Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)垂向覆蓋次數(shù)的計(jì)算方法
【專利摘要】提供了一種Walk-away?VSP觀測(cè)系統(tǒng)垂向覆蓋次數(shù)的計(jì)算方法，包括：在平面內(nèi)加載井軌跡數(shù)據(jù)，在過井口位置沿二維VSP測(cè)線方向繪制一條剖面線以將平面數(shù)據(jù)切成剖面，剖面上僅有井軌跡顯示；在切出的剖面上布設(shè)Walk-away?VSP觀測(cè)系統(tǒng)并且確定所有炮檢對(duì)關(guān)系；再按預(yù)定間隔劃分網(wǎng)格；計(jì)算所有炮檢對(duì)的反射點(diǎn)位置并確定反射點(diǎn)軌跡；將劃分成的網(wǎng)格里面的反射點(diǎn)進(jìn)行疊加，統(tǒng)計(jì)垂向網(wǎng)格內(nèi)的覆蓋次數(shù)；提取目的層覆蓋次數(shù)并進(jìn)行均勻性分析。
【專利說明】Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)垂向覆蓋次數(shù)的計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析評(píng)價(jià)技木，屬于垂直地震剖面觀測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體地說涉及ー種Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)垂向覆蓋次數(shù)的計(jì)算和分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]VSP (垂直地震剖面)是ー種地震觀測(cè)方法，它是與通常地面觀測(cè)的地震剖面相對(duì)應(yīng)的。地面觀測(cè)的地震剖面是在地表附近的ー些點(diǎn)上激發(fā)地震波，同時(shí)在沿地面測(cè)線布置的一些檢波點(diǎn)上進(jìn)行觀測(cè)；垂直地震剖面也是在地表附近的ー些點(diǎn)上激發(fā)地震波，但它是在沿井孔不同深度布置的一些檢波點(diǎn)上進(jìn)行觀測(cè)。前者檢波器放在地表，測(cè)線沿地面布置，所以又稱為水平(或地面)地震剖面；后者檢波器放在井中，測(cè)線沿井孔垂向布置，所以稱為垂直地層剖面。由于能量傳播路線較短，檢波器和離近地表噪音較遠(yuǎn)的地層較好連接，VSP可以產(chǎn)生比近地表地震資料更好的分辨率，產(chǎn)生的多種噪音也能被VSP測(cè)量下行波所確定的反褶積算子直接分辨和壓制。因此一直被作為地面地震資料處理和解釋的輔助手段，已經(jīng)較成熟地應(yīng)用在確定井附近的異常地質(zhì)現(xiàn)象、精確確定層速度以及鑒別多次波根源等方面。
[0003]Walk-away VSP屬于ニ維VSP的ー種形式，其觀測(cè)系統(tǒng)分為兩類:ー類是地面震源與井下檢波器都在改變的變井源距觀測(cè)系統(tǒng)，這種觀測(cè)系統(tǒng)適應(yīng)于海上觀測(cè)，采集時(shí)檢波器由下向上，等間隔觀測(cè)。震源點(diǎn)每激發(fā)一次，由井口向遠(yuǎn)方移動(dòng)一次(或由遠(yuǎn)方到井口移動(dòng)一次)；另ー類是只移動(dòng)震源的觀測(cè)系統(tǒng)，這種觀測(cè)系統(tǒng)是將測(cè)井檢波器固定在觀測(cè)井的某一深度，而震源則以一定的間距向遠(yuǎn)方(觀測(cè)井的ー邊或兩邊)移動(dòng)。一方面，這種觀測(cè)系統(tǒng)有利于掲示目的層的細(xì)節(jié)和復(fù)雜的地質(zhì)特征，但另一方面，由于這種觀測(cè)系統(tǒng)的特殊性，現(xiàn)有的觀測(cè)系統(tǒng)屬性計(jì)算方法還存在許多理論方法和技術(shù)上的問題。由于一般炮點(diǎn)布設(shè)在地面，檢波器布設(shè)在井中，導(dǎo)致射線傳播路徑的不對(duì)稱分布(如附圖1所示)，常規(guī)的地面CMP (共中心點(diǎn))覆蓋次數(shù)計(jì)算不能適用于VSP觀測(cè)系統(tǒng)屬性分析；又由于炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)并不是在同一個(gè)水平面上，而是在同一個(gè)剖面上，因此難以分析剖面上的反射點(diǎn)分布情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，提供了一種針對(duì)VSP (包括Walk-away VSP)觀測(cè)系統(tǒng)的屬性計(jì)算方法來評(píng)價(jià)觀測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)劣。
