(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010381607.4
(22)申请日 2020.05.08
(71)申请人 西南石油大学
地址 610500 四川省成都市新都区新都大
道8号
(72)发明人 徐峰 刘福烈 王晨晨 罗姜民
李勇军
(74)专利代理机构 北京中索知识产权代理有限
公司 11640
代理人 房立普
(51)Int.Cl.
G01V 1/30(2006.01)
(54)发明名称一种基于目的层确定震源组合参数的方法(57)摘要本发明公开了一种基于目的层确定震源组合参数的方法，包括以下步骤：S1、收集目标工区地震勘探单炮记录和原始地震剖面，确定地震剖面上成像较差的目的层区域；S2、将震源布置于成像较差的目的层区域进行数值模拟，得到震源位于该目的层区域处激发传播至地表时能量的分布情况，确定有利激发区域；S3、利用主波束方向方程，计算震源位于成像较差的目的层区域激发时，能量波出射地表的角度；S4、在有利激发区域，利用步骤S3中求出的地表的角度，通过目标函数确定震源组合参数；S5、重复S2-S4，计算目标工区中其他成像较差的目的层区域，获得地震剖面，本发明提高地震剖面的成像效果，更加真
实反映地下构造。权利要求书1页 说明书7页 附图6页CN 111551991 A 2020.08.18
C N 111551991
A
1.一种基于目的层确定震源组合参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、收集目标工区地震勘探单炮记录和原始地震剖面，确定地震剖面上成像较差的目的层区域；
S2、将震源布置于成像较差的目的层区域进行数值模拟，得到震源位于该目的层区域处激发传播至地表时能量的分布情况，确定有利激发区域；
S3、利用主波束方向方程，计算震源位于成像较差的目的层区域激发时，能量波出射地表的角度；
S4、在有利激发区域，利用步骤S3中求出的地表的角度，通过目标函数确定震源组合参数；
所述目标函数为:
式中，θ为主波束方向(能量波出射地表的角度)，°；n为震源组合个数，个；d为震源组合间距，m；f为子波频率，Hz；t为延迟激发时间,ms；Δh为震源埋深高差，m；v为介质速度，m/s；α1为θ+20°，α2为360°－α1；
S5、重复步骤S2-S4，计算目标工区中其他成像较差的目的层区域，获得地震剖面。
2.根据权利要求1所述的一种基于目的层确定震源组合参数的方法，其特征在于，所述数值模拟的参数设置如下：网格间距均为10m，时间采样间隔1ms，震源主频30Hz，炮间距50m，震源深度为10m，位于地表的检波器记录时长5s。
3.根据权利要求1所述的一种基于目的层确定震源组合参数的方法，其特征在于，所述
主波束方向方程为：
式中，t F 为初至波到达地表的时间，ms；τ为分析时间段，ms；x、z分别为横坐标和纵坐标，无量纲；m为标准矢量,m(1，0)；P为坡印廷矢量，无量纲。
4.根据权利要求1所述的一种基于目的层确定震源组合参数的方法，其特征在于，所述震源组合参数包括震源组合个数，延迟激发时间，震源组合间距，震源埋深高差。
权 利 要 求 书1/1页CN 111551991 A
一种基于目的层确定震源组合参数的方法
技术领域
[0001]本发明涉及地震勘探技术领域，具体涉及一种基于目的层确定震源组合参数的方法。
背景技术
[0002]人工激发震源所引起的地震波利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析人工地震产生的地震波在地下的传播规律，通过对单炮记录进行处理，得到地震剖面，用以推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法称之为地震勘探。地震勘探是地球物理勘探中最重要、解决油气勘探问题最有效的一种方法，它是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段。
[0003]通过对某一工区进行地震勘探，可以得到该工区的单炮记录，对单炮记录进行一系列处理可以得到该工区的地震剖面，通过地震剖面可以了解该工区的地下构造。高质量的地震剖面可以更加准确刻画地下构造信息，进而精确指导油气。
[0004]但是由于一个多世纪的不间断勘探，国内绝大多数油气田勘探程度较高，需要把勘探方向转到处于深层、薄层的隐蔽性油气藏以及复杂构造油气藏等。因此需要提高勘探精度，得到高分辨率和高信噪比的地震资料。
[0005]刘福烈等人根据相控震源理论，对震源组合激发参数进行理论分析，通过对震源个数、震源组合间距参数组合，可以得到不同的地震震源能量传播方向。该方法忽略了实际生产中地表高低起伏较大，只把震源布置在一水平排列上，没有把震源的高差考虑在内；其次，没有考虑各个震源激发时存在延迟时间的情况；最后，该方法中能量下传区分布范围只是一个大致的范围，没有以勘探目的层区域为目标进行定向激发地震波，存在较大的误差，地震剖面效果成效较差。
发明内容
[0006]针对上述问题，本发明提供一种基于目的层确定震源组合参数的方法，以勘探区域深部目的层区域为目标导向，确定能量传播至目的层区域时地震波在地表入射时的角度，提高地震剖面的成像效果，更加真实的反应地下构造。
