一种三维地震观测系统面元一致性评价方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种三维地震观测系统面元一致性评价方法及系统，该方法包括：输入观测系统每个面元的方位角‑炮检距数据对；将每个面元的方位角‑炮检距数据对分别映射在各自的一个二维空间；将满覆盖次数区域内特定范围的方位角‑炮检距数据对映射到一个标准面元二维空间；利用标准面元二维空间数据与每个面元二维空间数据计算空间相关度；统计和输出观测系统所有面元的相关度数据。本发明专利技术的方法是可行的，在实际应用中是能解决观测系统面元一致性的评价和优选问题。

【技术实现步骤摘要】
一种三维地震观测系统面元一致性评价方法及系统
本方法涉及地震勘探领域，特别地，针对三维地震勘探观测系统设计，提出了一种基于方位角和炮检距一致性的评价方法，用于地震勘探观测系统的优化和选择。
技术介绍
三维地震勘探技术是目前石油勘探的主流技术。三维地震观测系统的优劣直接影响着采集的地震数据的质量，进而影响地震勘探的效果。因此，三维地震观测系统的评价十分重要。三维地震观测系统面元属性是评价三维观测系统的重要手段之一，其中面元方位角和炮检距的分布又是最重要的面元属性。无论从采集还是成像的角度来说，理想的三维观测系统要求面元方位角全方位，炮检距均匀分布。宽方位和炮检距均匀分布的观测系统能够对多次波，地滚波，偏移噪音，及其他各种随机干扰和噪音有效的衰减和压制。目前，三维观测系统面元方位角和炮检距的评价主要是通过单个面元的方位角蜘蛛图，炮检距线条图等方式来表示。这种表示方法，一方面不能定量的评价不同面元之间的差别，基本上是依靠设计人员的观测和经验来判断，另一方面，没有把炮检距和方位角综合进行评价。最近几年，也有人尝试通过一维互相关的方法定量评价面元炮检距和方位角的分布。但是，这些方法要么只考虑炮检距的分布，要么即使考虑了方位角问题，也是先考虑炮检距，然后再逐个方位角在评价不同方位角的炮检距分布，而没有把炮检距的方位角作为一个整体综合考虑。
技术实现思路
本专利技术针对地震勘探观测系统设计，提出了一种基于方位角和炮检距一致性的评价方法。该方法将面元炮检距和方位数据映射在一个二维空间中，通过二维空间互相关的方法，定量计算每个面元方位角和炮检距二维空间的与一个标准的面元方位角和炮检距二维空间分布的相关度，定量的来评价观测系统面元的方位角和炮检距分布一致性，并通过直观的数据图形给出评价结果。设计者可以依据该结果，对设计的观测系统进行调整，或者在多个备选方案中，优选出最佳的方案。根据本专利技术的一个方面，提供一种三维地震观测系统面元一致性评价方法，该方法包括：输入观测系统每个面元的方位角-炮检距数据对；将每个面元的方位角-炮检距数据对分别映射在各自的一个二维空间；将满覆盖次数区域内特定范围的方位角-炮检距数据对映射到一个标准面元二维空间；利用标准面元二维空间数据与每个面元二维空间数据计算空间相关度；统计和输出观测系统所有面元的相关度数据。进一步地，每个面元的方位角-炮检距数据对记为avoi(θ,x)，i＝1，2，…，K，K为该面元覆盖次数。进一步地，将每个面元的方位角-炮检距数据对分别映射在各自的一个二维空间包括：①指定一个方位角步长dθ，将方位角等分成M等分，其中M＝360/dθ；②指定一个炮检距步长dx，将炮检距等分成N等分，其中N＝Xmax/dx，其中Xmax为观测系统的最大炮检距；③指定其中一个面元，构建一个M×N的二维空间Gavo，并为Gavo每一元素设置计数器；④遍历该面元的所有方位角-炮检距数据对avo，利用公式(1)将每个数据对avo映射到Gavo对应元素Gavo[idx,idy]中，每映射成功一次，使Gavo[idx,idy]的计数器+1；⑤遍历每一个面元，重复步骤③④，为每个面元构建一个二维空间，并将方位角-炮检距数据对映射到该空间。进一步地，将满覆盖次数区域内特定范围的方位角-炮检距数据对映射到一个标准面元二维空间包括：①创建一标准面元空间Gsta；②以观测系统满覆盖次数区域内任一面元为初始标准面元，将该面元内的方位角-偏移距数据对映射到标准面元空间Gsta；③利用标准面元二维空间数据与每个面元二维空间数据计算空间相关度，统计和输出观测系统所有面元的相关度数据；④从输出的观测系统所有面元的相关度数据中，获得面元相关度周期Pinline和Pxline；⑤再在观测系统满覆盖次数区域内选择任意一个包括了Pinline×Pxline个面元的小区域，将该小区域的所有面元的方位角-偏移距数据对映射到标准面元空间Gsta；⑥将Gsta的每一个元素的计数器结果取均值，即Gsta[i,j]/(Pinline×Pxline)，其中i＝1，2，…M，j＝1，2，…，N。进一步地，利用标准面元二维空间数据与每个面元二维空间数据计算空间相关度包括：①按照公式(2)计算标准面元均值②指定一个面元，按照公式(3)计算该面元的均值③按照公式(4)计算指定面元的相关度值R；④遍历所有面元，按照步骤②③的计算每个面元的相关度值。进一步地，统计和输出观测系统所有面元的相关度数据包括：①遍历所有面元的相关度值R，统计面元的相关度值最大值Rmax；②将[0,Rmax]范围分等分N段，遍历所有面元的相关度值R，统计属于每个等分的相关度个数Rnum[i](i＝0,1,2,…N)；③以面元的相关度值R为颜色标尺，以面元中心位置为坐标绘制彩色平面图，平面图的颜色深浅表示了面元的相关度值R高低；④以步骤②统计的Rnum结果绘制条形图和扇形图，其中条形图中每个条格代表该分段所占的面元个数，扇形图表示每个扇区代表该分段面元数占总面元数的百分比。