设定评价区域炮点布设均匀性。在该实施例中，与实施例1的区别仅在不再执行步骤11，根据步骤10得到的归一化数值直接对设定评价区域炮点布设均匀性进行评价，或者将步骤10得到的归一化数值存储在表格中，依据表格对设定评价区域炮点布设均匀性进行评价。

装置实施例1：

该实施例提供了一种三维地震勘探炮点布设均匀性评价装置，该装置包括存储器和处理器，该装置包括存储器和处理器，存储器和处理器之间直接或间接地电性连接以实现数据的传输或交互。这里的处理器可以是通用处理器，例如中央处理器CPU，也可以是其他可编程逻辑器件，例如数字信号处理器DSP，处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现方法实施例1～5中介绍的一种三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法，由于方法实施例1～5已对该方法做了详细说明，这里不再赘述。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)获取设定评价区域中的检波线距、炮点距、炮线距和检波点距；并根据检波线距、炮点距、炮线距和检波点距，确定基础面元网格的尺寸，所述基础面元网格用于表征计算炮点数的基础单元，所述基础面元网格的尺寸包括横向尺寸和纵向尺寸；

2)依据地震剖面允许的最大缺口范围，确定统计网格的尺寸；

3)在设定评价区域内布设所述统计网格，使横向相邻的两个统计网格之间不重叠部分的横向距离为基础面元网格的横向尺寸，纵向相邻的两个统计网格之间不重叠部分的纵向距离为基础面元网格的纵向尺寸，直至统计网格覆盖整个设定评价区域；

4)统计各个统计网格内的炮点数，并将统计网格内的炮点数作为该统计网格内各个基础面元网格的炮点数，以得到基础面元网格在该统计网格下的炮点数；

5)将基础面元网格在各个统计网格下的炮点数相加，得到各个基础面元网格内的炮点数；

6)根据每个基础面元网格内的炮点数，对设定评价区域的炮点布设均匀性进行评价。

2.根据权利要求1所述的三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法，其特征在于，步骤1)中，所述基础面元网格相邻两边的尺寸分别为：检波线距和炮点距的最大公约数、炮线距和检波点距的最大公约数。

3.根据权利要求1所述的三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法，其特征在于，步骤5)和步骤6)中，将各个基础面元网格内的炮点数进行归一化处理，以得到各个基础面元网格内归一化后的炮点数；根据各个基础面元网格内归一化后的炮点数，对设定评价区域的炮点布设均匀性进行评价。

4.根据权利要求3所述的三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法，其特征在于，所述归一化处理为：将各个基础面元网格内的炮点数分别与基础面元网格面积相乘后再除以统计网格面积后得到的值作为各个基础面元网格内归一化后的炮点数。

5.根据权利要求3所述的三维地震勘探炮点布设均匀性评价方法，其特征在于，步骤6)中，得到各个基础面元网格内归一化后的炮点数后，使用曲面图将各个基础面元网格内归一化后的炮点数后进行显示，根据曲面图对设定评价区域的炮点布设均匀性进行评价。

6.一种三维地震勘探炮点布设均匀性评价装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如下方法：

1)获取设定评价区域中的检波线距、炮点距、炮线距和检波点距；并根据检波线距、炮点距、炮线距和检波点距，确定基础面元网格的尺寸，所述基础面元网格用于表征计算炮点数的基础单元，所述基础面元网格的尺寸包括横向尺寸和纵向尺寸；

2)依据地震剖面允许的最大缺口范围，确定统计网格的尺寸；

3)在设定评价区域内布设所述统计网格，使横向相邻的两个统计网格之间不重叠部分的横向距离为基础面元网格的横向尺寸，纵向相邻的两个统计网格之间不重叠部分的纵向距离为基础面元网格的纵向尺寸，直至统计网格覆盖整个设定评价区域；

4)统计各个统计网格内的炮点数，并将统计网格内的炮点数作为该统计网格内各个基础面元网格的炮点数，以得到基础面元网格在该统计网格下的炮点数；

5)将基础面元网格在各个统计网格下的炮点数相加，得到各个基础面元网格内的炮点数；

6)根据每个基础面元网格内的炮点数，对设定评价区域的炮点布设均匀性进行评价。

7.根据权利要求6所述的三维地震勘探炮点布设均匀性评价装置，其特征在于，步骤1)中，所述基础面元网格相邻两边的尺寸分别为：检波线距和炮点距的最大公约数、炮线距和检波点距的最大公约数。

8.根据权利要求6所述的三维地震勘探炮点布设均匀性评价装置，其特征在于，步骤5)和步骤6)中，将各个基础面元网格内的炮点数进行归一化处理，以得到各个基础面元网格内归一化后的炮点数；根据各个基础面元网格内归一化后的炮点数，对设定评价区域的炮点布设均匀性进行评价。

9.根据权利要求8所述的三维地震勘探炮点布设均匀性评价装置，其特征在于，所述归一化处理为：将各个基础面元网格内的炮点数分别与基础面元网格面积相乘后再除以统计网格面积后得到的值作为各个基础面元网格内归一化后的炮点数。

10.根据权利要求8所述的三维地震勘探炮点布设均匀性评价装置，其特征在于，步骤6)中，得到各个基础面元网格内归一化后的炮点数后，使用曲面图将各个基础面元网格内归一化后的炮点数后进行显示，根据曲面图对设定评价区域的炮点布设均匀性进行评价。

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