一种虚源地震观测系统的设计方法
【专利摘要】本发明提供了一种虚源地震观测系统的设计方法，属于地震勘探和开发领域。本发明方法首先估算可能的最大震源间距Δxmax，然后确定震源孔径范围Lshot，并通过数值模拟利用不同的震源间距来构建相关道集，并根据其f-k谱是否具有假频来确定在地表激发的最佳震源间距，进而得到虚源地震观测系统。本发明方法为获得好的虚源构建结果提供了保障。
【专利说明】一种虚源地震观测系统的设计方法
【技术领域】
[0001]本发明属于地震勘探和开发领域，具体涉及一种虚源地震观测系统的设计方法。【背景技术】
[0002]虚源法地震技术是针对近地表复杂区域的油气勘探与开发而提出的一种新的地震勘探技术，是为了在不知道上覆岩层速度和近地表变化的情况下，对复杂和随时间变化的上覆岩层的下部进行成像和监测。因此，该方法在近地表复杂区高陡构造成像以及油气藏监测等方面，有良好的应用前景。
[0003]虚源法理论表明:如果一对给定的接收器记录震源位于围绕这两个接收器的一个封闭面上激发的波场(如图1所示，震源位于围绕两个接收器(A和B)的一个封闭面上。)，那么，这两个接收器之间的真实脉冲响应DabU)(即格林函数)，可通过该对接收器记录的波场进行互相关运算并对所有震源求和来获得，即:
【权利要求】
1.一种虚源地震观测系统的设计方法，其特征在于:所述方法首先估算可能的最大震源间距Axmax，然后确定震源孔径范围Lshtrt，并通过数值模拟利用不同的震源间距来构建相关道集，并根据其f_k谱是否具有假频来确定在地表激发的最佳震源间距，进而得到虚源地震观测系统。
2.根据权利要求1所述的虚源地震观测系统的设计方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: (51)，根据已有的地质地球物理资料，建立研究区的速度模型； (52)，建立初始观测系统； (53)，地震波场模拟:将步骤(SI)建立的速度模型和步骤(S2)建立的初始观测系统输入到声波或弹性波模拟软件，得到合成地震记录； (54)，虚源构建:抽取不同震源间距的合成地震记录，利用公式(I)进行虚源构建，得到所有相关道集Dab (t)； ^αβ(0 = Σ5/α(-0*5/β(0(I) 式中，Sib (t)表示检波器B记录的第I个震源激发的地震道，Sia (-t)表示检波器A接收的来自震源I的逆时波场，*表示裙积，N表示炮点数； (55)，对步骤(S4)得到的所有相关道集进行f_k谱分析，得到最优的观测系统参数，SP得到虚源地震观测系统。
3.根据权利要求2所述的虚源地震观测系统的设计方法，其特征在于:所述步骤(S2)包括以下步骤: (521)，根据地质任务，确定井中的接收排列，所述接收排列是指各个检波器的数量、相邻两个检波器之间的间距和各个检波器的埋置深度； (522)，利用公式(2)估算可能的最大震源间距Axmax: _丄/I Pfmax < kN 或i!^max — _ j,( / }
JrJrmx 其中，fmax是最大频率、P是f_k谱中的斜率； 利用公式(3)确定震源孔径范围Lshrt: LShot — x2—xi~*~2nLf(3) 其中，η为菲涅尔宽度的倍数，是正整数，Lf为菲涅尔宽度，Xl是接收排列中的第一个检波器稳相位位置，X2是接收排列中的最后一个检波器的稳相位位置； (523)，将震源间距ΛX的初始值设为最大震源间距ΛΧ_的八分之一或更小，至此就完成了初始观测系统的建立。
4.根据权利要求3所述的虚源地震观测系统的设计方法，其特征在于:所述步骤(S5)具体如下: 对步骤(S4)得到的所有相关道集进行f_k谱分析，找出与没有假频的f-k谱对应的震源间距，如果没有假频的f-k谱对应多个震源间距，则选择其中最大的震源间距作为最佳的震源间距； 如果所有相关道集的f-k谱全具有假频，则将菲涅尔宽度的倍数加1，即n = η+1，然后重复步骤(S21)和步骤(S22)后，将震源间距ΛΧ设为上一次震源间距ΛΧ的二分之一，然后重复步骤(S3)至(S5)，直至没有 假频存在，获得最优的观测系统参数，包括震源间距和震源孔径。
【文档编号】G01V1/00GK103713312SQ201210380802
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年10月9日 优先权日:2012年10月9日
【发明者】陈国金, 曹辉, 吴永栓, 张亚红 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院