[發明專利]一種基于粒子群算法的炮點糾偏方法

在審

• 申請號: 201610836637.3
• 申請日: 2016-09-21
• 公開（公告）號: CN107862100A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 朱海偉;段文超;曹永生;陳金煥
• 申請（專利權）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石油物探技術研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建

技術領域

本發明涉及石油地震勘探數據處理技術領域，尤其涉及一種基于粒子群算法的炮點糾偏方法。

背景技術

在地震勘探野外數據采集過程中，常常會因避障需求或者地形變化，導致實際施工的炮點位置與設計的炮點位置有一定的、不可忽略的偏差。為了確保后續地震資料處理(例如靜校正、偏移成像)結果的可靠性，需要快速找到偏離炮點，并對其進行檢查、校正。

常規的炮點校正方法有如下幾種：(1)基于滑動平均理論，通過拾取初至波走時，利用最小二乘法擬合原理或高斯迭代法計算炮點坐標，該方法需要求解超定方程，計算過程比較復雜；(2)通過線性動校方法，檢測線性動校之后道集的初至是否被校正為一條直線，該方法在炮點偏離無規律的情況下，可以檢查出炮點有無偏離，但是對炮點的位置無法進行準確的歸位；(3)針對線性動校法的缺陷進行了改進，利用分象限疊加的方法進行校正、確定偏移量，但是這種方法操作非常復雜，需要對各個象限疊加成圖、對比之后確定偏離方向，實際工作中很難滿足這種大量數據的處理要求；(4)類似于分象限疊加成圖求取校正量的方法還有需要做交匯圖的時距曲線綜合量板法，該方法操作簡單方便但精度有限；(5)基于初至波，運用在海上的兩圓相交的二次定位法精度準確，然而由于海陸炮點的不同，該方法不適用于陸地。

綜合分析前人已有的研究成果，目前針對陸地炮點的校正方法存在以下問題：部分校正方法只能檢查出炮點有無偏離，而不能準確歸位炮點的位置；在此基礎上，雖然一些校正方法克服了上述問題，但是其操作、處理復雜，精度低并且運算速度非常慢。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提出了一種基于粒子群算法的炮點糾偏方法，用以迅速準確地定位到炮點糾偏的位置。該方法包括以下步驟：

S10，估算近地表直達波的速度；

S20，根據近地表直達波的速度算出直達波的理論計算初至，通過比較理論計算初至與實際拾取初至的誤差來建立炮點偏移校正的誤差目標函數；

S30，利用粒子群算法反演出誤差目標函數的最優解，從而獲得炮點偏移校正量，進而確定炮點糾偏的位置。

根據本發明的實施例，上述步驟S10中，可以優選采用最小二乘法擬合炮間距與實際拾取初至，估算出近地表直達波的速度。

根據本發明的實施例，上述步驟S10中，通過下式的擬合函數擬合炮間距與實際拾取初至，估算出近地表直達波的速度：

h_i＝vt_i+c

其中，h_i為第i道的炮檢距，t_i為第i道的實際拾取初至，v為近地表直達波的速度，i的取值范圍為1到N，N為接收直達波的檢波器的個數,c為常數。

根據本發明的實施例，上述步驟S20中，所述炮點偏移校正的誤差目標函數F為下式：

其中，t_i為第i道的實際拾取初至，τ_i為第i道的理論計算初至，N為接收直達波的檢波器的個數。

根據本發明的實施例，上述步驟S30中，所述誤差目標函數的最優解是指滿足迭代終止條件時的群體最佳位置。

根據本發明的實施例，上述步驟S30包括以下步驟：

S30.1初始化粒子群算法參數；

S30.2計算每個粒子的誤差目標函數值；

S30.3對每個粒子的誤差目標函數值進行判斷，選取每個粒子在自身計算歷史中函數值最小的位置為個體最佳位置，選取所有粒子中函數值最小的粒子位置為群體最佳位置；

S30.4根據獲得的個體最佳位置和群體最佳位置，通過速度與位置的更新算式更新每個粒子的速度與位置；

S30.5判斷迭代次數或所述群體最佳位置是否滿足迭代終止條件；

若滿足，結束迭代，所述群體最佳位置為炮點實際位置，根據炮點初始位置和炮點實際位置計算出炮點偏移校正量；

否則，返回步驟S30.2。

根據本發明的實施例，上述步驟S30.1中，所述粒子群算法參數包括：炮點初始位置、炮點搜索范圍、粒子群種群數、粒子位置、粒子速度、認知速度權重和社會速度權重。

根據本發明的實施例，所述炮點搜索范圍以炮點初始位置為中心；所述粒子速度由慣性速度、認知速度和社會速度向量生成。

根據本發明的實施例，上述步驟S30.4中，所述速度與位置的更新算式為：