一种获得最佳激发因素的方法及系统

技术领域

本发明属于油气地球物理勘探领域，具体涉及一种获得最佳激发因素的方法及系统。

背景技术

地震勘探中，激发因素包括井深和药量。目前地震勘探的开始阶段，都需要通过试验选择一个最佳激发因素，只有最佳激发因素才能保证获得的地震资料品质最好。但是目前的方法比较简单，包括定性分析和定量分析两种。定性分析就是将不同的激发因素单炮放在一起，人眼观察哪个最好，该方法受主观影响因素比较大；定量分析是对几种激发因素的资料分析频率和信噪比，最终还是依靠人眼判别决定哪个是最佳因素，该方法也带有一定的主观性和误差。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种获得最佳激发因素的方法及系统，能够同时兼顾信噪比和分辨率，获得地震勘探的最佳激发因素，提高地震资料品质。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个方面，提供了一种获得最佳激发因素的方法，所述方法采用分频扫描的方式获得信噪比，然后利用信噪比获得多条信噪比曲线，并寻找多条信噪比曲线的交汇区域，最后根据交汇区域确定最佳激发因素；所述最佳激发因素包括：最佳井深和最佳药量。

本发明的进一步改进在于：

所述方法包括：

(1)，进行激发试验，获得设定药量下不同井深处的单炮资料；

(2)，利用不同井深处的单炮资料获得最佳井深；

(3)，在最佳井深处采用不同的药量进行激发试验，获得不同药量下的单炮资料；

(4)，利用不同药量下的单炮资料获得最佳药量。

本发明的进一步改进在于：

所述步骤(1)的操作包括：

(11)，根据周边工区所采用的药量确定试验点的设定药量；

(12)，在工区中选择一个试验点，分别在不同的井深处采用设定药量进行激发试验，获得不同井深处的单炮资料。

本发明的进一步改进在于：

所述步骤(2)的操作包括：

(21)将不同井深处的单炮资料分别进行分频扫描滤波获得单炮资料滤波后的数据；

(22)，利用单炮资料滤波后的数据获得信噪比；

(23)，绘制井深的信噪比图；

(24)，利用井深的信噪比图获得最佳井深。

本发明的进一步改进在于：

所述步骤(23)的操作包括：

在以井深为横坐标、信噪比为纵坐标的坐标图上，首先绘制各个井深处的不同频率滤波档内的信噪比的点，然后将同一个频率滤波档内的不同井深处的各个信噪比的点依次用直线连接形成该频率滤波档的信噪比曲线，得到井深的信噪比图。

本发明的进一步改进在于：

所述步骤(24)的操作包括：

井深的信噪比图中，各条信噪比曲线交汇在一个交汇区域，最靠近交汇区域的井深即为最佳井深。

本发明的进一步改进在于：

所述步骤(3)的操作包括：

在最佳井深处分别采用逐步递进的药量进行激发试验，获得不同药量下的单炮资料。

本发明的进一步改进在于：

所述步骤(4)的操作包括：

(41)将不同药量下的单炮资料分别进行分频扫描滤波获得单炮资料滤波后的数据；

(42)，利用单炮资料滤波后的数据获得信噪比；

(43)，绘制药量的信噪比图；

(44)，利用药量的信噪比图获得最佳药量。

本发明的进一步改进在于：

所述步骤(43)的操作包括：

在以药量为横坐标、信噪比为纵坐标的坐标图上，首先绘制各个药量下的不同频率滤波档内的信噪比的点，然后将同一个频率滤波档内的不同药量下的各个信噪比的点依次用直线连接形成该频率滤波档的信噪比曲线，得到药量的信噪比图。

本发明的进一步改进在于：

所述步骤(44)的操作包括：

药量的信噪比图中，各条信噪比曲线交汇在一个交汇区域，最靠近交汇区域的药量即为最佳药量。

本发明的进一步改进在于：

所述步骤(21)、步骤(41)中的分频扫描滤波采用的频率滤波档为：

10-20Hz、20-40Hz、30-60Hz、40-80Hz、50-100Hz。

本发明的第二个方面，提供了一种获得最佳激发因素的系统，所述系统包括：

第一单炮资料采集单元：用于采集激发试验后获得的设定药量下不同井深处的单炮资料；

最佳井深获取单元：与所述第一单炮资料采集单元连接，用于利用不同井深处的单炮资料获得最佳井深；

第二单炮资料采集单元：与所述最佳井深获取单元连接，用于采集最佳井深处激发试验后获得的不同药量下的单炮资料；

最佳药量获取单元：与所述第二单炮资料采集单元连接，用于利用不同药量下的单炮资料获得最佳药量。

本发明的第三个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行的至少一个程序，所述至少一个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行上述获得最佳激发因素的方法中的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

