專利名稱：不規(guī)則尺寸空變網(wǎng)格層析成像靜校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地球物理勘探方法，是一種不規(guī)則尺寸空變網(wǎng)格層析成像靜校正方法。
背景技術(shù)：
地震勘探中靜校正處理主要是解決地震波在近地表介質(zhì)旅行時(shí)間變化影響反射波疊加成像問題。初至波反映近地表地層變化，利用初至波求取靜校正量成為靜校正的主要的技術(shù)手段。利用層析正反演的方法可以建立相對(duì)精確地、能夠反映速度縱橫變化的近地表模型，近年來層析方法在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用并在許多復(fù)雜區(qū)取得了良好的效^ ο目前應(yīng)用于靜校正中的常規(guī)層析方法都基于規(guī)則且固定尺寸網(wǎng)格，并且假設(shè)一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的速度是常數(shù)，網(wǎng)格尺寸不能空變。這種條件限制了層析反演模型的真實(shí)性和合理性。尤其當(dāng)?shù)乇砗偷叵陆缑嬗衅鸱虻貙哟嬖诩鉁鐣r(shí)，等尺寸規(guī)則網(wǎng)格無法準(zhǔn)確描述地質(zhì)體或速度體的邊界位置，其描繪的地質(zhì)體或速度體的邊界只能是階梯狀的。如圖1中的網(wǎng)格常規(guī)層析方法對(duì)模型的剖分結(jié)果，連續(xù)的黑線是實(shí)際模型的地質(zhì)體或速度體界面，剖分結(jié)果在界面位置處與真實(shí)的有較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種能準(zhǔn)確描繪地質(zhì)體或速度體的界面形態(tài)、射線追蹤的時(shí)間誤差，提高層析靜校正反演速度場(chǎng)的精度的不規(guī)則尺寸空變網(wǎng)格層析成像靜校正方法。本發(fā)明通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)1)采集地震數(shù)據(jù)，處理后進(jìn)行水平方向和垂直方向的網(wǎng)格剖分，水平方向網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)是水平方向網(wǎng)格個(gè)數(shù)+1，所述的水平方向設(shè)置不同的網(wǎng)格長(zhǎng)度；所述的水平方向設(shè)置網(wǎng)格長(zhǎng)度在速度變化劇烈的位置網(wǎng)格長(zhǎng)度等于1倍道距，在速度變化不劇烈的位置網(wǎng)格長(zhǎng)度等于2-4倍道距，在模型兩邊網(wǎng)格長(zhǎng)度可以大于5倍道距。所述的垂直方向的網(wǎng)格剖分按照以下公式計(jì)算Zij = Ai+(B-Ai) *j/(N+l)，式中Ai物理點(diǎn)高程構(gòu)建地表面，i是水平方向網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)索引，j是垂直方向網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)索引，網(wǎng)格個(gè)數(shù)N，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)j<=N+l，模型的底界面B。如果已知地層界面高程，垂直方向網(wǎng)格高程Zij的j是一個(gè)不大于垂直方向網(wǎng)格個(gè)數(shù)的給定值，與該界面重合。在地表面附近，在垂直方向，用戶可以設(shè)置網(wǎng)格間距小些，在模型深部，用戶可以設(shè)置網(wǎng)格間距大些。
2)在一個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)邊上，布設(shè)新的節(jié)點(diǎn)；布設(shè)新的節(jié)點(diǎn)是在在水平方向或垂直方向，相鄰節(jié)點(diǎn)之間的距離相等布設(shè)，或在水平方向或垂直方向，每個(gè)網(wǎng)格邊上的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)是相等布設(shè)。3)將模型速度初始化；所述的模型速度初始化是用最小速度和梯度因子，計(jì)算出每個(gè)網(wǎng)格的速度，或用地表面對(duì)應(yīng)的最小速度和模型底對(duì)應(yīng)的最大速度，內(nèi)插模型中間速度。4)射線路徑正演；所述的射線路徑正演是搜尋距激發(fā)點(diǎn)同在一個(gè)網(wǎng)格中最近所有節(jié)點(diǎn)的射線，再以這些節(jié)點(diǎn)為新的震源點(diǎn)，搜尋與這些新的震源點(diǎn)同在一個(gè)網(wǎng)格的其它節(jié)點(diǎn)射線路徑；搜尋新的震源點(diǎn)到激發(fā)點(diǎn)之間最短旅行時(shí)的射線路徑；5)計(jì)算實(shí)際拾取初至?xí)r間與射線旅行時(shí)間的差值，反演模型的速度；6)重復(fù)迭代4)和幻，直到反演的速度場(chǎng)穩(wěn)定，完成成像靜校正。本發(fā)明采用不規(guī)則尺寸空變網(wǎng)格對(duì)模型進(jìn)行離散可以更好地描述實(shí)際地層的近地表特征，可以更好地反映初至波在近地表的傳播規(guī)律，提高了速度模型正反演精度和靜校正效果。


