源檢雙定向的勘探地震方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于源檢雙定向的勘探地震方法。該方法主要針對連續(xù)梯度變化介質(zhì)，基于地震組合原理，同時組合了具有延時激發(fā)的震源和具有方向特性的檢波器，從最大入射角平面波激發(fā)和最小偏移距接收開始，逐漸遞減入射角和增加偏移距，直到產(chǎn)生反射波信號為止。該地震觀測方式加強了連續(xù)介質(zhì)條件下回折波和反射波的時距曲線區(qū)別，根據(jù)出現(xiàn)反射波的入射角及時距曲線方程計算最大回折深度，即反射地層的厚度信息。該方法能夠沿著地震測線依次觀測，從而得到地層厚度的變化。
【專利說明】
源檢雙定向的勘探地震方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于勘探地震領(lǐng)域，涉及一種基于地震組合原理的震源和檢波器雙定向的 勘探地震方法，特別是在沉積地區(qū)條件下的地震勘探。
【背景技術(shù)】：
[0002] 在沉積旋回明顯地區(qū)，地下介質(zhì)的物理參數(shù)隨深度呈線性變化。在這種連續(xù)介質(zhì) 條件下，地震波在無反射界面情況下，只產(chǎn)生回折波，并且回折波的射線路徑是一系列的圓 弧;而在有反射界面情況下，回折波達到最大回折深度，將產(chǎn)生地層界面的反射波。常規(guī)地 震采集觀測方式，回折波與反射波時距曲線有較大重疊(地震勘探第四版，何樵登等著，地 質(zhì)出版社，2009)，并不容易識別和區(qū)分回折波與反射波信號。
[0003] 基于地震組合原理，震源的組合通過波場的干涉疊加可以激發(fā)定向波場，而檢波 器組合通過方向特性可以加強接收某方向的平面波場。這兩種組合方式結(jié)合強化了地震方 法觀測平面波場的能力，而回折波作為一種經(jīng)地下介質(zhì)傳播的特殊直達波，需要利用地震 組合原理，重新設(shè)計地震觀測方式來更好的識別和觀測，從而獲得回折深度等地層信息。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于地震組合原理的震源和檢波器雙定向 的勘探地震方法。
[0005] 本發(fā)明針對沉積地區(qū)的連續(xù)介質(zhì)地層，根據(jù)其地震波時間場的變化規(guī)律，設(shè)計了 基于地震組合原理的觀測方法，通過組合激發(fā)平面波場，其入射角從大至小，組合接收排列 偏移距從小至大的觀測方法。這種源檢雙組合定向的方法，可以更容易的觀測到回折波，以 及達到最大回折深度的反射波，記錄此時的入射角信息，再根據(jù)時距曲線方程，計算反射地 層的厚度。
[0006] -種基于源檢雙定向的勘探地震方法包括下述方法和步驟：
[0007] a、根據(jù)沉積地層調(diào)測資料，建立連續(xù)介質(zhì)速度梯度函數(shù)，設(shè)地表速度為νο，β為速 度隨深度變化速率系數(shù)，ζ是深度參數(shù)，則速度函數(shù)為ν(ζ) = ν〇( 1+βζ);
[0008] b、測線小粧號開始布設(shè)震源，激發(fā)入射角為α的平面波，即按照地震組合原理，設(shè) 計震源組合，首先給α = 90° ;
[0009] c、速度隨深度線性規(guī)律分布時，地震波等時線是圓弧。根據(jù)連續(xù)介質(zhì)地震波的時 間場和時距曲線，分別計算等時線圓心位置，與地表測線交點，根據(jù)相交位置確定接收的最 小偏移距；
[0010] d、以最小偏移距為中心，根據(jù)組合檢波器的方向特性，設(shè)計反射角為α時組合檢波 器通放帶響應(yīng)最大的組合方式；
[0011] e、觀測接收到的地震信號，α = 9 0 °時收到地表直達波，α〈 9 0 °時首先接收到回折 波，隨之接收反射波；
[0012] f、以Δα度間隔減小入射角α，即依次激發(fā)入射角為90°-八€1、90°-2八€ [、"_的平面 波場，重復設(shè)計步驟b_e，直到觀測到反射波為止，記錄此時的激發(fā)入射角ar;
[0013] g、根據(jù)入射角ar計算反射地層厚度，計算公式為
[0014] h、震源向大粧號移動，沿著測線依次計算地層厚度，得到整
個測線的表層地層厚 度。
[0015] 有益效果:經(jīng)試驗，本發(fā)明公開的基于源檢雙定向的勘探地震方法在連續(xù)介質(zhì)條 件下，相比于常規(guī)單震源水平疊加多次覆蓋觀測系統(tǒng)，能很好地觀測回折波及出現(xiàn)反射波 的定向波場入射角，進而獲得地層的厚度。該方法相比于常規(guī)方法的效果:該地震觀測方式 相對于常規(guī)地震觀測方式，能有效的觀測連續(xù)介質(zhì)條件下的回折波信號，根據(jù)反射波的入 射角，以及時距曲線方程，計算最大回折深度，即反射地層的厚度信息，該方法沿著地震測 線依次觀測，從而得到地下地層厚度的變化。
【附圖說明】
