專利名稱：一種對起伏地表觀察系統(tǒng)自動優(yōu)化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于勘探地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，尤其針對地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計中由于起伏地表引起的CMP偏移問題，提供了炮點自動優(yōu)化方案。
背景技術(shù)：
觀測系統(tǒng)設(shè)計是地震數(shù)據(jù)采集的必要步驟，是野外地震數(shù)據(jù)采集的施工依據(jù)。但長期以來，由于技術(shù)的局限，常規(guī)的觀測系統(tǒng)設(shè)計都是假設(shè)水平地表和水平介質(zhì)。隨著勘探程度的不斷深入，地表平坦的勘探工區(qū)越來越少，復(fù)雜地表和大幅度的起伏地表越來越多。其中，CMP-共中心點，常規(guī)地震觀測系統(tǒng)設(shè)計以水平地表和水平地下介質(zhì)為前提，做面元屬性分析時，以炮檢中心位置(CMP點)向下投影。CDP-共深度點，當?shù)乇頌槠鸱缑鏁r，按常規(guī)觀測系統(tǒng)設(shè)計獲得的面元屬性分析結(jié)果是不準確的，因為按彈性波射線理論這時的射線在目的層的反射位置是共深度點位置(CDP)。CMP和CDP的水平距離越小越好。通過改變炮點位置，使CMP和CDP的偏移距離盡可能的小，就可以消除由于起伏地表引起的這種誤差。然而由于一個炮點對應(yīng)許多檢波點(幾百、幾千甚至上萬道)，所以沒法找出一個炮點能使所有檢波點的CMP和CDP的偏移距都達到最小。本發(fā)明采用均方差最小，達到統(tǒng)計學(xué)上的最小誤差，使得總體上達到CMP和⑶P的偏移距最小。在觀測系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域一直沿用的手段仍然是水平地表和水平介質(zhì)的設(shè)計方法。近年來，有的軟件增加了對起伏地表觀測系統(tǒng)設(shè)計的評價，但仍然沒有提出解決的辦法。所以到目前還沒有人提出解決起伏地表引起的目的層面元屬性不均勻的問題，也沒有解決該問題的技術(shù)方案.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中地震勘探觀測系統(tǒng)設(shè)計中由于起伏地表引起的CMP偏移問題，提供了炮點自動優(yōu)化方案，使目的層的面元屬性(疊加次數(shù)和方位角)達到均勻，從而為日后數(shù)據(jù)處理和地震成像提供更為真實、可靠的原始數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過移動炮點位置，使CMP和⑶P之間的誤差在總體上(統(tǒng)計學(xué)意義)達到最小或最優(yōu)，以最大可能消除由于起伏地表引起的CDP面元屬性不均勻性。通過循環(huán)迭代的方法，使炮點位置不斷逼近最優(yōu)位置，達到自動優(yōu)化的目的。均勻的CDP面元屬性是獲得良好地震數(shù)據(jù)記錄的先決條件，從而為地震數(shù)據(jù)的偏移成像提供基礎(chǔ)性保障。本發(fā)明具體的技術(shù)方案為:一種對起伏地表觀察系統(tǒng)自動優(yōu)化的方法，所述優(yōu)化方法為使CMP (共中心點)和CDP(共深度點)之間的偏離誤差在達到最小或最優(yōu)(方差最小)，消除由于起伏地表引起的⑶P面元屬性不均勻性；方法通過循環(huán)迭代的過程，使炮點位置不斷逼近最優(yōu)位置.
所述使炮點位置不斷逼近最優(yōu)位置是指:該炮點所對應(yīng)的所有檢波點的CMP和CDP偏離誤差的均方差達到最小。所述方法包括:
步驟I，建立常規(guī)觀測系統(tǒng)，生成SPS文件，即炮點信息文件，檢波點信息文件和炮檢關(guān)系文件；步驟2，取得常規(guī)水平地表下的炮點和檢波點信息；步驟3，常規(guī)觀測系統(tǒng)中輸入高程信息，包括所有炮點和檢波點的高程和工區(qū)內(nèi)所有網(wǎng)格節(jié)點的高程。步驟4，計算 CMP 信息:XCMP = (XS+XE) /2, Ycmp = (YS+YE) /2，其中 XS、YS 為炮點坐標，Xe> Ye為檢波點坐標，Xcmp> Ycmp為共中心點坐標。步驟5,計算 CDP 信息:XCDP = Xe+ (Xs-Xe) *r/ (r+s)，Ycdp = Ye+ (Ys-Ye) *r/ (r+s)，其中Xs、Ys為炮點坐標，Xe> Ye為檢波點坐標，Xcdp> Ycdp為共深度點坐標，r為檢波點到目的層的深度，S為炮點到目的層的深度。步驟6,生成中心點偏移矢量圖；步驟7，應(yīng)用奇異點去除原則，濾除奇異點，去除奇異點的目的是為了照顧大多數(shù)非奇異點，使優(yōu)化結(jié)果更符合現(xiàn)實情況，對于奇異點本方法采取舍去的辦法，奇異點去除原則通常取面元網(wǎng)格的1/2，根據(jù)不同工區(qū)可作調(diào)整；步驟8，利用統(tǒng)計準則，即均方差最小準則:
