提高黄土地区地震资料信噪比的多井组合激发方法

摘要

本发明提供一种提高黄土地区地震资料信噪比的多井组合激发方法，所述多井组合激发方法包括：在所述黄土地区地中以预定方式确定所述多个井中的每个井的位置；确定所述多个井的激发次序，并确定所述多个井中的激发次序相邻的两个井之间的延时激发时间；根据所述延时激发时间，确定所述多个井中的每个井的井深值，其中，每个井的井深值不同；按照确定的每个井的井深值来进行挖井，并将炸药放进每个井的井底，然后根据各井的井深值由浅至深的顺序按照所述延时激发时间来依次激发所述多个井中的炸药，以获得所述黄土地区的具有高信噪比的地震资料。上述多井组合激发方法加强了黄土地区地震波的下传能量，有效提高了黄土地区的地震资料信噪比。

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，更具体地讲，涉及一种用于提高黄土地区地震资料信噪比的不等时、不等深的多井组合激发方法。

背景技术

在黄土地区地震勘探中，一方面由于近地表低速带的吸收衰减作用，导致地震波下传能量不足，另一方面由震源产生的噪声(主要为面波)能量强，在地震资料中的反映为目的层反射信息相对能量弱，最终导致该区地震资料信噪比极低。在黄土地区，激发地震波下传能量的强弱直接影响地震资料品质的高低。因此，针对黄土地区地的激发方法的合理选择显得尤为重要。

目前，针对黄土地区的激发方法主要有两种：单深井激发与多井组合激发。

现有的单深井激发是采用单井激发，为最大限度提高激发效果，激发井井深要求大于黄土地区低速层(例如，层速度在300m/s～800m/s范围之内)、降速层(例如，层速度在800m/s～1800m/s范围之内)的总体厚度，也就是在高速层(例如，层速度在1800m/s以上)中激发。在薄黄土地区(即，黄土厚度在10m至50m范围之内)，单井激发井深一般为15m～70m，在厚黄土地区(即，黄土厚度在200m以上)，单深井激发井深(一般在200m以上)过大，受钻井成本的制约，单深井方法在野外生产中无法被推广应用。

现有的多井组合激发是采用多口井激发，激发井深相等，且井深值小于低速层和降速层总体厚度，其通过同时引爆多口井来产生地震波。上述多井组合激发方法是将各井激发深度设置在同一个水平面上，主要目的是为了压制噪声，这种多井组合激发方法在一定程度上可提高地震资料的信噪比。在激发总药量相同的情况下，上述多井组合激发的效果较优于单深井激发效果。但是，针对黄土地区(特别是针对厚黄土地区)采用上述多井组合激发方法获得的地震资料，其地震资料的信噪比仍然很低，难以满足该黄土地区构造解释的需求。

发明内容

本发明的示例性实施例的目的在于提供一种用于提高黄土地区地震资料信噪比的不等时、不等深的多井组合激发方法，以解决现有的多井组合激发方法获得的黄土地区的地震资料的信噪比低的技术问题。

本发明的一方面提供一种提高黄土地区地震资料信噪比的多井组合激发方法，所述多井组合激发方法包括：(A)在所述黄土地区地中以预定方式确定所述多个井中的每个井的位置；(B)确定所述多个井的激发次序，并确定所述多个井中的激发次序相邻的两个井之间的延时激发时间；(C)根据所述延时激发时间，确定所述多个井中的每个井的井深值，其中，每个井的井深值不同；(D)按照确定的每个井的井深值来进行挖井，并将炸药放进每个井的井底，然后根据各井的井深值由浅至深的顺序按照所述延时激发时间来依次激发所述多个井中的炸药，以获得所述黄土地区的具有高信噪比的地震资料。

可选地，所述预定方式可包括线性组合方式或面积组合方式。

可选地，步骤(C)可包括：(C1)根据微测井资料构建所述黄土地区的厚度-速度模型；(C2)根据构建的厚度-速度模型，确定首先激发的井的井深值；(C3)根据构建的厚度-速度模型、首先激发的井的井深值、所述延时激发时间来确定所述多个井中除首先激发的井之外的其他井的井深值。