[0016] 圖1地震觀測方式示意圖
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步的詳細說明。
[0018] -種基于源檢雙定向的勘探地震方法包括下述方法和步驟：
[0019] 圖1是本發(fā)明地震觀測方式示意圖，z軸代表地層深度，向下為正，z = 0是地表位 置，R是地下反射界面，五角星代表地表震源位置，倒三角代表檢波器位置。
[0020] a、根據(jù)沉積地層調(diào)測資料，建立連續(xù)介質(zhì)速度梯度函數(shù)，設(shè)地表速度為νο，β為速 度隨深度變化速率系數(shù)，Ζ是深度參數(shù)，則速度函數(shù)為V(Z) = νο( 1+βζ);
[0021] b、測線小粧號開始布設(shè)震源，激發(fā)入射角為α的平面波，即按照地震組合原理，設(shè) 計震源組合。首先給α = 90°。根據(jù)水平地表組合地震波場的方向因子公式來確定組合震源 相位差以及激發(fā)延時參數(shù)，公式如下：
[0022]
[0023] 兵甲，Κ是隨萬冋用父化的紐甘因f，η為震源個數(shù)，k為波數(shù)，d為震源間距，β為相 鄰震源間的相位差。再根據(jù)相位延遲與震源激發(fā)延時之間的關(guān)系β = 23??·τ，地震波數(shù)的定義 k=1/A=f/v，f為地震波頻率，ν是地震波速度，得到震源間激發(fā)延時參數(shù) = 其中 V 負號代表延時激發(fā)，激發(fā)的平面波場如圖1所示。
[0024] c、速度隨深度線性規(guī)律分布時，地震波等時線是圓弧。根據(jù)連續(xù)介質(zhì)地震波的時 間場和時距曲線，分別計算等時線圓心位置，與地表測線交點，根據(jù)相交位置確定接收的最 小偏移距。連續(xù)介質(zhì)情況下，定義射線參數(shù)p = sina/V，將速度函數(shù)ν(Ζ)=ν〇(1+β Ζ)帶入到 射線方S
之中，可以得到：
[0025]
[0026] 即射線方程是圓的方程式，如圖1所示，震源的圓心是(h，在z>0的地下，射線是一
段圓弧，圓心在ζ = _1/β，半徑〃 7^:，以及接收排列的最小偏移距· Ρ sin α
[0027] d、以最小偏移距為中心，根據(jù)組合檢波器的方向特性，設(shè)計反射角為α時組合檢波 器通放帶響應(yīng)最大的組合方式。檢波器組合方向的特征表達式為：
[0028]
[0029]其中Φ是檢波器組合方向因子，nr為接收排列中檢波器個數(shù)，ΔΧ是檢波器間距，f 是地震波頻率，當反射角為α時，Φ取最大，組合檢波器的組合間距是Μ· =_ 。接收的平 面波場如圖1所示。
[0030] e、觀測接收到的地震信號，α = 90°時收到地表直達波，α〈90°時首先接收到回折 波，隨之可能接收反射波；
[0031] 匕以八€1度間隔減小入射角€[，即依次激發(fā)入射角為90°-八€[、90°-2六€ [、~的平面 波場，重復設(shè)計步驟b_e，即射線方程的圓心位置從Oglj02，…，如圖1所示，直到觀測到反射 波為止，記錄此時的激發(fā)入射角a r;
[0032] g、根據(jù)入射角ar計算地層厚度，計算公式為
[0033] h、震源向大粧號移動，沿著測線依次計算地層厚度，得到整個測線的地層厚度。
【主權(quán)項】
1. 一種源檢雙定向勘探地震方法，其特征在于，包括W下步驟： a、 根據(jù)沉積地層調(diào)測資料，建立連續(xù)介質(zhì)速度梯度函數(shù)： ν(ζ)=νο(1+βζ) 式中:VO為地表速度，β為速度隨深度變化速率系數(shù)，Ζ為深度參數(shù)； b、 測線從小粧號開始布設(shè)震源，激發(fā)入射角為α的平面波，給定α = 90°; C、速度隨深度呈線性規(guī)律分布時，地震波等時線是圓弧，根據(jù)連續(xù)介質(zhì)地震波的時間 場和時距曲線，分別計算等時線圓屯、位置與地表測線交點，根據(jù)相交位置確定接收的最小 偏移距； d、 W最小偏移距為中屯、，根據(jù)組合檢波器的方向特性，設(shè)計反射角為α時，組合檢波器 通放帶響應(yīng)為最大組合方式； e、 觀測接收到的地震信號，α = 90°時收到地表直達波，α<90°時先接收到回折波，隨之 接收反射波； f、 W A α度間隔減小入射角α，即依次激發(fā)入射角為90° - A α、90° -2 Δ α、…的平面波場， 重復設(shè)計步驟b-e，直到觀測到反射波為止，記錄此時的激發(fā)入射角α。 g、 根據(jù)入射角Or計算反射地層厚度，計算公式為：h、 震源向大粧號移動，沿著測線依次計算地層厚度，得到整個測線的地層的厚度。
【文檔編號】G01V1/30GK105974463SQ201610442945
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】鞏向博, 于晨霞, 王升超, 韓立國
【申請人】吉林大學