[發明專利]一種地震疊前時間偏移中的射線追蹤方法

有效

• 申請號: 201310739693.1
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103698813A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 劉洋
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/36
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明涉及地震數據處理領域，尤其涉及一種地震疊前時間偏移中的射線追蹤方法。

背景技術

地震疊前偏移方法目前已經成為地震資料成像的主要方法，它可以分為疊前時間偏移和疊前深度偏移方法。盡管疊前深度偏移能夠對地下復雜構造進行準確成像，但是由于其偏移時采用的是層速度模型，其成像精度對層速度模型精度要求很高。在一些復雜地區，由于難以獲得準確的層速度模型，因而從一定程度上限制了該方法的應用。疊前時間偏移方法通常利用均方根速度模型進行偏移成像，速度模型相對容易獲得，成像效果對速度模型的依賴程度沒有深度偏移方法那樣嚴重，但其成像效果相對于疊后偏移成像而言，能夠得到顯著改善，因而疊前時間偏移目前在實際地震資料成像處理中得到了較為廣泛的應用。疊前時間偏移主要采用克希霍夫積分法，通常基于均方根速度模型，即將成像點上方的介質等效為均勻介質，速度為均方根速度，這類方法是基于直射線的偏移方法。為了提高疊前時間偏移成像精度，發展了基于彎曲射線路徑的疊前時間偏移方法，將成像點上方的介質用多層水平層狀模型來描述，此時地震波的傳播路徑變成了折線段。為了獲得地震波在水平層狀介質中的傳播時間，需要通過射線追蹤方法追蹤出地震波傳播路徑，進而可以計算出旅行時間，用于疊前時間偏移。在基于彎曲射線路徑的疊前時間偏移中，由于要對地下各成像點、各炮檢距進行射線追蹤，因而計算量很大，需要研究和利用快速射線追蹤方法。

隨著地震解釋和地震反演向疊前發展，疊前合成記錄制作變得較為重要。基于水平層狀介質的合成記錄可以應用于縱波和轉換波AVO分析、AVO反演和疊前反演等，疊前合成記錄制作的主要方法之一亦是射線追蹤方法。

水平層狀介質的射線追蹤通常采用試射法。對于給定的炮檢距（炮點和檢波點），該方法給出反射波在第一層的入射角，根據斯奈爾定律計算出傳播路徑和在地面出射點位置；當出射點位于炮檢連線的線段外側時，表明入射角偏大，需要減小入射角；當出射點位于炮檢連線的線段上時，表明入射角偏小，需要增大入射角；當出射點和檢波點位置誤差達到給定誤差時，即可獲得反射波路徑和時間。該方法在進行試射時，需要確定試射入射角的范圍，并利用二分法來更新入射角。實際上，試射入射角的范圍越大，所需的計算量越大。由于要針對不同界面、不同炮檢距進行射線追蹤，通常按照界面深度由淺到深、炮檢距由小到大進行射線追蹤，因此，在實際追蹤某界面、某炮檢距的反射波路徑時，試射的最小入射角可以設為同一界面、相鄰前一個炮檢距的入射角，試射的最大入射角可以設為同一炮檢距、相鄰前一個界面的入射角，由此設計的入射角試射范圍很小，計算量可以顯著減小。但是，通過計算研究發現，要獲得一定精度的反射波傳播路徑和傳播時間，仍然需要多次迭代。

總之，疊前時間偏移和合成記錄制作需要進行射線追蹤，常用的射線追蹤方法需要多次迭代，計算量較大。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種針對疊前時間偏移和合成記錄制作的，且具有計算速度快、精度高、始終收斂的射線追蹤方法。

為了達到上述目的，本發明實施例提供一種地震疊前時間偏移中的射線追蹤方法，包括：步驟1，獲取M個反射界面的模型參數以及N個炮檢距參數；步驟2，根據K個界面的模型參數和炮檢距參數，計算來自K個界面第j個炮檢距的反射波傳播路徑初值參數a_i⁽¹⁾及傳播時間i=1,2,...,M，k=1,2,...,M，j=1,2,...,N；步驟3，根據設定的迭代系數，利用迭代法計算來自K個界面第j個炮檢距的新的反射波傳播路徑初值參數a_i⁽²⁾，并計算來自K個界面第j個炮檢距的新的反射波傳播時間步驟4，如果ε為設定的誤差，則即為來自K個界面第j個炮檢距的反射波傳播時間，否則，返回所述步驟3繼續迭代；步驟5，如果j<N，則轉向步驟2-4繼續計算，否則，來自K個界面反射波傳播時間計算完成；步驟6，如果K<M，則轉向步驟2-5繼續計算，否則，最終的反射波傳播時間計算完成。

進一步地，在一實施例中，在所述步驟1中，獲取的M個反射界面的模型參數包括：各層層速度v_k以及各層厚度h_k，其中，k=1,2,...,M。