[發明專利]一種可控震源同步掃描波場正演數值模擬方法

在審

• 申請號: 201210408060.8
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN103777236A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 佘德平;楊麗;陳勝紅;趙群
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
• 主分類號: G01V1/24
• 分類號: G01V1/24;G01V1/28
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 郭韞

技術領域

本發明屬于石油勘探領域，具體涉及一種可控震源同步掃描波場正演數值模擬方法。

背景技術

可控震源同步掃描(又稱為同步激發)技術是近年來發展起來的一種高效地震采集技術。由于在采集過程中不考慮各個震源掃描信號之間的相互影響，因此該技術可以大大縮短采集周期，降低采集成本。目前該技術正逐步走向實用，但其資料處理仍然存在著各種方法技術的攻關難題。而可控震源同步掃描正演數值模擬技術的開發對于這種處理技術的攻關具有重要的意義。

目前常規地震波場數值模擬技術已發展到巖性與油藏模擬階段，基于彈性波方程的炸藥震源和可控震源掃描的常規地震波場正演數值模擬技術已極為完善，但未見有關可控震源同步掃描正演模擬技術的文獻和報道，目前在進行多震源地震方法技術研究時大多采用由常規炸藥震源模擬數據(或常規采集數據)的合成多震源地震數據或實際野外可控震源同步掃描的實際數據，由于這種合成數據不同于真正的多震源數據，而實際資料又過于復雜，從而影響了多震源地震處理技術的進度。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種可控震源同步掃描波場正演數值模擬方法，開發基于彈性波方程的2D、3D可控震源同步掃描連續記錄波場正演數值模擬技術，可以模擬滑動掃描、獨立同步掃描、偽隨機掃描、距離拉開同步掃描技術和V1等多種主要可控震源同步掃描連續地震記錄，為這些可控震源同步掃描地震技術的方法研發提供實驗數據。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種可控震源同步掃描波場正演數值模擬方法，所述方法包括以下步驟：

(1)輸入模擬參數：

所述模擬參數包括常規觀測系統參數和可控震源同步掃描參數；所述常規觀測系統參數包括炮間距、道間距、最大、最小偏移距和時間采樣間隔；所述可控震源同步掃描參數包括同步震源個數，掃描信號長度，最低頻率，最高頻率、聽時間長度，最大隨機時差以及各個震源掃描信號的分段數；

(2)根據步驟(1)輸入的模擬參數計算獲得可控震源同步掃描模擬參數，并將這些參數輸出到參數文件中；所述可控震源同步掃描模擬參數包括：每一個震源位置、起始與終止掃描時間及其屬于哪個同步源、連續記錄時間長度和每一個同步元的掃描信號；

(3)通過高階有限差分波場延拓計算得到模擬記錄：

根據步驟(1)輸入的模擬參數和步驟(2)計算得到的可控震源同步掃描模擬參數，利用高階有限差分形式的波動方程進行正演模擬計算得到模擬結果；

(4)輸出模擬結果：

將步驟(3)得到的模擬結果采用野外地震采集解編前的時間切片記錄方式進行記錄并輸出。

所述步驟(2)包括以下步驟：

(A)根據同步源個數將地面炮點區域劃分為與同步源個數相同的、形狀、大小近似相同的子區域，并對這些子區域進行編號；每個子區域采用一個掃描信號；所述掃描信號根據子區域編號、最低頻率，最高頻率和總的分段時間自動生成；

(B)按照常規觀測系統參數計算每一個子區域中的震源位置，并按順序對同一個子區域的震源位置進行獨立編號；同時利用隨機生成函數，根據最大隨機時差生成每一炮的隨機時差，并與其掃描信號長度和聽時間長度相加生成每一炮的完成時間長度；按照震源位置編號將每一炮的完成時間長度進行累加，從而得到同一子區域的各炮的起始與終止掃描時間；完成所有子區域的計算后得到所有炮的起始與終止時間(即所有震源位置掃描信號的起始與終止時間)以及每一個子區域的最長連續記錄時間；

(C)比較所有子區域的最長連續記錄時間的長度，選擇其中最長的作為模擬連續記錄時間長度。

所述步驟(3)中，在正演模擬計算時模擬計算區域的邊界采用的是高階有限差分形式最佳匹配層吸收邊界條件方程；在正演模擬計算時的循環順序是直接進行時間層的循環，且循環時間長度為步驟(C)中得到的模擬連續記錄時間長度。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明方法能夠根據實際模擬的需要，通過輸入參數的可控，可以模擬滑動掃描、獨立同步掃描、偽隨機掃描、距離拉開同步掃描技術和V1等多種主要方式的可控震源同步掃描、任意多個可控震源的正演模擬連續記錄，從而為多震源地震方法技術的研發提供實驗用數據和檢測方法技術正確性的數據。

附圖說明

圖1是本發明可控震源同步掃描波場正演數值模擬方法的步驟框圖。

圖2是本發明實施例中的兩個同步掃描震源分別在兩個不同位置掃描彈性波模擬垂直分量連續記錄。