[發明專利]一種地震子波頻率計算方法

在審

• 申請號: 201410036712.9
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN104809324A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 魏修成;劉韜;季玉新;陳天勝;劉春園;劉炯
• 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勘探開發研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

技術領域

本發明涉及地震勘探技術領域，具體地說，涉及一種地震子波頻率計算方法。

背景技術

地震勘探是利用震源激發地震波，并對記錄到的地震波進行分析從而探測地下油氣資源的重要技術。在這當中，震源直接決定著地震子波的能量、頻率等特性，對后續的勘探生產也起著至關重要的作用。炸藥是地震勘探中常用的一種震源，然而由于爆炸激發過程的復雜性，在炸藥震源對于地震子波影響方面的研究尚少。在實際的地震采集過程當中，更多的是基于經驗性的指導進行工作的開展。

現有的地震子波頻率計算方法無法準確、快捷地對地震子波頻率進行計算。其中有采用地震波的頻率與炸藥量的立方根存在的反比關系來描述地震子波頻率的方法，但該方法只能定性地描述炸藥與激發的地震頻率之間的關系。

還有一種地震子波頻率計算方法是基于統計學的方法來獲得地震子波頻率與炸藥震源質量之間的關系，該方法認為炸藥量越小，地震子波的頻率越高。但是這種方法在計算地震子波頻率的過程中需進行大量的試驗，并且具有較為明顯的區域特性，不利于在現場進行地震子波頻率的快速、準確地計算。

此外還有一種地震子波頻率計算方法是通過彈性波場模擬的方式，將震源等效成一個脈沖信號，對激發出的波場進行計算，最后得到地震波場的頻率信息。但是在實際激發過程中，炸藥能量對介質是一個破裂過程，遠非彈性形變過程，因此該方法計算得到的地震子波頻率與實際值相差較大。

另有一種地震子波頻率計算方法是空穴模擬法，該方法假設炸藥處于一個空腔足夠大的洞穴中，炸藥爆炸釋放能量后到達空腔外壁時炸藥產生的能量以彈性波的形式傳播，然后再利用空腔半徑和聲波速度信息進行子波主頻的估算。該方法能夠定量地計算出地震子波的主頻信息，但是在實際現場采集過程中，炸藥激發之后會有相當一部分的能量用于破碎巖石，所以該方法的前提條件很難得到滿足，從而使得計算得到的地震子波頻率也存在較大偏差。

基于上述情況，亟需一種能夠快速、準確地計算地震子波頻率的方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種地震子波頻率計算方法，其包括以下步驟：

獲取地震震源和傳播介質的物理參數；

根據地震震源和傳播介質的物理參數，計算地震震源產生的破碎區的幾何參數；

基于所述破碎區的幾何參數和傳播介質的物理參數中的縱波速度，根據空腔爆炸模型計算地震子波的頻率；

其中，所述地震震源的物理參數包括地震震源的質量、爆炸常數，以及地震震源的半徑和/或密度，所述傳播介質的物理參數包括傳播介質的密度、縱波速度、單軸抗拉強度、質點臨界振動速度。

根據本發明的一個實施例，所述破碎區的幾何參數包括破碎區半徑，根據如下公式計算所述破碎區半徑：

Rd=427uc·(R0·Qπ·ρ)1/4]]>

其中，R_d表示破碎區半徑，u_c表示質點臨界振動速度，R₀表示地震震源的半徑，Q表示地震震源釋放的總能量，ρ表示傳播介質的密度。

根據本發明的一個實施例，所述空腔爆炸模型包括：