利用本发明获得的最佳激发因素能够同时兼顾信噪比和分辨率。经过实际资料验证，本发明方法的效果好，可以很好地获得最佳激发因素，进而提高了地震资料品质。

附图说明

图1本发明方法的步骤框图；

图2本发明实施例中的井深的信噪比图；

图3本发明实施例中的药量的信噪比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明适用于石油勘探地震采集工作，提供了一种获得最佳激发因素的方法。所述方法采用分频扫描的方式获得信噪比，然后利用信噪比获得多条信噪比曲线，寻找多条信噪比曲线的交汇区域，该交汇区域能够同时照顾到信噪比和分辨率，根据交汇区域确定的激发因素作为本次地震勘探的最佳激发因素比较科学合理，可以有效提高资料的品质。

本发明首先在工区中选择一个试验点，进行激发试验，激发因素均按照逐步递进的方式设计，例如激发井深按照高速层下1、2、3、5、7、9m进行设计，激发药量按照逐步递进的药量，例如4、5、6、7、8、9、10kg进行设计。

实际工作中，在做井深试验时，都是固定相同的药量进行试验，如果每个药量都试验一遍，成本太高，也没有必要，因此本发明首先采用设定药量进行试验，一般试验点会采用周边工区所采用的激发药量作为设定药量，例如周边工区采用的是8kg药量，则本试验点的设定药量为8kg，即也采用8kg药量进行激发试验，通过激发试验获得不同井深处的单炮资料，并利用不同井深处的单炮资料获得设定药量下的最佳井深，然后在该最佳井深处利用不同的药量进行试验，获得最佳药量，最佳井深和最佳药量即构成了最佳激发因素。

如图1所示，本发明的方法的实施例如下：

【实施例一】

(1)，进行激发试验，获得设定药量下不同井深处的单炮资料；

(11)，根据周边工区所采用的药量确定试验点的设定药量；

(12)，在工区中选择一个试验点，分别在不同的井深处采用设定药量进行试验，获得不同井深处的单炮资料，该单炮资料是指获取到的地震波信息，包括波形、振幅、频率等信息。

试验因素按照逐步递进的方式设计：井深按照近地表高速层顶界面深度进行逐步递进的方式设计，例如高速层顶界面的深度为h，则依次设计的井深为h+1、h+2、h+3、h+4、h+5、h+6、h+7、h+8、h+9……。本实施例中，激发井深按照高速层(井深设计在高速层下，是为了避开高速层界面对地震波的屏蔽影响)下1、2、3、5、7、9m进行设计。

(2)利用不同井深处的单炮资料获得最佳井深；

(21)将不同井深处的单炮资料分别进行分频扫描滤波获得单炮资料滤波后的数据：

分别对每种井深处的单炮资料进行分频滤波，优选的，按照10-20Hz、20-40Hz、30-60Hz、40-80Hz、50-100Hz这些频率滤波档进行分频滤波，得到单炮资料滤波后的数据。在物探行业一般都采用这些频率滤波档，也可以根据需要进行更多的分频滤波，但是目前业界普遍采用的就是这几种。

(22)，利用单炮资料滤波后的数据获得信噪比：

将各个单炮资料滤波后的数据按照目的层位置开时窗截取40-50ms数据进行分析，求取信噪比。

开时窗的方法为现有技术，在此简介如下：

高速层下1-9m是炸药的激发位置，目的层位置是在地下3000-4000m的位置，在单炮记录中位于2-3s的位置，因为单炮记录的纵坐标是时间，记录的是地震波在地下传播并反射回地表的旅行时间，时间就代表了地下的深度。按照目的层开时窗的方法如下：目的层反射波是一套波组，按照波组所在的位置，画一个长方形窗口，包含一部分目的层反射波即可。