方差=V[(X1 -X)2 + (X1-X)2 +...+ (Xn-X)2]/N )使CMP偏移距離最小，確定新的炮點位置；步驟9，將新的炮點位置投影到起伏地表上；步驟10，判斷結(jié)果收斂，連續(xù)二次循環(huán)獲得的炮點優(yōu)化位置與上一循環(huán)炮點位置之差小于0.2米或達到規(guī)定的迭代次數(shù)，迭代次數(shù)設(shè)定在15次以內(nèi)；如果收斂或達到迭代次數(shù)則轉(zhuǎn)入步驟11，否則轉(zhuǎn)入步驟4 ;步驟11，結(jié)束。本發(fā)明所設(shè)計的觀測系統(tǒng)自動優(yōu)化方法是針對起伏地表引起的CMP偏移，采用自動優(yōu)化炮點和檢波點位置，從而在統(tǒng)計學(xué)意義上達到目的層面元屬性的均勻。面元屬性的均勻是取得高質(zhì)量地震勘探野外資料的重要條件。同時，它也為地震資料成像質(zhì)量的提高創(chuàng)造了條件。


圖1為起伏地表對⑶P、CMP的影響示意2為單炮點單檢波點優(yōu)化示意3為單炮點多檢波點優(yōu)化示意4為本發(fā)明的方法流程5是本發(fā)明的實施例的效果圖將結(jié)合具體的實施方式加以說明
具體實施例方式由于起伏地表帶來的影響，使用常規(guī)的觀測系統(tǒng)存在CDP面元屬性不均勻的問題，如圖1所示，由于地表的起伏，CMP點與⑶P點不重合，基于CMP均勻的觀測系統(tǒng)并不能使CDP面元屬性均勻。炮點和檢波點的共中心點在CMP處，然而根據(jù)彈性波傳播的射線理論，實際射線在目的層的反射點在CDP處，要使CPD和CMP重合，必須把炮點移到S*處。S*代表理想炮點位置，這時CMP和⑶P重合。圖2是單炮點、單檢波點的優(yōu)化示意圖，圖中展示了一次優(yōu)化計算的過程。S*是理論上的最優(yōu)炮點位置，由于是起伏地表，理論上S*的位置經(jīng)過平面投影，實際落在了 SI處。SI比S更接近S*。經(jīng)過多次循環(huán)，最后的結(jié)果會逼近S*。圖中:cU表示炮點與檢波點的水平間距，隨著炮點的移動而改變(假設(shè)在初始時刻的= d) ;hs、hr為炮點和檢波點的深度；rl為⑶P和CMP的水平距離、r2為新舊炮點的水平距離。各個變量之間的關(guān)系如下面所示:
權(quán)利要求
1.一種對起伏地表觀察系統(tǒng)自動優(yōu)化的方法，其特征在于，所述優(yōu)化方法為使共中心點(CMP)和共深度點(CDP)之間的偏離誤差在達到最小或方差最小，消除由于起伏地表引起的⑶P面元屬性不均勻性；方法通過循環(huán)迭代的過程，使炮點位置不斷逼近最優(yōu)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對起伏地表觀察系統(tǒng)自動優(yōu)化的方法，其特征在于，所述使炮點位置不斷逼近最優(yōu)位置是指:該炮點所對應(yīng)的所有檢波點的CMP和CDP偏離誤差的均方差達到最小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對起伏地表觀察系統(tǒng)自動優(yōu)化的方法，其特征在于， 所述方法包括: 步驟1，建立常規(guī)觀測系統(tǒng)，生成SPS文件，即炮點信息文件，檢波點信息文件和炮檢關(guān)系文件； 步驟2，取得常規(guī)水平地表下的炮點和檢波點信息； 步驟3，常規(guī)觀測系統(tǒng)中輸入高程信息，包括所有炮點和檢波點的高程和工區(qū)內(nèi)所有網(wǎng)格節(jié)點的高程； 步驟 4，計算 CMP 信息:XCMP = (XS+XE) /2，Ycmp = (YS+YE) /2，其中 Xs、Ys 為炮點坐標，Χκ、Ye為檢波點坐標，Xcmp> Ycmp為共中心點坐標；步驟 5,計算 CDP 信息:XCDP = Xe+ (Xs-Xe) *r/ (r+s), Ycdp = Ye+ (Ys-Ye) *r/ (r+s),其中 Xs、Ys為炮點坐標 ，XR、YR為檢波點坐標，Xcdp> Ycdp為共深度點坐標，Γ為檢波點到目的層的深度，S為炮點到目的層的深度； 步驟6，生成中心點偏移矢量圖； 步驟7，應(yīng)用奇異點去除原則，濾除奇異點； 步驟8，利用統(tǒng)計準則，使CMP與CDP偏移距離最小，確定新的炮點位置； 步驟9，將新的炮點位置投影到起伏地表上； 步驟10，判斷結(jié)果收斂:即若連續(xù)二次循環(huán)獲得的炮點優(yōu)化位置與上一循環(huán)炮點位置之差小于規(guī)定距離或達到規(guī)定的迭代次數(shù)；如果收斂或達到迭代次數(shù)則轉(zhuǎn)入步驟11，否則轉(zhuǎn)入步驟4 ； 步驟11，結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種對起伏地表觀察系統(tǒng)自動優(yōu)化的方法，其特征在于， 所述步驟7中，應(yīng)用奇異點去除原則，濾除奇異點，采取舍去的辦法，奇異點去除原則取面元網(wǎng)格的1/2，[然后？]; 所述步驟8中，所述利用統(tǒng)計準則，即均方差最小準則:
全文摘要
本發(fā)明為一種對起伏地表觀察系統(tǒng)優(yōu)化的方法，本發(fā)明通過求取各接收點的理想炮點位置，再求取各接收點的CMP和CDP的誤差，使該誤差在總體(統(tǒng)計學(xué))上達到最小化，并通過迭代達到自動優(yōu)化的目的。以最大可能消除由于起伏地表引起的CDP面元屬性不均勻性。
文檔編號G01V1/36GK103091713SQ20111033496
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者殷厚成, 王龍泉 申請人: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(shù)研究院