[0005]提供了ー種Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)垂向覆蓋次數(shù)的計(jì)算方法，包括:在平面內(nèi)加載井軌跡數(shù)據(jù)，在過井口位置沿ニ維VSP測(cè)線方向繪制一條剖面線以將平面數(shù)據(jù)切成剖面，剖面上僅有井軌跡顯示；在切出的剖面內(nèi)，布設(shè)Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)并且確定所有炮檢對(duì)關(guān)系；按預(yù)定間隔劃分網(wǎng)格；計(jì)算所有炮檢對(duì)的反射點(diǎn)位置并確定反射點(diǎn)軌跡；將劃分成的網(wǎng)格里面的反射點(diǎn)進(jìn)行疊加，統(tǒng)計(jì)垂向網(wǎng)格內(nèi)的覆蓋次數(shù)；提取目的層覆蓋次數(shù)并進(jìn)行均勻性分析。[0006]所述平面為(x，y)平面直角坐標(biāo)系平面，其中，X表示東坐標(biāo)，y表示北坐標(biāo)，并且根據(jù)兩點(diǎn)的平面坐標(biāo)來確定剖面端點(diǎn)位置。
[0007]所述切出的空間為(x，h)空間，預(yù)定間隔為(」X，」h)，其中，X表示東坐標(biāo)，h表示深度，」X表示偏移距，」h表示深度，所述網(wǎng)格為偏移距-深度網(wǎng)格。
[0008]在布設(shè)的Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)中定義了道移動(dòng)間隔、炮移動(dòng)間隔、移動(dòng)方向三個(gè)參數(shù)，并且根據(jù)所述三個(gè)參數(shù)來確定所有炮檢對(duì)關(guān)系。
[0009]基于以下解析式來計(jì)算所有炮檢對(duì)的反射點(diǎn)位置:
[0010]合
[0011]其中，X為反射點(diǎn)的水平坐標(biāo)，xw為井ロ的水平坐標(biāo)，xs為激發(fā)點(diǎn)的水平坐標(biāo)，Η為反射層深度，ζν為接收點(diǎn)深度。
[0012]提取目的層覆蓋次數(shù)并進(jìn)行均勻性分析的步驟包括:確定ー個(gè)目的層深度，將覆蓋次數(shù)值提取到某一目的層位的每個(gè)面元，計(jì)算選定層位上所有網(wǎng)格內(nèi)覆蓋次數(shù)的平均值，計(jì)算覆蓋次數(shù)的均勻程度，并且將方差值作為覆蓋次數(shù)的均勻性評(píng)價(jià)值。
[0013]將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明的實(shí)施而得知。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中:
[0015]圖1是VSP反射點(diǎn)射線路徑示意圖；
[0016]圖2是示出炮點(diǎn)井口處不連續(xù)，固定井段接收觀測(cè)系統(tǒng)照明的示意圖；
[0017]圖3是示出本發(fā)明的Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)垂向覆蓋次數(shù)計(jì)算方法的流程圖；
[0018]圖4是VSP過井二維線平面示意圖；
[0019]圖5是觀測(cè)系統(tǒng)剖面布設(shè)及炮檢關(guān)系加載示意圖；
[0020]圖6是Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)垂向覆蓋次數(shù)顯示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)在，詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其示例在附圖中表示，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的部件。以下通過參考附圖描述實(shí)施例以解釋本發(fā)明。
[0022]本發(fā)明g在克服目前地面觀測(cè)系統(tǒng)屬性分析的盲區(qū)，專門針對(duì)Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)評(píng)價(jià)而提出的一種新的屬性計(jì)算手段，即垂向覆蓋次數(shù)計(jì)算方法。該方法以解析的方式直接計(jì)算出地下反射點(diǎn)的分布位置，進(jìn)而推算出ー對(duì)炮檢對(duì)的地下反射點(diǎn)軌跡。如果層分的足夠細(xì)，這些反射點(diǎn)的軌跡是一條光滑的曲線。此外，隨著界面深度的増加，反射點(diǎn)非線性地從井柱離開，最后趨于震源和井的中線位置(如附圖1所示)，由此我們推導(dǎo)出所有炮檢對(duì)的地下反射點(diǎn)位置；然后統(tǒng)計(jì)出每個(gè)垂向面元內(nèi)反射點(diǎn)的個(gè)數(shù)并在剖面上表示，即為垂向覆蓋次數(shù)。由于井中檢波器位置的接收限制，使得射線的分布并不如地面觀測(cè)系統(tǒng)均勻，如果布設(shè)不好，還會(huì)出現(xiàn)井底以下的部分沒有被照明，存在覆蓋次數(shù)的盲區(qū)(如附圖2所示)，因此我們還需要對(duì)覆蓋次數(shù)的均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析成像點(diǎn)均勻分布程度，避免有些地方照明很強(qiáng)，而有些地方完全沒有照明的情況。