海上拖缆观测系统复杂模板满覆盖布设方法技术方案

本发明专利技术是石油勘探海上拖缆勘探满覆盖设计复杂模板满覆盖布设方法，将航线旋转至零度简易坐标系中建立水平航向的航线坐标系统，将模板在笛卡尔直角坐标系中建立模板坐标系统，将模板沿x负轴从右向左水平滚动，计算模板中各种动态面元矩形，用最小纵向满覆盖矩形宽度和模板动态面元矩形计算最大滚动次数，以模板坐标系统参考点为原点将模板旋转180度，根据参考点在航线坐标系统中的初始位置与旋转前的坐标值的偏移距，将模板平移到航线上线端，得到各个炮点的初始位置，将炮点集旋转回实际航向坐标系统中，得到满覆盖观测系统。本发明专利技术满足多航次宽方位勘探的需求，适应于各种复杂模板，有利于实现宽方位勘探技术。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术是石油勘探海上拖缆勘探满覆盖设计复杂模板满覆盖布设方法，将航线旋转至零度简易坐标系中建立水平航向的航线坐标系统，将模板在笛卡尔直角坐标系中建立模板坐标系统，将模板沿x负轴从右向左水平滚动，计算模板中各种动态面元矩形，用最小纵向满覆盖矩形宽度和模板动态面元矩形计算最大滚动次数，以模板坐标系统参考点为原点将模板旋转180度，根据参考点在航线坐标系统中的初始位置与旋转前的坐标值的偏移距，将模板平移到航线上线端，得到各个炮点的初始位置，将炮点集旋转回实际航向坐标系统中，得到满覆盖观测系统。本专利技术满足多航次宽方位勘探的需求，适应于各种复杂模板，有利于实现宽方位勘探技术。【专利说明】
本专利技术涉及石油勘探技术，用于在海上拖缆勘探满覆盖设计中计算震源施工坐标，属于深海勘探采集
。
技术介绍
在海上勘探中，地震波由几组气枪阵列产生，穿过水体在地层中传播，并被拖曳在拖缆船尾部沉降到一定深度的缆线(检波点)接收。一个激发点和他的一个接收点在反射点(中点)产生一次信号覆盖。典型的数据采集方式是船沿着预先设计好的上百条覆盖在勘探区域的航线直线施工。气枪震源到达预先设置好的位置后，在仪器的控制下开始放炮。震源船每行驶一定距离就再次放炮，直到航线结束。在不存在羽角(洋流、潮汐等影响)的情况下，整个接收缆线也呈直线并与航线重合随船行驶。这些航线和震源位置保证了勘探区域能够达到设计满覆盖次数。勘探区域里预先设计的航线起止点坐标记录在预施工航线(Preplot)文档中,这些坐标代表每条航线所影响的线束状满覆盖区域起止范围。预施工航线说明了海上拖缆勘探设计与陆上满覆盖设计的一个重要区别:后者根据满覆盖区域直接计算炮点、检波点；前者则是先生成预施工航线，再根据施工方向生成炮点坐标。震源和拖缆的各种配置组合被认为是模板(Template)。一种常见的陆上三维地震布设方法是模板分别以恒定的横向(crossline)滚动距和纵向(inline)滚动距在横向、纵向方向滚动。生产中的炮点与炮点、炮点与检点关系同模板中是完全一致。而在海上拖缆勘探多震源施工中，船一直以恒定速度沿纵向方向行驶，各个气枪震源以规定好的放炮顺序等间隔放炮，导致震源相对位置在纵向方向发生偏移，进而施工中的面元性质与模板中的不一致。因此不能采用陆上设计方法以模板中的震源位置分析模板面元属性进行满覆盖布设。为了实现宽方位勘探的要求，生产过程中工作船可能需要沿航线施工多次，每次航行中炮点和拖缆在横向方向的相对位置会发生改变。一次航行产生一个“窄方位”区域，多次航行后“窄方位”合并成“宽方位”。在现有的采集设计中，模板中的炮点共用相同的接收排列，排列也对应相同的一组炮点。不能体现出拖缆多航次的特性，无法适应海上拖缆多航次勘探的要求。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对海上拖缆勘探的独特性和现有技术的不足，提供一种根据预施工航线和施工航向进行满覆盖布设炮点的。本专利技术具体步骤包括:I)根据深海满覆盖勘探边界创建预施工航线，将预施工航线旋转至零度简易坐标系中，X轴正向为航向，建立水平航向的航线坐标系统；2)将模板在笛卡尔直角坐标系中，X轴负向表示航向，建立模板坐标系统；所述的模板按照航次分为多个子模板，各个子模板航向一致，均有各自的施工船、激发点、接收点和炮序；模版中至少有一个子模板；所述的各个子模板布设的初始位置与模板一致，根据放炮顺序按炮点距沿施工方向滚动；根据生产施工中拖缆首尾各端气枪组内的震源最大纵向间距，将子模板中纵向间距在此范围内的炮点归为一组炮排。3)将模板沿X负轴从右向左水平滚动，计算模板中各种动态面元矩形:所述的计算模板中动态面元矩形是:(I)计算滚动后每炮各自产生的单炮面元矩形，根据炮排将这些矩形覆盖区域合并成炮排面元矩形；所述的合并是左侧边界取单炮面元矩形左边界最大的边；右侧取单炮面元矩形右边界最大的边；上下边界都取最靠外的边。(2)通过取最外侧边界，合并炮排面元矩形，得到包含这些矩形的子模板面元矩形；最小左边界子模板面元矩形的子模板是基准子模板；所述的基准子模板中生成具有最小左边界的炮排面元矩形的炮排是最左侧炮排；采用如下公式计 算基准子模板最左侧炮排产生的最小纵向满覆盖矩形区域宽度:MinBinLength=ShotCount^DisShot- (MaxShot-MinShot) (O;其中:MinBinLength为最小纵向满覆盖矩形宽度；ShotCount为子模板炮点个数；DisShot为炮点纵向滚动距；MaxShot为由最左侧炮排中炮点生成的单炮面元矩形的左侧边最大x值；MinShot为由最左侧炮排中炮点生成的单炮面元矩形的左侧边最小x值；(3)通过取最外侧边界，合并子模板面元矩形，得到包含这些矩形的模板动态面元矩形；步骤3)所述模板动态面元是指模板中各震源按炮序均滚动一次后产生的锯齿状面元区域。