專利名稱：利用初至波走時的有限頻層析成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地球物理勘探技術(shù)，更具體地講，涉及一種能夠提高表層速度反演精度的初至波有限頻地震走時層析成像方法。
背景技術(shù)：
表層速度結(jié)構(gòu)是影響我國山地油氣勘探的一個主要問題。劇烈的地表起伏會產(chǎn)生很多復(fù)雜的次生波動效應(yīng)，如面波、轉(zhuǎn)換波、多次波等。表層介質(zhì)的強烈橫向非均勻和小尺度異常體使波前斷裂，同時產(chǎn)生大量散射波將有效反射信號湮沒。如果沒有合適的手段處理這些次生干擾會對地震數(shù)據(jù)處理的整個流程產(chǎn)生嚴重負面影響。這些處理手段包括表層靜校正、基準面延拓、去噪等，但任何處理手段，甚至自起伏地表的偏移程序與速度分析都依賴于一個精確的表層速度模型。該表層速度模型同時可以通過照明分析輔助進行地震觀測系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化。
現(xiàn)有的表層速度反演方法通常包括以下幾種
I、近地表調(diào)查手段，包括小折射、微測井等；
2、大炮初至折射層析；
3、基于射線理論的初至波走時層析；
4、基于射線理論的初至波井間層析；
5、基于射線理論的淺層反射波走時層析；
6、基于射線理論的淺層反射波井間層析；
7、全波形反演。
以上反演方法中，第I種反演深度淺，且只能得到有限區(qū)域的表層速度。第2種是目前廣泛使用的方法之一，但該方法僅在有連續(xù)的高速折射層存在的情況下才能使用，且得到的速度是平均速度。第3、4種也是常用的表層速度反演方法，但它們基于高頻射線理論，只能夠得到介質(zhì)的低波數(shù)成份信息，反演精度不高。第5、6種使用淺層反射信息，只在表層有連續(xù)的反射界面，且反射走時可以在地震記錄中被準確拾取到的情況下才能適用。 第7中反演精度與分辨率最高，但其對初始模型要求的強烈依賴性、對噪音的高敏感度、對傳播算子的高要求限制了其在實際中的應(yīng)用范圍與效果。發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于克服在現(xiàn)有技術(shù)中的上述和其他缺點，提供一種獲取具有高精度的表層速度反演方法。
為了實現(xiàn)上述目的，提供了一種初至波有限頻地震走時層析成像的方法，包括(a)通過進行野外勘探采集，得到原始采集的數(shù)據(jù)，并在原始炮道集上拾取初至波走時；(b)根據(jù)觀測系統(tǒng)的高程與坐標信息建立初始速度模型；(C)在初始速度模型上進行動力學(xué)射線追蹤，計算旅行時場與格林函數(shù)；(d)根據(jù)旅行時場與格林函數(shù)計算層析矩陣，并進行求解得到模型更新量；(e)對初始速度模型進行更新并判斷是否滿足反演精度。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的初至波有限頻地震走時層析成像的方法的流程圖。
具體實施方式
圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的初至波有限頻地震走時層析成像的方法的流程圖。
如圖I所示，在步驟S10，通過進行野外勘探采集，得到原始采集的數(shù)據(jù)，并在原始炮道集上拾取初至波走時。
初至波是激發(fā)源信號經(jīng)過地層之后最先返回地面的信號，讀出其在原始炮道集上最先返回地面信號的時間值就是初至波走時，采用能量比法或圖像邊緣檢測方法可以自動拾取初至波走時。單道能量邊界檢測公式，即下面的等式I:[
權(quán)利要求
1.一種初至波有限頻地震走時層析成像的方法，包括(a)通過進行野外勘探采集，得到原始采集的數(shù)據(jù)，并在原始炮道集上拾取初至波走時；(b)根據(jù)觀測系統(tǒng)的高程與坐標信息建立初始速度模型；(C)在初始速度模型上進行動力學(xué)射線追蹤，計算旅行時場與格林函數(shù)；(d)根據(jù)旅行時場與格林函數(shù)計算層析矩陣，并進行求解得到模型更新量；(e)對初始速度模型進行更新并判斷是否滿足反演精度。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，在步驟(a)中，采用能量比法或圖像邊緣檢測方法來拾取初至波走時。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，當(dāng)采用能量比法被表示單道能量邊界檢測公式，如下面的等式I :Si = I (B/A) X (B-A) I ……等式 I 其中，
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，在步驟(b)中，初始速度模型對所考察區(qū)域進行均勻矩形網(wǎng)格剖分，并認為均勻矩形網(wǎng)格中的每個單元內(nèi)的速度值是常數(shù)，速度分布由η維模型空間中的向量sT= (s1；…，sn)確定，其中分量下標表示單元編號，每個單元內(nèi)的速度值由地層的厚度除以地震波在介質(zhì)中傳播的旅行時表示。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，在步驟(c)中，在初始速度模型上沿著已知的一條中心射線路徑，計算層析核函數(shù)，利用帶有振幅層析核函數(shù)的等式2進行動力學(xué)射線追蹤Δ τ = / VKT (r) Δ s (r) dr......等式 2其中，Λ τ為有限頻地震波傳播的走時延遲，Kt(r)為走時層析核函數(shù)，V為中心射線對應(yīng)的有限頻率，As(r)為有限頻內(nèi)！■處的慢度擾動。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，當(dāng)介質(zhì)背景場比較平緩時采用等式4或5計算二維和三維介質(zhì)的有限頻的層析核函數(shù)，否則采用等式3計算有限頻層析核函數(shù)
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，在采用等式3時，格林函數(shù)的求取根據(jù)動力學(xué)射線追蹤的結(jié)果，應(yīng)用高斯束公式進行計算。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，根據(jù)初始速度模型網(wǎng)格大小與網(wǎng)格內(nèi)的速度正演得到地震波在經(jīng)過每個網(wǎng)格的走時，一系列的走時在整個研究空間內(nèi)組成旅行時場。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，在步驟(d)中，根據(jù)旅行時場與格林函數(shù)計算的層析矩陣如等式8所示
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，在步驟(e)中，利用Λs對模型進行更新，在上一輪計算結(jié)果上加上Λs作為這一輪的反演結(jié)果；通過設(shè)定一個門檻值作為判斷是否達到反演精度的標準，當(dāng)As小于門檻值時，說明達到反演精度，否則，返回步驟(C)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種初至波有限頻地震走時層析成像的方法，包括(a)通過進行野外勘探采集，得到原始采集的數(shù)據(jù)，并在原始炮道集上拾取初至波走時；(b)根據(jù)觀測系統(tǒng)的高程與坐標信息建立初始速度模型；(c)在初始速度模型上進行動力學(xué)射線追蹤，計算旅行時場與格林函數(shù)；(d)根據(jù)旅行時場與格林函數(shù)計算層析矩陣，并進行求解得到模型更新量；(e)對初始速度模型進行更新并判斷是否滿足反演精度。
文檔編號G01V1/28GK102937721SQ20121044181
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者陳愛萍, 何光明, 曹中林, 劉奇琳, 周強, 胡然 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司