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)VSP觀測(cè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)優(yōu)選。該發(fā)明是在原ニ維“線”屬性計(jì)算的基礎(chǔ)上提出了ー種新的“面”屬性計(jì)算方法，有效地解決了 Walk-away VSP炮檢關(guān)系建立復(fù)雜、屬性無(wú)法計(jì)算等問題，在沒有建立ニ維模型的條件下，為ニ維VSP采集觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了一種較好的、快速解決問題的途徑。
[0023]圖3是不出本發(fā)明的Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)垂向覆蓋次數(shù)計(jì)算方法的流程圖。
[0024]如圖3所示，在步驟S301，在(x，y)平面直角坐標(biāo)系平面內(nèi)加載井軌跡數(shù)據(jù)，在過井口位置沿ニ維VSP測(cè)線方向繪制一條剖面線以將平面數(shù)據(jù)切成剖面，剖面上僅有井軌跡顯不。
[0025]其中，X表示東坐標(biāo),y表示北坐標(biāo)，根據(jù)兩點(diǎn)的平面坐標(biāo)(xl, yl)和(x2, y2)來確定剖面端點(diǎn)位置，如附圖4所示。
[0026]在步驟S302，在切出的剖面(X，h)空間內(nèi)，如圖5布設(shè)Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)。以Up-away W_vsp觀測(cè)系統(tǒng)為例，即炮點(diǎn)向外移動(dòng),觀測(cè)井段向上移動(dòng)接收。如圖4所示，在該觀測(cè)系統(tǒng)中定義了道移動(dòng)間隔、炮移動(dòng)間隔、移動(dòng)方向三個(gè)參數(shù)，從而能夠迅速確定放炮關(guān)系表格，即確定所有炮檢對(duì)關(guān)系。
[0027]如附圖5所示，在進(jìn)行Up-away ff-vsp觀測(cè)系統(tǒng)的布設(shè)中，在井軌跡中布設(shè)檢波點(diǎn)，在地面布設(shè)炮點(diǎn)，然后定義炮檢點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。比如說樁號(hào)為1-10的炮點(diǎn)對(duì)應(yīng)檢波點(diǎn)樁號(hào)1-20，樁號(hào)為11-20的炮點(diǎn)對(duì)應(yīng)檢波點(diǎn)樁號(hào)21-40，以此規(guī)律類推，定義了道移動(dòng)間隔、炮移動(dòng)間隔、移動(dòng)方向三個(gè)參數(shù)。
[0028]在步驟S303，在切出的剖面(x，h)空間內(nèi)，按預(yù)定間隔(例如，X，」h))將切出的空間劃分網(wǎng)格。其中，X表示東坐標(biāo)，h表示深度，」X表示偏移距，」h表示深度。所述網(wǎng)格為偏移距-深度網(wǎng)格。例如,如果Zl X為20, Zl h為20,那么最后確立的偏移距-深度網(wǎng)格就為20*20。`
[0029]在步驟S304，計(jì)算所有炮檢對(duì)的反射點(diǎn)位置并確定反射點(diǎn)軌跡。
[0030]具體地講，可通過如下解析式計(jì)算所有炮檢對(duì)的反射點(diǎn)位置，確定反射點(diǎn)軌跡。一個(gè)激發(fā)點(diǎn)和一個(gè)接收點(diǎn)在地下的某個(gè)位置有反射，多個(gè)激發(fā)點(diǎn)和多個(gè)接收點(diǎn)在地下的多個(gè)位置有反射，利用炮檢點(diǎn)的反射理論可以得到反射點(diǎn)位置計(jì)算解析式:
[_]
5-VVV
[0032]其中，X為反射點(diǎn)的水平坐標(biāo)，xw為井ロ的水平坐標(biāo)，xs為激發(fā)點(diǎn)的水平坐標(biāo)，Η為反射層深度，Ζν為接收點(diǎn)深度。由上式可以計(jì)算出ー個(gè)反射點(diǎn)的坐標(biāo)(X，Η)，計(jì)算出多個(gè)反射點(diǎn)坐標(biāo)(XI，Η1)、(Χ2，Η2)、(Χ3，Η3)….(Χη，Ηη)，就可以由此得到所有反射點(diǎn)(成像點(diǎn))的軌跡。
[0033]在步驟S305，將劃分成的網(wǎng)格里面的反射點(diǎn)進(jìn)行疊加，統(tǒng)計(jì)垂向網(wǎng)格內(nèi)的覆蓋次數(shù)。例如，可將覆蓋范圍用剖面上的反射點(diǎn)軌跡表示，覆蓋次數(shù)用不同顔色表示(如附圖6所示)，在沒有具體模型的條件下，用以確定大概的照明范圍。
