[發明專利]一種利用波動方程獲取地震波路徑的方法

有效

• 申請號: 201410747999.6
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN104459780A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 孫偉家;符力耘
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧

技術領域

本發明涉及一種石油勘探領域中的地震波路徑的獲取方法，特別是關于一種利用波動方程獲取地震波路徑的方法。

背景技術

目前，地震波的路徑通常由Kirchhoff(克希霍夫)理論計算得到，其進行高頻近似，即認為地震波能量集中在地下介質兩點間的某條線上(稱為“射線”)。然而，實際上地震波是有限頻帶的信號。根據Fermat(費馬特)原理，地震波沿著旅行時最小的路徑傳播，即地震波從震源點S傳播到接收點R所用時間最短的路徑。射線法借鑒最短路徑算法求出震源和接收器兩點間最短的旅行時。實際中，由于地下介質十分復雜，且計算地震波路徑時需要對地下介質進行離散，即將地下介質劃分成一系列的小單元并形成網格，因此，計算射線路徑的精度與網格的大小或稀疏程度有密切的關系。另外，當地下介質較為復雜時，射線路徑的計算會出現多路徑的問題，即從震源點S到接收點R地震波旅行時最小的路徑有兩條或以上。精確計算地震波的傳播路徑對于理解地震波在復雜介質中的傳播規律以及地震偏移成像有著十分重要的意義。

如前所述，計算地震波傳播路徑的方法大多基于Kirchhoff理論，其主要存在高頻近似(實際中地震波為有限頻帶信號)和多路徑的問題。隨著我國油氣勘探的不斷深入和勘探程度的不斷提高，石油勘探的目標已逐步轉向復雜隱蔽儲層。這些復雜沉積環境下的儲層具有厚度薄、巖性高度非均質、有效儲層分布分散、巖石物理關系復雜和儲層巖性對比弱等特征。傳統的地震波路徑計算方法無法滿足復雜構造勘探的要求。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種精確度更高、適用不同頻段地震波的可廣泛應用于復雜構造勘探的利用波動方程計算地震波路徑的實現方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種利用波動方程獲取地震波路徑的方法，包括以下步驟：1)給定初始參數，包括待勘探的復雜非均勻地下介質模型、地震波場的頻率以及震源點S和接收點R的空間位置；2)將待勘探的復雜非均勻地下介質模型，以地表為起始點向著待勘探的方向按照不同的深度間隔和水平間隔劃分為網狀格點；3)將震源置于地下介質模型的震源點S處，利用波動方程逐點計算整個空間內所求頻段內某個頻率下震源點S處的地震波場u_S(x,ω)；4)將震源置于地下介質模型的接收點R處，利用波動方程逐點計算整個空間內所求頻段內某個頻率下接收點R處的地震波場u_R(x,ω)；5)在頻率域內，將同一頻率下震源點S處的地震波場u_S(x,ω)?和接收點R處的地震波場u_R(x,ω)相乘并與前一頻率下得到的相乘結果進行累加；6)在所求頻段內進行頻率循環，即重復步驟3)-5)：若頻率循環未完成，即未累加上所求頻段的最后一個頻率值，則返回步驟3)繼續進行計算；若頻率循環完成，即已累加上所求頻段的最后一個頻率值，則存儲地震波路徑。

所述步驟3)和4)中，所使用的波動方程為以下二者之一：

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