可选地，所述厚度-速度模型可包含所述黄土地区中的低速层对应的厚度值和层速度值和降速层对应的厚度值和层速度值，其中，在步骤(C2)中，可通过以下步骤确定首先激发的井的井深值：根据所述厚度-速度模型确定出所述黄土地区的低速层顶界的深度值，并将沿远离地表垂直向下距离所述黄土地区的低速层顶界第一预定距离的位置的深度值确定为首先激发的井的井深值。

可选地，所述厚度-速度模型可包含所述黄土地区中的低速层对应的厚度值和层速度值、降速层对应的厚度值和层速度值和高速层对应的厚度值和层速度值，其中，在步骤(C2)中，可通过以下步骤确定首先激发的井的井深值：根据所述厚度-速度模型确定出所述黄土地区的降速层顶界的深度值，并将沿远离地表垂直向下距离所述黄土地区的降速层顶界第二预定距离的位置确定为首先激发的井的井深值。

可选地，在步骤(B)中，可人为设定所述多个井中的激发次序相邻的两个井之间的延时激发时间。

可选地，步骤(C3)可包括：(C31)根据构建的厚度-速度模型、当前井的井深值和所述延时激发时间，确定当前井的井深值与下一井的井深值之间的深度差；(C32)根据当前井的井深值和所述深度差，得到下一井的井深值；(C33)将所述下一个井作为当前井来重复执行步骤(C31)和(C32)，以得到所述其他井的井深值，其中，当前井的井深值的初始值为首先激发的井的井深值。

可选地，在步骤(C31)中，确定当前井的井深值与下一井的井深值之间的深度差的步骤可包括：(C311)根据确定的厚度-速度模型，确定当前放置作为震源的炸药的井的井深值对应的层速度；(C312)根据确定的层速度和所述延时激发时间，来确定当前井的井深值与下一井的井深值之间的深度差。

可选地，在步骤(C312)中，可利用下面的公式来确定当前井的井深值与下一井的井深值之间的深度差，

ΔH＝V·ΔT

其中，ΔH为当前井的井深值与下一井的井深值之间的深度差，ΔT为所述延时激发时间，V为当前井的井深值对应的层速度。

采用本发明示例性实施例的所述多井组合激发方法，加强了黄土地区地震波的下传能量，使得地震资料目的层反射信息能量得到提高，有效提高了黄土地区的地震资料信噪比。

附图说明

通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的详细描述，本发明示例性实施例的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于提高黄土地区地震资料信噪比的多井组合激发方法的流程图；

图2示出根据本发明示例性实施例的图1中的确定所述多个井中的每个井的井深值的步骤的流程图；

图3示出根据本发明示例性实施例的图2中的确定所述多个井中的激发次序相邻的两个井之间的深度差的步骤的流程图。

具体实施方式

现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于提高黄土地区地震资料信噪比的多井组合激发方法的流程图。

参照图1，在步骤S10中，在所述黄土地区地中以预定方式确定多个井中的每个井的位置。这里，可利用现有的各种方法来确定所述多个井中的每个井的位置。作为示例，所述预定方式可包括线性组合方式(即，将同一组内的检波器沿测线排列在一条直线上)或面积组合方式(即，将同一组内的检波器在平面上按预定图形(例如，矩形或星形)布置，所述预定图形的中心线为测线)。这里，线性组合方式和面积组合方式为本领域的公知常识，本发明对此部分内容不再赘述。

在步骤S20中，确定所述多个井的激发次序，并确定所述多个井中的激发次序相邻的两个井之间的延时激发时间。例如，本领域技术人员可根据经验来确定所述多个井的激发次序，并人为设定所述多个井中的激发次序相邻的两个井之间的延时激发时间。作为示例，所述多个井中的激发次序相邻的两个井之间的延时激发时间可相同，也可不同。优选地，所述多个井中的激发次序相邻的两个井之间的延时激发时间相同。作为示例，所述延时激发时间可为1ms或2ms。