求取信噪比的方法为现有技术，在此简介如下：

信噪比的计算是首先在地震资料中目的层位置开一个时间窗口(时窗)，即选择20-30道(通用范围就是20-30道左右，也可以根据实际需要进行设置)数据中的目的层位置截取40-50ms(通用范围就是40-50ms，也可以根据实际需要进行设置)的数据进行分析(20-30道是横向范围选择，40-50ms是纵向范围的选择，只要选择的这个范围能够较好的包括了目的层反射波即可。)，并对这些数据进行傅里叶变换，转换到频率域，设定15-50Hz频率(因为一般目的层的反射地震波的频率就是15-50Hz频率)的能量作为有效信号能量，其他区域的能量作为噪音能量，计算有效信号的能量与噪音能量的比值，即得到信噪比，15-50Hz频率是用于计算信噪比的，而前面的分频滤波是为了将单炮资料转换到不同的频率范围。例如先把单炮资料转换到30-60Hz的频率范围，然后再计算在该频率范围内的目的层信噪比。

具体的，每个单炮资料均按照10-20Hz、20-40Hz、30-60Hz、40-80Hz、50-100Hz的频率滤波档进行分频，然后在每个单炮的每个频率滤波档内分别求得一个信噪比。

通过这样的方式，计算出每一种井深下的每个频率滤波档内的目的层信噪比。

(23)，绘制井深的信噪比图：

利用相同频率滤波档的信噪比绘制井深的信噪比图，具体如下：

在以井深为横坐标、信噪比为纵坐标的坐标图上，首先绘制各个井深处的不同频率滤波档内的信噪比的点，然后将同一个频率滤波档内的不同井深处的各个信噪比的点依次用直线连接形成该频率滤波档的信噪比曲线，得到井深的信噪比图。有多少个频率滤波档即有多少条曲线，每条曲线对应一个频率滤波档。

例如将井深资料的10-20Hz的信噪比，按照高速层下1、2、3、5、7、9m的顺序，绘制成信噪比曲线，一条曲线代表一条频率滤波档的资料，该曲线上是该频率滤波档上所有井深对应同一种药量下的信噪比。图2中的5条曲线分别对应的是8kg药量下的1、2、3、5、7、9井深下的10-20Hz、20-40Hz、30-60Hz、40-80Hz、50-100Hz这5个频率滤波档的信噪比，例如，图2中，10-20Hz曲线上的圆点分别对应8kg药量下的1、2、3、5、7、9井深处的信噪比，将这几个圆点依次用直线连接即得到该频率滤波档下的信噪比曲线。

(24)，利用井深的信噪比图获得最佳井深：

井深的信噪比图中，各条信噪比曲线会交汇在一个交汇区域，最靠近交汇区域的井深即为最合理的井深，即最佳井深。

具体的，图2所示的实施例中的5条信噪比曲线大致交汇在同一个位置，但并不是完全交汇在同一个点，即交汇在交汇区域内，在该交汇区域内，各条信噪比曲线相距最近，即各条曲线相交的最密集处。在图2所示的实施例中，3m的井深是最靠近交汇区域的井深，因此3m就是最合理的井深，即最佳井深。此时得到的是设定药量(本实施例中为8Kg)下的最佳井深。井深的选择必须是整数，如果最佳井深选择在3.2m或是2.9m，在野外实际打井时是无法操作的，所以大致范围就能满足要求，即最靠近交汇区域的整数井深即为最佳井深。

(3)在最佳井深处采用不同的药量进行激发试验，获得不同药量下的单炮资料：

本实施例中的激发药量按照4、5、6、7、8、9、10kg进行设计。在工区中选择一个试验点，在最佳井深处分别采用4、5、6、7、8、9、10kg的药量进行激发试验，获得不同药量下的单炮资料。

(4)利用不同药量下的单炮资料获得最佳药量：

步骤(4)的处理方法与步骤(2)的处理方法类似，具体如下：

(41)将不同药量下的单炮资料分别进行分频扫描滤波获得单炮资料滤波后的数据：

分别对每种药量下的单炮资料进行分频滤波，优选的，按照10-20Hz、20-40Hz、30-60Hz、40-80Hz、50-100Hz这些滤波档进行分频滤波，得到单炮资料滤波后的数据。

(42)，利用单炮资料滤波后的数据获得信噪比：

将各个单炮资料滤波后的数据按照目的层位置开时窗截取40-50ms数据进行分析，求取信噪比。

开时窗的方法为现有技术，在此简介如下：

高速层下3米是炸药的激发位置，目的层位置是在地下3000-4000m的位置，在单炮记录中位于2-3s的位置，因为单炮记录的纵坐标是时间，记录的是地震波在地下传播并反射回地表的旅行时间，时间就代表了地下的深度。按照目的层开时窗的方法如下：目的层反射波是一套波组，按照波组所在的位置，画一个长方形窗口，包含一部分目的层反射波即可。

