[發明專利]一種地震散射P-S轉換波成像速度分析方法

無效

• 申請號: 201010189474.7
• 申請日: 2010-06-02
• 公開（公告）號: CN101833111A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 沈鴻雁
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 劉華

1.一種地震散射P-S轉換波成像速度分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步：將地震散射P-P波地震數據讀取到二維數組F中，同時將觀測系統參數加載到原始地震數據道頭中，并依據觀測系統和采集參數計算出散射點位置和坐標；

第二步：依據地震散射P-P波時距雙曲線方程，在炮集上，固定t_0PPi的情況下，任意選擇一個速度v_Pk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對各炮檢距上的散射振幅進行疊加或相關，然后再對同一散射點的能量加權求和，便得到相應的平均振幅：

F‾(i)=1mΣj=1mFj,i+rji]]>

式中：r_ji＝t_ji/Δτ，Δτ為采樣率，t_ji為延遲時，m為地震記錄總道數，j為道序號(j＝1，2……m)，i為采樣點序號(i＝1，2……n)。

地震散射P-P波時距雙曲線方程：

tji=1vP(Lj2+z0i2+(xj-Lj)2+z0i2)]]>

地震散射P-P波正常時差為：

Δtji=1vP(Lji+z0i2+(xj-Lj)2+z0i2)-2z0ivP]]>

地震散射P-P波成像速度：

vP=1Δtji(Lj2+z0i2+(xj-Lj)2+z0i2-2z0i)]]>

式中，j＝1，2，…，m為地震道號，t_ji為延遲時間，z_0i為散射點距地表視深度，v_P為地震散射P波傳播速度，L_j為炮散距，x_j為炮檢距。

當v_Pk為正確的散射P波成像速度時，不同炮檢距地震道上的振幅同相疊加或相關，疊加振幅最大，沿不同速度定義的雙曲線軌跡計算疊加振幅就是對雙曲線軌跡上的地震道進行相關性度量，通過不同速度對應的疊加振幅分析，便可提取地震散射P波傳播速度；

第三步，制作地震散射P-P波速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時間：

t_0PP1，t_0PP2，t_0PP3，Λ，t_0PPi，Λt_0PPn

對于每一個雙程散射時間t_0PPi，再選定一系列的散射成像速度，其對應關系為一對多：

v_P1，v_P2，v_P3，Λv_Pk，Λv_PM

t_0PPi掃描時間和正常時差校正掃描速度應該包括所有旅行時間和可能的散射波成像速度，計算每個網格點(t_0PPi，v_Pk)上的平均振幅以等值線的形式顯示出來，就得到了用于地震散射P-P波速度分析的速度譜。

為了使速度譜中的平均振幅更加穩定、突出，實際用時一般選擇以(t_0PPi，v_Pk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個子波長度為時窗，計算這個時窗內的平均能量或平均振幅，據此計算結果繪制速度譜。

常用的判別準則有如下幾種：

平均振幅能量準則

平均振幅準則

相似系數準則

式中，r_ji＝t_ji/Δτ，Δτ為采樣率，t_ji為延遲時，N為信號延續時窗內的采樣點數，m為地震記錄總道數，j為道序號(j＝1，2……m)，i為采樣點序號(i＝1，2……n)；

第四步：將地震散射P-S轉換波地震數據讀取到二維數組E中，同時將觀測系統參數加載到原始地震數據道頭中，并依據觀測系統和采集參數計算出散射點位置和坐標；

第五步：依據地震散射P-S轉換波時距雙曲線方程，在炮集上，固定t_0PSi的情況下，并帶入上邊以獲取的地震散射P波速度v_P，同時任意選擇一個速度v_Sk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對各炮檢距上的散射振幅進行疊加或相關，然后再對同一散射點的能量加權求和，便得到相應的平均振幅：

E‾(i)=1mΣj=1mEj,i+rji]]>

式中：r_ji＝t_ji/Δτ，Δτ為采樣率，t_ji為延遲時，m為地震記錄總道數，j為道序號(j＝1，2……m)，i為采樣點序號(i＝1，2……n)。

地震散射P-S轉換波時距雙曲線方程：

tPSji=1vPLj2+z0i2+1vS(xj-Lj)2+z0i2]]>

地震散射P波的垂直旅行時間：

地震散射S波的垂直旅行時間：

地震散射P-S轉換波自激自收時間：

地震散射P-S轉換波的正常時差：

ΔtPSji=tPSj-t0PSi=1vPLji+z0i2+1vS(Lj-xj)2+z0i2-z0i(1vP+1vS)]]>

式中，j＝1，2，…，m為地震道號，t_PSj為P-S轉換散射波旅行時，t_0PSi為散射點垂直地表地震散射P-S轉換波雙程旅行時間，x_j為炮檢距，z_0i為散射點距地表視深度，v_P為地震散射P波傳播速度，v_S為地震散射S波傳播速度，L_j為炮散距。

當v_Sk為正確的散射S波成像速度時，不同炮檢距地震道上的振幅同相疊加或相關，疊加振幅最大，沿不同速度定義的雙曲線軌跡計算疊加振幅就是對雙曲線軌跡上的地震道進行相關性度量，通過不同速度對應的疊加振幅分析，便可提取地震波傳播速度；