在步骤S30中，根据所述延时激发时间，确定所述多个井中的每个井的井深值。这里，每个井的井深值不同。

下面参照图2来详细描述确定所述多个井中的每个井的井深值的步骤。

图2示出根据本发明示例性实施例的图1中的确定所述多个井中的每个井的井深值的步骤(S30)的流程图。

参照图2，在步骤S301中，根据微测井资料构建所述黄土地区的厚度-速度模型。

这里，本领域技术人员应理解，由于不同黄土地区的黄土厚度不一致，因此，针对某一黄土地区的微测井资料所构建的厚度-速度模型也不相同。

在步骤S301的第一实施例中，该黄土地区的黄土厚度较厚(即，该黄土地区的黄土厚度值大于等于预定值)，此时，该黄土地区的微测井资料中可包含低速层和降速层所对应的地震资料。在此情况下，根据所述微测井资料所构建的厚度-速度模型可包含所述黄土地区中的低速层对应的厚度值和层速度值和降速层对应的厚度值和层速度值。

在步骤S301的第二实施例中，该黄土地区的黄土厚度较薄(即，该黄土地区的黄土厚度值小于预定值)，此时，该黄土地区的微测井资料中可包含低速层、降速层和高速层所对应的地震资料。在此情况下，根据所述微测井资料所构建的厚度-速度模型可包含所述黄土地区中的低速层对应的厚度值和层速度值、降速层对应的厚度值和层速度值和高速层对应的厚度值和层速度值。

这里，由微测井资料可直接获得黄土地区的层速度和厚度信息，且上述根据微测井资料来获得黄土地区的低速层、降速层、高速层所对应的厚度值和层速度值的方法为本领域的公知常识，本发明对此部分的内容不再赘述。

在步骤S302中，根据构建的厚度-速度模型，确定第i个井的井深值。这里，i的初始值为1，即，根据构建的厚度-速度模型，确定首先激发的井的井深值。

在上述步骤S301的黄土地区的黄土厚度较厚的第一实施例中，可通过以下步骤来确定首先激发的井的井深值：根据所述厚度-速度模型确定出所述黄土地区的低速层顶界的深度值，并将沿远离地表垂直向下距离所述黄土地区的低速层顶界第一预定距离的位置的深度值确定为首先激发的井的井深值。此时，可在该黄土地区的降速层中设置所述多个井。这里，根据所述厚度-速度模型确定出所述黄土地区的低速层顶界的深度值的方法为本领域的公知常识，本发明对此部分的内容不再赘述。

在上述步骤S301的黄土地区的黄土厚度较薄的第二实施例中，可通过以下步骤确定首先激发的井的井深值：根据所述厚度-速度模型确定出所述黄土地区的降速层顶界的深度值，并将沿远离地表垂直向下距离所述黄土地区的降速层顶界第二预定距离的位置确定为首先激发的井的井深值。此时，可在该黄土地区的高速层中设置所述多个井。这里，根据所述厚度-速度模型确定出所述黄土地区的降速层顶界的深度值的方法为本领域的公知常识，本发明对此部分的内容不再赘述。

在步骤S303中，根据构建的厚度-速度模型、首先激发的井的井深值和所述延时激发时间，确定第i个井的井深值与第i+1个井的井深值之间的深度差。

下面参照图3来详细描述图2中的确定所述多个井中的激发次序相邻的第i个井的井深值与第i+1个井的井深值之间的深度差的步骤。

图3示出根据本发明示例性实施例的图2中的确定所述多个井中的激发次序相邻的两个井之间的深度差的步骤的流程图。

参照图3，在步骤S3031中，根据确定的厚度-速度模型，确定第i个井(即，当前井)的井深值对应的层速度。

具体说来，在确定第i个井的井深值之后，可进一步确定第i个井的井深值所处的层位(也就是说，确定第i个井的井深值处于黄土地区的哪个层，即，确定第i个井的井深值处于低速层、降速层、高速层中的哪一层)，然后根据确定的厚度-速度模型来找到第i个井的井深值所处的层位对应的层速度。