[0034]例如，在Χ-Η剖面空間內(nèi)，把每個(gè)20*20網(wǎng)格里包括的所有反射點(diǎn)個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其網(wǎng)格內(nèi)的反射點(diǎn)數(shù)用顔色表示(不同數(shù)量的反射點(diǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)不同顔色)，最后得到如附圖6所示的覆蓋次數(shù)圖。
[0035]在步驟S306，提取目的層覆蓋次數(shù)并進(jìn)行均勻性分析。[0036]具體地講，確定ー個(gè)目的層深度，將覆蓋次數(shù)值提取到某一目的層位的每個(gè)面元，計(jì)算選定層位上所有網(wǎng)格內(nèi)覆蓋次數(shù)的平均值，最后根據(jù)公知的方差公式計(jì)算覆蓋次數(shù)的均勻程度，將方差值作為覆蓋次數(shù)的均勻性評(píng)價(jià)值；方差值越小，代表覆蓋次數(shù)均勻性越好，反之則越差。
[0037]因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)垂向覆蓋次數(shù)計(jì)算和分析方法從覆蓋次數(shù)的角度實(shí)現(xiàn)了對(duì)于觀測(cè)系統(tǒng)的定量評(píng)估，從而可以直觀地根據(jù)均勻性數(shù)值對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0038]另外，通過采用本發(fā)明實(shí)施例的Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)垂向覆蓋次數(shù)計(jì)算和分析方法計(jì)算的垂向覆蓋次數(shù)以色標(biāo)方式的直觀顯示，便能夠快速地找到某個(gè)觀測(cè)系統(tǒng)的照明盲區(qū)，顯示了哪種觀測(cè)系統(tǒng)更加有利于井旁構(gòu)造的精確成像，從而進(jìn)一歩指導(dǎo)觀測(cè)系統(tǒng)
的建立。
[0039]盡管已經(jīng)參照其示例性實(shí)施例具體顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
【權(quán)利要求】
1.ー種Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)垂向覆蓋次數(shù)的計(jì)算方法，包括:在平面內(nèi)加載井軌跡數(shù)據(jù)，在過井口位置沿二維VSP測(cè)線方向繪制一條剖面線以將平面數(shù)據(jù)切成剖面，剖面上僅有井軌跡顯示； 在切出的剖面內(nèi)，布設(shè)Walk-away VSP觀測(cè)系統(tǒng)并且確定所有炮檢對(duì)關(guān)系； 按預(yù)定間隔劃分網(wǎng)格； 計(jì)算所有炮檢對(duì)的反射點(diǎn)位置并確定反射點(diǎn)軌跡； 將劃分成的網(wǎng)格里面的反射點(diǎn)進(jìn)行疊加，統(tǒng)計(jì)垂向網(wǎng)格內(nèi)的覆蓋次數(shù)； 提取目的層覆蓋次數(shù)并進(jìn)行均勻性分析。
2.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其中，所述平面為(x，y)平面直角坐標(biāo)系平面，其中，X表示東坐標(biāo)，y表示北坐標(biāo)，并且根據(jù)兩點(diǎn)的平面坐標(biāo)來確定剖面端點(diǎn)位置。
3.如權(quán)利要求2所述的計(jì)算方法，其中，所述切出的空間為(x，h)空間，預(yù)定間隔為 X, h)，其中，X表示東坐標(biāo)，h表示深度，Z X表示偏移距，Z h表示深度，所述網(wǎng)格為偏移距-深度網(wǎng)格。
4.如權(quán)利要求3所述的計(jì)算方法,其中，在布設(shè)的Walk-awayVSP觀測(cè)系統(tǒng)中定義了道移動(dòng)間隔、炮移動(dòng)間隔、移動(dòng)方向三個(gè)參數(shù)，并且根據(jù)所述三個(gè)參數(shù)來確定所有炮檢對(duì)關(guān)系。
5.如權(quán)利要求4所述的計(jì)算方法，其中，基于以下解析式來計(jì)算所有炮檢對(duì)的反射點(diǎn)位置
6.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算方法，其中，提取目的層覆蓋次數(shù)并進(jìn)行均勻性分析的步驟包括: 確定ー個(gè)目的層深度，將覆蓋次數(shù)值提取到某一目的層位的每個(gè)面元，計(jì)算選定層位上所有網(wǎng)格內(nèi)覆蓋次數(shù)的平均值，根據(jù)方差公式計(jì)算覆蓋次數(shù)的均勻程度，并且將方差值作為覆蓋次數(shù)的均勻性評(píng)價(jià)值。
【文檔編號(hào)】G01V1/30GK103454680SQ201310379540
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】黎書琴, 李亞林, 何光明, 敬龍江, 胡善政, 耿春, 蔡力 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司