根据本专利技术的另一方面，提供一种三维地震观测系统面元一致性评价系统，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：输入观测系统每个面元的方位角-炮检距数据对；将每个面元的方位角-炮检距数据对分别映射在各自的一个二维空间；将满覆盖次数区域内特定范围的方位角-炮检距数据对映射到一个标准面元二维空间；利用标准面元二维空间数据与每个面元二维空间数据计算空间相关度；统计和输出观测系统所有面元的相关度数据。本专利技术的方法将面元炮检距和方位数据映射在一个二维空间中，通过二维空间互相关的方法，定量计算每个面元方位角和炮检距二维空间的与一个标准的面元方位角和炮检距二维空间分布的相关度，定量的来评价观测系统面元的方位角和炮检距分布一致性，并通过直观的数据图形给出评价结果。设计者可以依据该结果，对设计的观测系统进行调整，或者在多个备选方案中，优选出最佳的方案。通过实施例证明，本专利技术的方法和流程是可行的，在实际应用中是能解决观测系统面元一致性的评价和优选问题。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了本专利技术的技术方法实施流程图。图2示出了本专利技术实施例的一个面元中的炮检距数据对映射到二维空间示意图(Xmax＝3500米，dx＝100米，dθ＝15°)。图3示出了本专利技术实施例的面元相关度周期性变化示意图。图4示出了本专利技术实施例的方案1的相关度输出结果。图5示出了本专利技术实施例的方案2的相关度输出结果。图6示出了本专利技术实施例的方案3的相关度输出结果。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。本公开提出了一种三维地震观测系统面元一致性评价方法，该方法包括：输入观测系统每个面元的方位角-炮检距数据对；将每个面元的方位角-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维地震观测系统面元一致性评价方法，其特征在于，该方法包括：输入观测系统每个面元的方位角‑炮检距数据对；将每个面元的方位角‑炮检距数据对分别映射在各自的一个二维空间；将满覆盖次数区域内特定范围的方位角‑炮检距数据对映射到一个标准面元二维空间；利用标准面元二维空间数据与每个面元二维空间数据计算空间相关度；统计和输出观测系统所有面元的相关度数据。

【技术特征摘要】
1.一种三维地震观测系统面元一致性评价方法，其特征在于，该方法包括：输入观测系统每个面元的方位角-炮检距数据对；将每个面元的方位角-炮检距数据对分别映射在各自的一个二维空间；将满覆盖次数区域内特定范围的方位角-炮检距数据对映射到一个标准面元二维空间；利用标准面元二维空间数据与每个面元二维空间数据计算空间相关度；统计和输出观测系统所有面元的相关度数据。2.根据权利要求1所述的三维地震观测系统面元一致性评价方法，其特征在于，每个面元的方位角-炮检距数据对记为avoi(θ,x)，i＝1，2，…，K，K为该面元覆盖次数。3.根据权利要求1所述的三维地震观测系统面元一致性评价方法，其特征在于，将每个面元的方位角-炮检距数据对分别映射在各自的一个二维空间包括：①指定一个方位角步长dθ，将方位角等分成M等分，其中M＝360/dθ；②指定一个炮检距步长dx，将炮检距等分成N等分，其中N＝Xmax/dx，其中Xmax为观测系统的最大炮检距；③指定其中一个面元，构建一个M×N的二维空间Gavo，并为Gavo每一元素设置计数器；④遍历该面元的所有方位角-炮检距数据对avo，利用公式(1)将每个数据对avo映射到Gavo对应元素Gavo[idx,idy]中，每映射成功一次，使Gavo[idx,idy]的计数器+1；⑤遍历每一个面元，重复步骤③④，为每个面元构建一个二维空间，并将方位角-炮检距数据对映射到该空间。4.根据权利要求1所述的三维地震观测系统面元一致性评价方法，其特征在于，将满覆盖次数区域内特定范围的方位角-炮检距数据对映射到一个标准面元二维空间包括：①创建一标准面元空间Gsta；②以观测系统满覆盖次数区域内任一面元为初始标准面元，将该面元内的方位角-偏移距数据对映射到标准面元空间Gsta；③利用标准面元二维空间数据与每个面元二维空间数据计算空间相关度，统计和输出观测系统所有面元的相关度数据；④从输出的观测系统所有面元的相关度数据中，获得面元相关度周期Pinline和Pxline；⑤再在观测系统满覆盖次数区域内选择任意一个包括了Pinline×Pxline个面元的小区域，将该小区域的所有面元的方位角-偏移距数据对映射到标准面元空间Gsta；⑥将Gsta的每一个元素的计数器结果取均值，即Gsta[i,j]/(Pinline×Pxline)，其中i＝1，2，…M，j＝1，2，…，N。5.根据权利要求1所述的三维地震观测系统面元一致性评价方法，其特征在于，利用标准面元二维空间数据与每个面元二维空间数据计算空间相关度包括：①按照公式(2)计算标准面元均值②指定一个面元，按照公式(3)计算该面元的均值③按照公式(4)计算指定面元的相关度值R；④遍历所有面元，按照步骤②③的计算每个面元的相关度值。6.根据权利要求1所述的三维地震观测系统面元一致性评价方法，其特征在于，统计和输出观测系统所有面元的相关度数据包括：①遍历所有面元的相关度值R，统计面元的相关度值最大值Rmax；②将[0,Rmax]范围分等分N段，遍历所有面元的相关度值R，统计属于每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈占国，殷厚成，曾昭翰，张洁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11