基于地震照明的观测系统优化设计方法

发布时间：2020-06-09 23:36

【摘要】：随着石油天然气勘探开发向着复杂构造区不断延伸,油气勘探所面临的地质条件也越来越复杂,主要表现为地表起伏剧烈、近地表土质疏松激发接收条件差、地下地质构造速度横向变化大、勘探目标埋藏较深、高速体发育等。导致地震波传播情况复杂、地质目标成像困难。为了提高构造复杂地区地震资料采集的可靠性和高效性,近年来地球物理工作者们提出了地震波照明分析技术,通过分析地下各个面元的照明能量分布情况来评价采集效果,进而优化采集参数。同时,当传统单个震源的药量增加到一定程度时,激发产生的地震波能量将不再相应增加。在近地表散射源较多的中西部山前断裂带和近地表土质疏松的沙漠地区,激发接收条件差,普通震源激发难以获得理想的高信噪比地震数据。震源组合技术能够实现某一方向上各个子震源地震波场能量的同相叠加,提高地震资料信噪比和地震波照明度。然而,目前国内外对基于特定目标的组合震源最佳聚焦方向选择的研究相对较少。基于此,本论文在前人研究基础之上,将震源组合技术,坡印廷矢量和地震照明技术三者有机结合起来,提出了基于震源组合、面向目标、增强目的层照明均匀性的炮点设计方法。首先,利用等炮间距的常规观测系统进行双程波动方程的地震照明模拟,利用目的层照明曲线的均方差和峰值方差来判断目的层照明均匀性；其次,在目的层照明阴影区激发地震波,当初至波传播至地表时,利用坡印廷矢量进行地表方向统计,确定震源组合主波束方向。同时进行地表能量统计确定地表有利的激发区域；最后,在地表有利的激发区域设置组合震源进行炮点加密,按照地表方向统计结果设计组合震源参数。模型试验结果表明：局部加密组合震源明显提高了阴影区的照明能量和目的层照明均匀性,该方法对复杂地区针对特定勘探目标的观测系统优化设计具有一定的指导意义。
【图文】：

震源,快照,波场,网格点

系数不为零的地方即会形成反射波。反射波也是地震资料中最重要的信息。逡逑（１）本节对２N１和２N２介绍的规则网格和交错网格分别进斤简单模型和复杂模逡逑型的波场快照和单炮记录的数值模拟。图２－６和图２－７分别是规则网格和交错网格条件逡逑下不同差分阶数在４００ｍｓ时的波场快照。除网格格式不同Ｗ外，其余模拟参数全部相同：逡逑纵横向网格步长８ｍ，纵横向网格点数２５０，采样间隔１ｍｓ，模型速度２０００ｍ／ｓ。逡逑横向网格点数逦横向网格点数逡逑Ｉ逦５！逦１邋的逦ＩＳ１逦扣邋ｔ逦２Ｓ０逦１逦Ｓ１逦１０１逦１５１逦２０１逦２９０逡逑Ｉ邋Ａ逦■逦■逦＇逦＇逦Ｈ逦１邋１邋逦＂＂Ｉ逦■逦■逦＇逦Ｈ逡逑向邋Ｉ邋ＩＩＩ逦｜。１邋向…尸逦、邋－ｉｗ逡逑ｉ逦ＬＪ逦＇逦Ｗ逡逑ｉ逦ｗ逦化逦ｔｓｔ逦功ｉ逦巧ａ逦ｉ逦Ｓｔ逦做逦似逦２０１逦巧０逡逑（ａ）邋＿：阶逦（ｂ）四阶逡逑１３逡逑

模拟精度,规则网格,交错网格,快照

逦（ｄ）十＿：阶逡逑图２－６规则网格不同精度的波场快照逡逑从图２－６和２－７中可看出，在相同条件下，交错网格的模拟精度略高于规则网格逡逑的模拟精度。因此，交错网格在不增加任何计算量和内存占用的情况下通过差分系数的逡逑优化提高了模拟精度。同时，，差分阶数越高数值模拟精度越离。从图２－７中不同差分精逡逑度的模拟效果基本可得出结论：模拟精度比较低时，提高差分阶数能够明显提高模拟逡逑精度，当差分阶数提高到一定程度（我们认为六阶或八阶）时数值模拟精度提高得不再逡逑明显。因此，本节后的所有数值模拟均采用六阶差分进行数值模拟。逡逑横向网格点数逦横向网格点数逡逑１逦５１逦Ｉ邋扣逦向逦２０１逦２Ｓ０逦１逦ＳＩ逦１０１逦１５）逦ａｉｌ逦２Ｓ０逡逑Ｉ邋－ｊ逦＇逦■逦＇逦＇逦Ｋ逦Ｉ邋－Ｊ逦逦逦＇逦■逦？逦Ｋ逡逑纵纵逡逑１邋ｔ邋Ｊ邋１邋（）逡逑Ｓｔ逦抑逦巧１逦扣ｔ逦巧０逦ＳＩ逦ｉ扣逦巧Ｉ逦巧１逦巧0逡逑（ａ）－：阶逦（ｂ）四阶逡逑１４逡逑
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.4

【参考文献】