在步骤S3032中，根据确定的层速度和所述多个井中的激发次序相邻的两个井之间的延时激发时间，来确定第i个井的井深值与第i+1个井(即，下一井)的井深值之间的深度差。具体说来，可将确定的第i个井的层速度与所述延时激发时间相乘来得到第i个井的井深值与第i+1个井的井深值之间的深度差。

可选地，可利用下面的公式来确定第i个井的井深值与第i+1个井的井深值之间的深度差，

ΔH_i＝V_i·ΔT(1)

公式(1)中，ΔH_i为第i个井的井深值与第i+1个井的井深值之间的深度差，ΔT为激发次序相邻的两个井之间的延时激发时间，V_i为第i个井的井深值对应的层速度。

返回图2，在步骤S304中，根据第i个井的井深值和第i个井的井深值与第i+1个井的井深值之间的深度差，得到第i+1个井的井深值。具体说来，可将第i个井的井深值与所述深度差(即，第i个井的井深值与第i+1个井的井深值之间的深度差)相加来得到第i+1个井的井深值。

在步骤S305中，判断i+1是否等于m。这里，1≤i≤m，m为针对所述黄土地区设置的多井组合激发方法中的井的数量，m为大于零的自然数。

如果i不等于m，则执行步骤S306：使得i＝i+1，并返回执行步骤S303。

如果i等于m，则执行步骤S307：得到所述多个井中除首先激发的井之外的其他井的井深值。

返回图1，在步骤S40中，按照确定的每个井的井深值来进行挖井，并将炸药放进每个井的井底，然后根据各井的井深值由浅至深的顺序按照所述延时激发时间来依次激发所述多个井中的炸药，以获得所述黄土地区的具有高信噪比的地震资料。

下面详细说明依次激发m个井中的相邻的第i个井和第i+1个井中的炸药的过程。具体说来，当第i个井中的炸药被激发时，地震波会产生上传能量和下传能量，在经过激发延时时间之后，第i+1个井中的炸药被激发，此时，由于相邻两个井的井深差为层速度与激发延时时间的乘积，也就是说，当第i个井中的炸药被激发时产生的地震波下传能量传输到第i+1个井的井深时，第i+1个井中的炸药正好被激发，使得两个井中的炸药被激发产生的地震波波前面同相叠加，提高了地震波的相对振幅值，从而有效提高了地震波的下传能量。与此同时，第i+1个井中的炸药被激发时地震波产生的上传能量与第i个井中的炸药被激发时地震波产生的下传能量部分抵消(不同相叠加)，因此，第i+1个井中的炸药被激发时地震波产生的上传能量被有效抑制，以有效压制噪声。

本发明示例性实施例的提高黄土地区地震资料信噪比的多井组合激发方法，在原有多井组合激发方法的基础上，在激发时间上增加了延时起爆时间，在空间上增加了激发井深高差，有效增加了地震波下传能量，从而提高该区地震资料信噪比。

在本发明的示例性实施例中是采用时空组合激发方法(即，不等时、不等深的多井组合激发方法)来获得黄土地震的地震资料。利用延时激发(即，不等时)方式，一方面可使地震波波前面同相叠加，以进一步提高地震波的相对振幅值，另一方面还可有效压制噪声；而利用空间组合激发(即，不等深)方式，一方面可使激发的地震波下传能量更加聚焦，另一方面可降低地震波主频，减弱黄土地区低速度、降速层对地震波的吸收衰减作用，更有利于能量下传。

本发明示例性实施例的提高黄土地区地震资料信噪比的多井组合激发方法解决了黄土地区地震勘探中地震波下传能量不足的技术问题，采用本发明所述的方法获得的地震资料信噪比将得到有效提高。

本发明示例性实施例的提高黄土地区地震资料信噪比的多井组合激发方法可适用于黄土地区(例如，厚黄土厚度和薄黄土厚度)的地震勘探，即，可广泛用于由于地震波下传能量不足引起的地震资料低信噪比地区的地震勘探。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。