[發(fā)明專利]針對山前帶的三維地震初至波菲涅爾體層析反演方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410206859.8
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN105093279A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李凌云;張傳強(qiáng);梁鴻賢;王常波;杜繼修;秦寧;傅金榮;石林光;李建明;馬季;孫治國;孫朋朋;王磊;王敬閣;高麗;王靜軒;關(guān)鍵;孫淑琴;陳會(huì)芬;武天祥;王蓬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 東營雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

1.針對山前帶的三維地震初至波菲涅爾體層析反演方法，包括

(1)獲取地震資料的初至波時(shí)間；

(2)建立離散模型；

(3)計(jì)算初至波前走時(shí)；

(4)確定射線路徑；

(5)計(jì)算菲涅爾體；

(6)建立層析反演方程；

(7)解該反演方程；

(8)將第(2)步的速度模型換成第(7)步的速度模型，重復(fù)第(2)-(7)步，即可得到最終的速度模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對山前帶的三維地震初至波菲涅爾體層析反演方法，包括：

(1)獲取地震資料的初至波時(shí)間；

(2)建立離散模型，采用規(guī)則網(wǎng)格把表層模型離散成若干立方體單元，用網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)處的速度值表示整個(gè)模型速度的變化；

(3)計(jì)算初至波前走時(shí)，采用程函方程二階差分和波前群推算法GMM；

(4)確定射線路徑，采用波前擴(kuò)展和雙線性插值射線追蹤方法，根據(jù)互換原理，提供射線追蹤精度；

(5)計(jì)算菲涅爾體，先求出菲涅爾體半徑，再以射線為中心軸線，用菲涅爾體半徑確定菲涅爾體空間分布；

(6)建立層析反演方程，利用菲涅爾體空間及其能流密度的分布，建立初至走時(shí)殘差與網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)慢度修正量之間滿足的線性方程；

(7)解該反演方程，對所有菲涅爾體建立單元慢度增量與走時(shí)殘差之間的方程，或者表示成節(jié)點(diǎn)慢度增量與走時(shí)殘差之間的方程，解該反演方程；

(8)將第(2)步的速度模型換成第(7)步的速度模型，重復(fù)第(2)-(7)步5-15次，即可得到最終的速度模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的針對山前帶的三維地震初至波菲涅爾體層析反演方法，包括：

(1)獲取地震資料的初至波時(shí)間；

(2)建立離散模型，采用規(guī)則網(wǎng)格把表層模型離散成若干立方體單元，用網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)處的速度值表示整個(gè)模型速度的變化；

(3)計(jì)算初至波前走時(shí)，采用程函方程二階差分和波前群推算法GMM，在保證傳播時(shí)間因果性的條件下，找出多個(gè)次級震源同時(shí)向外擴(kuò)展波前；

(4)確定射線路徑，創(chuàng)新性采用波前擴(kuò)展和雙線性插值射線追蹤方法，根據(jù)互換原理，提供射線追蹤精度；其中，雙線性插值函數(shù)表示為：

tS′=(t2-t1)-(t4-t3)ΔyΔzgh+t2-t1+t4-t32Δyg+t1-t3+t2-t42Δzh+t1+t2+t3+t44]]>①其中，g＝y(tǒng)_S′-y₀，h＝z_S′-z₀，y₀和z₀flR(l)ik分別為界面的中點(diǎn)坐標(biāo)，

即y₀＝(y₁+y₂)/2，z₀＝(z₁+z₃)/2；

(5)計(jì)算菲涅爾體，先求出菲涅爾體半徑，再以射線為中心軸線，用菲涅爾體半徑確定菲涅爾體空間分布，下式是計(jì)算菲涅爾體半徑的近似式：

R(l)≈l(L-l)fLs(l)]]>②

式中，L是激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)之間的射線長度；f為地震波主頻；l為從激發(fā)點(diǎn)到待計(jì)算菲涅爾體半徑處的射線長度，s(l)為該處的平均慢度，R(l)為該處的菲涅爾體半徑；

(6)建立層析反演方程，利用菲涅爾體空間及其能流密度的分布，建立初至走時(shí)殘差與網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)慢度修正量之間滿足的線性方程，下式是每對激發(fā)點(diǎn)和接受點(diǎn)可獲得的反演方程：

Σj=1JΣk=1KωkvkVlijΔsk=Δti]]>③

其中，Δt_i是第i條射線對應(yīng)的走時(shí)殘差；Δs_k是第k個(gè)單元的慢度增量，用該單元節(jié)點(diǎn)上的慢度增量表示，從而把該式整理成節(jié)點(diǎn)慢度增量與走時(shí)殘差的關(guān)系式；ω_k是反映各單元能流密度大小的權(quán)系數(shù)，且ω_k通過對一條菲涅耳體內(nèi)各處的影響因子歸一化得到；

(7)解該反演方程，對所有菲涅爾體用③式建立單元慢度增量與走時(shí)殘差之間的方程，或者表示成節(jié)點(diǎn)慢度增量與走時(shí)殘差之間的方程，采用基于反投影方法和SIRT原理的方法解該反演方程；

(8)將第(2)步的速度模型換成第(7)步的速度模型，重復(fù)第(2)-(7)步8-12次，即可得到最終的速度模型。