[0007]本发明采用下述的技术方案：
[0008]一种基于目的层确定震源组合参数的方法，包括以下步骤：
[0009]S1、收集目标工区地震勘探单炮记录和原始地震剖面，确定地震剖面上成像较差的目的层区域；
[0010]S2、将震源布置于成像较差的目的层区域进行数值模拟，得到震源位于该目的层区域处激发传播至地表时能量的分布情况，确定有利激发区域；
[0011]S3、利用主波束方向方程，计算震源位于成像较差的目的层区域激发时，能量波出射地表的角度；
[0012]S4、在有利激发区域，利用步骤S3中求出的地表的角度，通过目标函数确定震源组
合参数；
[0013]所述目标函数为:
[0014]
[0015]式中，θ为主波束方向(能量波出射地表的角度)，°；n为震源组合个数，个；d为震源组合间距，m；f为子波频率，Hz；t为延迟激发时间,ms；Δh为震源埋深高差，m；v为介质速度，m/s；α1为θ+20°、α2为360°－(θ+20°)；
[0016]S5、重复步骤S2-S4，计算目标工区中其他成像较差的目的层区域，绘制地震剖面，有利于准确推断地下地层构造，进而达到精准寻油气的目标。
[0017]优选的，所述数值模拟的参数设置如下：网格间距均为10m，时间采样间隔1ms，震源主频30Hz，炮间距50m，震源深度为10m，位于地表的检波器记录时长5s。
[0018]优选的，所述主波束方向方程为：
[0019]
[0020]式中，t F为初至波到达地表的时间，ms；τ为分析时间段，ms；x、z分别为横坐标和纵坐标，无量纲；m为标准矢量,m(1，0)；P为坡印廷矢量，无量纲。
[0021]优选的，所述震源组合参数包括震源组合个数，延迟激发时间，震源组合间距，震源埋深高差。
[0022]本发明的有益效果是：
[0023]1、本发明以勘探目的层区域为目标导向，确定能量传播至目的层区域时地震波在地表入射时的角度，进而得到地表震源组合参数，以增强对勘探目的层区域能量的投射，提高地震剖面的成像效果，更加真实地反映地下构造；
[0024]2、本发明将实际生产的地表情况考虑在内，增加震源高差参数项，增加各个震源激发时的时间延迟项，更符合震源组合的实际情况。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。[0026]图1为本发明高陡复杂构造模型示意图；
[0027]图2为本发明震源位于a点激发时炮点照明图及地表能量统计示意图；
[0028]图3为本发明地表方向统计示意图；
[0029]图4为本发明震源位于a点时地表方向的统计情况示意图；
[0030]图5为本发明相控震源组合示意图；
[0031]图6为本发明倾斜线性组合激发示意图；
[0032]图7为本发明震源区域划分简易示意图；
[0033]图8为本发明震源位于a点处激发时地表接收能量统计以及主波束方向统计示意图；
[0034]图9为常规震源激发的波场照明示意图；
[0035]图10为采用本发明方法得到相同数值模拟参数下的波场照明图和某一单炮记录示意图；
[0036]图11为常规震源激发的某一单炮记录示意图；
[0037]图12为采用本发明方法得到相同数值模拟参数下的单炮记录示意图；
[0038]图13为采用传统震源激发的单炮记录处理后得到叠后偏移剖面示意图；[0039]图14为采用本发明方法进行定向组合震源激发，然后处理单炮记录得到的叠后偏移剖面示意图；
具体实施方式
[0040]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无须创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0041]除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0042]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0043]如图1至图14所示，一种基于目的层确定震源组合参数的方法，包括以下步骤：[0044]S1、收集目标工区地震勘探单炮记录和原始地震剖面资料，确定地震剖面上成像较差的目的层区域；
[0045]S2、将震源布置于成像较差的目的层区域进行数值模拟，得到震源位于该目的层区域处激发传播至地表时能量的分布情况，确定有利激发区域；
[0046]如图1所示，图中a处为成像较差的目的层区域之一，a点坐标为(5230m，1680m)，把震源布置于a处，进行数值模拟，数值模拟参数设置如下：网格间距均为10m，时间采样间隔1ms，震源主频30Hz，炮间距50m，震源深度为10m，在地表布置检波器，接受每个时刻下地表检波器接收的能量情况，记录时长5s。
[0047]如图2所示，图中黑曲线即为震源位于(5230m，1680m)激发时在地表接收能量的情况。从曲线上可以看出，在1330m-1760m、3555m-4754m、7774m-8294m范围内接收到能量较大，根据地震波可逆性原理，在这三个区域布置震源激发时，对a点贡献的能量相对于其他位置布置震源激发要强一些，所以这些区域即为有利激发区域。
[0048]S3、利用主波束方向方程，计算震源位于成像较差的目的层区域激发时，能量波出
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