一种虚源地震观测系统的设计方法

摘要

本发明提供了一种虚源地震观测系统的设计方法，属于地震勘探和开发领域。本发明方法首先估算可能的最大震源间距Δx_max，然后确定震源孔径范围L_shot，并通过数值模拟利用不同的震源间距来构建相关道集，并根据其f‑k谱是否具有假频来确定在地表激发的最佳震源间距，进而得到虚源地震观测系统。本发明方法为获得好的虚源构建结果提供了保障。

主权项

一种虚源地震观测系统的设计方法，其特征在于：所述方法首先估算可能的最大震源间距Δx_max，然后确定震源孔径范围L_shot，并通过数值模拟利用不同的震源间距来构建相关道集，并根据其f‑k谱是否具有假频来确定在地表激发的最佳震源间距，进而得到虚源地震观测系统；所述方法包括以下步骤：(S1)，根据已有的地质地球物理资料，建立研究区的速度模型；(S2)，建立初始观测系统；(S3)，地震波场模拟：将步骤(S1)建立的速度模型和步骤(S2)建立的初始观测系统输入到声波或弹性波模拟软件，得到合成地震记录；(S4)，虚源构建：抽取不同震源间距的合成地震记录，利用公式(1)进行虚源构建，得到所有相关道集D_AB(t)；$D_{AB}\left(t\right)=\underset{I=1}{\overset{N}{\Sigma }}{S}_{IA}(-t)*S_{IB}\left(t\right)---\left(1\right)$式中，S_IB(t)表示检波器B记录的第I个震源激发的地震道，S_IA(‑t)表示检波器A接收的来自震源I的逆时波场，*表示褶积，N表示炮点数；(S5)，对步骤(S4)得到的所有相关道集进行f‑k谱分析，得到最优的观测系统参数，即得到虚源地震观测系统；其中，所述步骤(S2)包括以下步骤：(S21)，根据地质任务，确定井中的接收排列，所述接收排列是指各个检波器的数量、相邻两个检波器之间的间距和各个检波器的埋置深度；(S22)，利用公式(2)估算可能的最大震源间距Δx_max：${\mathrm{\Delta x}}_{max}\le \frac{1}{2{\mathrm{pf}}_{max}}---\left(2\right)$其中，f_max是最大频率、p是f‑k谱中的斜率；利用公式(3)确定震源孔径范围L_shot：L_shot＝x₂‑x₁+2nL_f     (3)其中，n为菲涅尔宽度的倍数，是正整数，L_f为菲涅尔宽度，x₁是接收排列中的第一个检波器稳相位位置，x₂是接收排列中的最后一个检波器的稳相位位置；(S23)，将震源间距Δx的初始值设为最大震源间距Δx_max的八分之一或更小，至此就完成了初始观测系统的建立。