第六步，制作地震散射P-S轉換波速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時間：

t_0PS1，t_0PS2，t_0PS3，Λ，t_0PSi，Λt_0PSn

對于每一個雙程散射時間t_0PSi，在選定一系列的散射成像速度，其對應關系為一對多：

v_S1，v_S2，v_S3，Λv_Sk，Λv_SM

t_0PSi掃描時間和正常時差校正掃描速度應該包括所有旅行時間和可能的散射成像速度，計算每個網格點(t_0PSi，v_Sk)上的平均振幅以等值線的形式顯示出來，就得到了用于速度分析的速度譜。

為了使速度譜中的平均振幅更加穩定、突出，實際用時一般選擇以(t_0PSi，v_Sk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個子波長度為時窗，計算這個時窗內的平均能量或平均振幅，據此計算結果繪制速度譜。

常用的判別準則有如下幾種：

平均振幅能量準則

平均振幅準則

相似系數準則

式中，r_ji＝t_PSji/Δτ，Δτ為采樣率，t_ji為延遲時，N為信號延續時窗內的采樣點數，m為地震記錄總道數，j為道序號(j＝1，2……m)，i為采樣點序號(i＝1，2……n)。

2.根據權利要求1所述的一種地震散射P-S轉換波成像速度分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步：將含有146炮，每炮86道，每道2000個采樣點的P-P波地震數據讀取到二維數組F中，同時將觀測系統參數加載到原始地震數據道頭中，并依據觀測系統和采集參數計算出散射點位置和坐標；

第二步：依據地震散射P-P波時距雙曲線方程，在炮集上，固定t_0PPi的情況下，任意選擇一個速度v_Pk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對各炮檢距上的散射振幅進行疊加或相關，然后再對同一散射點的能量加權求和，便得到相應的平均振幅；

第三步，制作速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時間：0～1000ms，步長為2.0ms；對于每一個雙程散射時間t_0PPi，再選定一系列的地震散射P-P波成像速度：800～2000m/s，步長為30m/s。

t_0PPi掃描時間和正常時差校正掃描速度應該包括所有旅行時間和可能的散射成像速度，計算每個網格點(t_0PPi，v_Pk)上的平均振幅以等值線的形式顯示出來，就得到了用于速度分析的地震散射P-P波速度譜。

為了使速度譜中的平均振幅更加穩定、突出，實際用時一般選擇以(t_0PPi，v_Pk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個子波長度為時窗，該時窗長度為50ms，計算這個時窗內的平均能量或平均振幅，據此計算結果繪制速度譜。

第四步：將含有146炮，每炮86道，每道2000個采樣點的P-SV轉換波地震數據讀取到二維數組E₁中，同時將觀測系統參數加載到原始地震數據道頭中，并依據觀測系統和采集參數計算出散射點位置和坐標；

第五步：依據地震散射P-SV轉換波時距雙曲線方程，在炮集上，固定t_0PSi的情況下，并帶入上邊以獲取的地震散射P波速度v_P，任意選擇一個速度v_SVk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對各炮檢距上的散射振幅進行疊加或相關，然后再對同一散射點的能量加權求和，便得到相應的平均振幅；

第六步，制作地震散射P-SV轉換波速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時間：0～1000ms，步長為2.0ms；對于每一個雙程散射時間t_0PSi，再選定一系列的地震散射P-SV轉換波成像速度：600～1200m/s，步長為30m/s。

t_0PSi掃描時間和正常時差校正掃描速度應該包括所有旅行時間和可能的散射成像速度，計算每個網格點(t_0PSi，v_SVk)上的平均振幅以等值線的形式顯示出來，就得到了用于速度分析的地震散射P-SV轉換波速度譜。

為了使速度譜中的平均振幅更加穩定、突出，實際用時一般選擇以(t_0PSi，v_SVk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個子波長度為時窗，該時窗長度為50ms，計算這個時窗內的平均能量或平均振幅，據此計算結果繪制速度譜。

第七步：將含有146炮，每炮86道，每道2000個采樣點的P-SH轉換波地震數據讀取到二維數組E₂中，同時將觀測系統參數加載到原始地震數據道頭中，并依據觀測系統和采集參數計算出散射點位置和坐標；

第八步：依據地震散射P-SH轉換波時距雙曲線方程，在炮集上，固定t_0PSi的情況下，并帶入上邊以獲取的地震散射P波速度v_P，任意選擇一個速度v_SHk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對各炮檢距上的散射振幅進行疊加或相關，然后再對同一散射點的能量加權求和，便得到相應的平均振幅；

第九步，制作地震散射P-SH轉換波速度譜，首先選定一系列雙程垂直旅行時間：0～1000ms，步長為2.0ms；對于每一個雙程散射時間t_0PSi，再選定一系列的地震散射P-SH轉換波成像速度：600～1200m/s，步長為30m/s。

t_0PSi掃描時間和正常時差校正掃描速度應該包括所有旅行時間和可能的散射成像速度，計算每個網格點(t_0PSi，v_SHk)上的平均振幅以等值線的形式顯示出來，就得到了用于速度分析的地震散射P-SH轉換波速度譜。

為了使速度譜中的平均振幅更加穩定、突出，實際用時一般選擇以(t_0PSi，v_SHk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個子波長度為時窗，該時窗長度為50ms，計算這個時窗內的平均能量或平均振幅，據此計算結果繪制速度譜。