定向地震波延时参数优化设计方法
【专利摘要】本发明涉及一种定向地震波延时参数优化设计方法，建立勘探区域地下介质模型，通过模型计算，求得不同方向的定向地震数据，依据接收阵列内反射波能量最强和能量均衡分布相结合的原则，取得最优延时参数。有效地解决了复杂地质条件下，定向地震波的延时参数优化选取问题，相比于传统的定向地震波形成方法，有效应用于强噪声环境下复杂地质条件的资源勘探，更好地提高地震勘探数据质量。
【专利说明】定向地震波延时参数优化设计方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及一种基于能量均衡分布的定向地震波延时参数优化设计方法，特别是复杂介质条件下最优延时参数的优化设计方法。
【背景技术】:
[0002]定向波束形成技术源于相控阵雷达，通过控制各激发装置的相位，使波在某一方向加强，其它方向削弱，形成具有方向的波束，使目标反射信号增强，从而达到高质量及远距离探测目的，该项技术已被应用到地震勘探领域。
[0003]CN1560651公开了一种《相控阵地震勘探方法》，它采用多个可控震源按均匀间距共线方式排列。通过控制各个可控震源的延时或相位差，使得各个可控震源发出的扫描信号在地下某一方向同相叠加，震动信号加强。通过改变各震源的延时和相位差，从而实现地震波束的定向，使定向地震勘探成为可能。采用相控阵地震勘探方法，为陡倾斜地质体的地震勘探提供了一种有效方法，实现了定向地震勘探，此外还能提高地震勘探深度及地震勘探分辨率，解决了组合地震中震源台数不能过多的问题。
[0004]CN101320095公开了一种《单震源定向照明地震信号合成方法》，在测线上设计I个以上乃至η个奇数等间距炮点，同时在该测线上还布设有I个以上乃至N个等道间距检波点，通过可控震源取得炮点I单炮地震数据，移动炮点，取得炮点2单炮地震数据，移动炮点，取得炮点3单炮地震数据，以此方式类推取得乃至η个炮点的单炮地震数据，将延时后的单炮地震数据做线性叠加，合成具有方向性的定向照明地震信号，该信号对应定向地震波场。单震源定向照明地震信号合成方法与相控地震信号相比，信号的信噪比得到改善，具有需要震源数目少，工作成本低，操作简单，克服了多个激震器不一致性的问题。
[0005]CN101339252《基于单震源的定向照明地震勘探方法》。按传统地质勘探方法确定偏移距、道间距，共线布置检波器阵列，依据同一组内各炮点的偏移距不同，不同组序号相差η的m个炮点偏移距相同的方法，采集整个剖面的单炮地震数据，对属于同一组的单炮地震数据按编号顺序依次作等间隔延时，将延时后的单炮地震数据做线性叠加，合成具有方向性的定向照明地震信号，该信号对应定向地震波场，利用常规地震数据处理方法就能得到基于单震源的定向照明地震剖面。
[0006]定向地震波形成技术通过控制地震波束方向，改善接收数据中目标反射信号信噪t匕，而波束方向的控制是通过对延时时间的控制来实现。要获得最优的目标反射信号信噪t匕，需要确定最优的延时参数。简单地下介质条件下，延时参数可通过上述专利提供的方法选取，而实际地震勘探面对的经常是复杂介质。
【发明内容】
:
[0007]本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种主要用于地震勘探领域的源端及接收端波束定向，针对复杂介质条件的定向地震波延时参数优化设计方法。
[0008]本发明的主要思想是:通过模型计算，求得不同方向的定向地震数据，依据接收阵列内反射波能量最强和能量均衡分布相结合的原则，取得最优延时参数。
[0009]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0010]定向地震波延时参数优化设计方法，包括以下步骤:
[0011]a、根据测区地质、地球物理资料，建立勘探区域地下介质模型；
[0012]b、震源点和观测排列按常规地震勘探方法设计，设震源点个数为N，编号顺序分别为1，2，...，N，其中N≥2，各震源点保持等间距d，检波器道数为n，道间距为D，震源函数为f (t)，建立并求解弹性波方程，得到对应N个震源点的N个单炮记录；
[0013]C、根据地震波运动学原理，求取目标反射层上覆介质的均方根速度V ；
[0014]d、设地震波主波束方向与法线夹角为Θ，由定向地震波形成原理可知
【权利要求】
1.一种定向地震波延时参数优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤: a、根据测区地质、地球物理资料，建立探区地下介质模型； b、震源点和观测排列按常规地震勘探方法设计，设震源点个数为N，编号顺序分别为1，2，...，N，其中N≥2，各震源点保持等间距d，检波器道数为n，道间距为D，震源函数为f (t)，建立并求解弹性波方程，得到对应N个震源点的N个单炮记录； C、求取目标反射层上覆介质的均方根速度V ； d、设地震波主波束方向与法线夹角为0，sin0=:+，_中延时时间τ为定向地震波
形成方法的延时时间参数，再根据三角函数性质-1 ^ sine ( 1，则有 -—<%<—(不等式I) 其中延时参数τ取负值时代表信号超前，求解不等式1，得到不等式的解集
e、在[tmtj内，采用线性插值等间隔选取m个延时时间参数，记为T1,τ a,..., Ti,..., τ m，其中 τ i = tQ, τ m = tpm ≥ 20,针对每个延时参数 τ e [I, m]),将N个单炮记录按震源点编号分别延时0，2 Ti, 3 Ti,……，(N-1) Ti,然后叠加，得到对应延时参数τ j的定向地震记录Hi ； 1以故中勘探目标反射信号同相轴为中心，选取等长的反射波时窗，计算定向地震记录Hi内各道目标反射信号能量，其中j e [l，n]，根据公式p.计算接收阵列内各道反射波能量密度Pu; g、根据為=EiL?，计算Hi内接收阵列接收的目的反射波总能量hi;根据[(T1J1),(
τ a, h2),..., ( τ j, h^,..., ( τ m, hm)]绘制反射波能量随延时时间参数变化曲线,并从中找出前5个最大值点，设该五个最大值点对应的延时参数为: h、计算对应τ/，τ；,τ3’，τ 4’，τ ；的5个定向地震记录的反射波能量密度方差，最小方差对应的延时时间即为定向地震波的最优延时时间参数。
【文档编号】G01V1/00GK103984007SQ201410252844
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】姜弢, 葛利华, 徐学纯, 林君, 贾海青, 杨志超 申请人:吉林大学