求取信噪比的方法为现有技术，在此简介如下：

信噪比的计算是首先在地震资料中目的层位置开一个时间窗口(时窗)，即选择20-30道(通用范围就是20-30道左右，也可以根据实际需要进行设置)数据中的目的层位置截取40-50ms(通用范围就是40-50ms，也可以根据实际需要进行设置)的数据进行分析(20-30道是横向范围选择，40-50ms是纵向范围的选择，只要选择的这个范围能够较好的包括了目的层反射波即可。)，并对这些数据进行傅里叶变换，转换到频率域，设定15-50Hz频率(因为一般目的层的反射地震波的频率就是15-50Hz频率)的能量作为有效信号能量，其他区域的能量作为噪音能量，计算有效信号的能量与噪音能量的比值，即得到信噪比，15-50Hz频率是用于计算信噪比的，而前面的分频滤波是为了将单炮资料转换到不同的频率范围。例如先把单炮资料转换到30-60Hz的频率范围，然后再计算在该频率范围内的目的层信噪比。

具体的，每个单炮资料均按照10-20Hz、20-40Hz、30-60Hz、40-80Hz、50-100Hz进行分频，然后在每个单炮的每个分频内分别求得一个信噪比。

通过这样的方式，计算出每一种药量下的每个频率滤波档内的目的层信噪比。

(43)，绘制药量的信噪比图：

利用相同滤波档的信噪比绘制药量的信噪比图，具体如下：

在以药量为横坐标、信噪比为纵坐标的坐标图上，首先绘制各个药量下的不同频率滤波档内的信噪比的点，然后将同一个频率滤波档内的不同药量下的各个信噪比的点依次用直线连接形成该频率滤波档的信噪比曲线，得到药量的信噪比图；有多少个频率滤波档即有多少条曲线，每条曲线对应一个频率滤波档。

例如将井深资料的10-20Hz信噪比，按照药量4、5、6、7、8、9、10Kg的顺序，绘制信噪比曲线，一条信噪比曲线代表一条频率滤波档的资料，该曲线上是该频率滤波档上同一井深下所有药量的信噪比。图3中的5条曲线分别对应的是3米井深处的4、5、6、7、8、9、10Kg药量下的10-20Hz、20-40Hz、30-60Hz、40-80Hz、50-100Hz这5个频率滤波档的信噪比曲线，例如，图3中，10-20Hz曲线上的圆点分别对应3米井深处药量4、5、6、7、8、9、10Kg的信噪比，将这些圆点依次用直线连接即形成该频率滤波档下的信噪比曲线。

(44)，利用药量的信噪比图获得最佳药量：

药量的信噪比图中，各条信噪比曲线会交汇在一个交汇区域，最靠近交汇区域的药量即为最合理的药量，即最佳药量。

具体的，图3所示的实施例中的5条信噪比曲线大致交汇在同一个位置，但并不是完全交汇在同一个点，即交汇在交汇区域内，在该交汇区域内，各条信噪比曲线相距最近。具体到图3所示的实施例中，6Kg的位置是最靠近交汇区域的药量，因此6Kg就是最合理的药量，即最佳药量。此时得到的是最佳井深处的最佳药量。

至此，得到了本实施例的最佳井深为3米，最佳药量为6Kg,即得到了最佳激发因素。

本发明还提供了一种获得最佳激发因素的系统，所述系统的实施例如下：

【实施例二】

所述系统包括：

第一单炮资料采集单元：用于采集激发试验后获得的设定药量下不同井深处的单炮资料；

最佳井深获取单元：与所述第一单炮资料采集单元连接，用于利用不同井深处的单炮资料获得最佳井深；

第二单炮资料采集单元：与所述最佳井深获取单元连接，用于采集最佳井深处激发试验后获得的不同药量下的单炮资料；

最佳药量获取单元：与所述第二单炮资料采集单元连接，用于利用不同药量下的单炮资料获得最佳药量。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质的实施例如下：

【实施例三】

所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行的至少一个程序，所述至少一个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行上述获得最佳激发因素的方法中的步骤。

最后应说明的是，上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。