步骤3)所述最小纵向满覆盖是指模板或子模板沿纵向方向滚动刚刚达到最大满覆盖次数时，形成的满覆盖区域。最小纵向满覆盖矩形区域宽度4)用最小纵向满覆盖矩形宽度和模板动态面元矩形计算最大滚动次数；步骤4)所述计算最大滚动次数采用如下公式:MaxLength=DisSE-MinBinLength+ActiveCMPRectffidth (2);MaxRollTimes = int(MaxLength/DisShot)+1 (3);其中:MaxLength为基准子模板在航线坐标系中从初始位置滚动到施工结束位置最大滚动距离；DisSE为当前布设的预施工航线(SE)长度；MinBinLength为最小纵向满覆盖矩形宽度；ActiveCMPRectWidth为步骤3)中计算出的模板动态面元矩形的宽度；MaxRollTimes为最大滚动次数；DisShot为炮点纵向滚动距。所述的最大滚动次数在存在首尾施工模板的情况下增加一轮。5)以模板坐标系统参考点为原点将模板旋转180度,并根据参考点在航线坐标系统中的初始位置与旋转前的坐标值的偏移距，将模板平移到航线上线端，得到模板中各个炮点的初始位置；步骤5)所述的参考点是以模板中基准子模板第一炮横向垂线与模板面元纵向中线所作的交点。步骤5)所述的参考点在航线坐标系统中的初始位置采用如下公式计算坐标:TargetPoint_x=Top+FirstShot_Bin_x (4);TargetPoint_y=StartBin_y (5);其中:TargetPoint_x为参考点在航线系统坐标系中的初始x坐标；TargetPoint_y为参考点在航线系统坐标系中的初始y坐标；Top为基准子模板在沿航线布设时“子模板面元矩形”左侧边的初始X轴位置，是航线起点(S)的X轴坐标与最小纵向满覆盖宽度之和；FirstShot_Bin_x为基准子模板第一炮点与模板动态面元矩形左侧边的x方向位置差；StartBin_y为航线起点(S)的y轴坐标。在最大滚动次数内，从初始位置按炮序沿航向相依次滚动炮点，得到滚动后的炮点位置X坐标和y坐标，滚动后的炮点位置产生面元覆盖区域在满覆盖区域(SE)内，首端达到上线边界且尾端不超过下线边界则生成炮点。所述的滚动后的炮点位置X坐标为初始炮点坐标X坐标与偏移量之和，y坐标与初始位置一致。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上拖缆观测系统复杂模板满覆盖布设方法，特点是具体实现步骤包括：1）根据深海满覆盖勘探边界创建预施工航线，将预施工航线旋转至零度简易坐标系中，x轴正向为航向，建立水平航向的航线坐标系统；2）将模板在笛卡尔直角坐标系中，x轴负向表示航向，建立模板坐标系统；3）将模板沿x负轴从右向左水平滚动，计算模板中各种动态面元矩形：所述的计算模板中动态面元矩形是：（1）计算滚动后每炮各自产生的单炮面元矩形，根据炮排将这些矩形覆盖区域合并成炮排面元矩形；所述的合并是左侧边界取单炮面元矩形左边界最大的边；右侧取单炮面元矩形右边界最大的边；上下边界都取最靠外的边；（2）通过取最外侧边界，合并炮排面元矩形，得到包含这些矩形的子模板面元矩形；最小左边界子模板面元矩形的子模板是基准子模板；所述的基准子模板中生成具有最小左边界的炮排面元矩形的炮排是最左侧炮排；采用如下公式计算基准子模板最左侧炮排产生的最小纵向满覆盖矩形区域宽度：MinBinLength=ShotCount*DisShot‑(MaxShot‑MinShot)    （1）;其中：MinBinLength为最小纵向满覆盖矩形宽度；ShotCount为子模板炮点个数；DisShot为炮点纵向滚动距；MaxShot为由最左侧炮排中炮点生成的单炮面元矩形的左侧边最大x值；MinShot为由最左侧炮排中炮点生成的单炮面元矩形的左侧边最 小x值；（3）通过取最外侧边界，合并子模板面元矩形,得到包含这些矩形的模板动态面元矩形；4）用最小纵向满覆盖矩形宽度和模板动态面元矩形计算最大滚动次数；5）以模板坐标系统参考点为原点将模板旋转180度，并根据参考点在航线坐标系统中的初始位置与旋转前的坐标值的偏移距，将模板平移到航线上线端，得到模板中各个炮点的初始位置；6）将生成的炮点集由步骤1）预施工航线坐标系统旋转回实际航向坐标系统中，得到生产中的炮点坐标，实现复杂模板满覆盖布设，得到满覆盖观测系统。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张虎，姜建军，胡斌，蒋先艺，宋卫锋，郭武，宁克岩，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司， 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11