圖1是常規(guī)網(wǎng)格模型剖分結(jié)果；用規(guī)則網(wǎng)格剖分，在地表和模型層界面處，剖分結(jié)果與實(shí)際有較大差別。圖2是本發(fā)明對(duì)一個(gè)模型的層析剖分結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖具體說明實(shí)例。本發(fā)明采用以下步驟實(shí)現(xiàn)1、模型網(wǎng)格剖分?jǐn)?shù)據(jù)采樣后，所有接收點(diǎn)和激發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)范圍確定模型的長(zhǎng)度，進(jìn)行水平方向不等間距剖分；如圖2所示，道距100米，在模型左面，水平方向網(wǎng)格間距500米，在模型中部， 網(wǎng)格間距100米。在垂直方向，用接收點(diǎn)和激發(fā)點(diǎn)的高程確定一個(gè)地表面，保證所有接收點(diǎn)和激發(fā)點(diǎn)的高程都在該地表面之下。給出模型的底界面高程和垂直方向的網(wǎng)格個(gè)數(shù)，線性內(nèi)插出中間網(wǎng)格四個(gè)角點(diǎn)的高程值。如果已知某地層界面高程，可以設(shè)置垂直方向網(wǎng)格高程Zij值(i是水平方向網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)索引，j是一個(gè)不大于垂直方向網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的給定值)，與該界面重合，同時(shí)調(diào)整其它Zij中，保證在垂直方向Zij值從小到大。在地表面附近，在垂直方向，用戶可以設(shè)置網(wǎng)格間距小些，在模型深部，用戶可以設(shè)置網(wǎng)格間距大些，如圖2所示。2、節(jié)點(diǎn)布設(shè)在一個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)邊上，布設(shè)新的節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明提供兩種節(jié)點(diǎn)布設(shè)方案。a)等間距布設(shè)即在每個(gè)網(wǎng)格的水平方向或垂直方向，相鄰兩節(jié)點(diǎn)之間的距離時(shí)相等的；b)等個(gè)數(shù)布設(shè)每個(gè)網(wǎng)格中，在水平方向或垂直方向，節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)是相等的。在該兩種方案中，均可以設(shè)置最小節(jié)點(diǎn)間距，如0. 25米，目的是減少節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，提高運(yùn)算速度。正演時(shí)射線的路徑只能穿過這些節(jié)點(diǎn)。3、模型速度初始化給出模型地表的最小速度，再給出梯度因子或模型底的最大速度，計(jì)算出模型中間每個(gè)網(wǎng)格中的速度；或用地表面對(duì)應(yīng)的最小速度和模型底對(duì)應(yīng)的最大速度，內(nèi)插模型中間速度。4、最短射線路徑搜索搜尋距激發(fā)點(diǎn)同在一個(gè)網(wǎng)格中最近所有節(jié)點(diǎn)的射線，再以這些節(jié)點(diǎn)為新的震源點(diǎn)，搜尋與這些新的震源點(diǎn)同在一個(gè)網(wǎng)格的其它節(jié)點(diǎn)射線路徑；以最小時(shí)間為準(zhǔn)，搜索它們到激發(fā)點(diǎn)之間最短旅行時(shí)的射線路徑，記錄該射線路徑在每個(gè)網(wǎng)格中射線長(zhǎng)度和旅行時(shí)間；5、模型反演計(jì)算出實(shí)際拾取初至?xí)r間與搜索的射線旅行時(shí)間的差值；再構(gòu)建大型方程組，利用該差值和射線在網(wǎng)格中的旅行距離來反演模型的速度；更新模型速度。6、重復(fù)迭代4)和5)，直到反演的速度場(chǎng)穩(wěn)定，處理得到成像靜校正結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種不規(guī)則尺寸空變網(wǎng)格層析成像靜校正方法，特征是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)1)采集地震數(shù)據(jù)，處理后進(jìn)行水平方向和垂直方向的網(wǎng)格剖分，水平方向網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)是水平方向網(wǎng)格個(gè)數(shù)+1，所述的水平方向設(shè)置不同的網(wǎng)格長(zhǎng)度；2)在一個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)邊上，布設(shè)新的節(jié)點(diǎn)；布設(shè)新的節(jié)點(diǎn)是在在水平方向或垂直方向，相鄰節(jié)點(diǎn)之間的距離相等布設(shè)，或在水平方向或垂直方向，每個(gè)網(wǎng)格邊上的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)是相等布設(shè)；3)將模型速度初始化；4)射線路徑正演；5)計(jì)算實(shí)際拾取初至?xí)r間與射線旅行時(shí)間的差值，反演模型的速度；6)重復(fù)迭代4)和幻，直到反演的速度場(chǎng)穩(wěn)定，完成成像靜校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，步驟1)所述的水平方向設(shè)置網(wǎng)格長(zhǎng)度在速度變化劇烈的位置網(wǎng)格長(zhǎng)度等于1倍道距，在速度變化不劇烈的位置網(wǎng)格長(zhǎng)度等于2-4倍道距，在模型兩邊網(wǎng)格長(zhǎng)度可以大于5倍道距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，步驟1)所述的垂直方向的網(wǎng)格剖分按照以下公式計(jì)算Zij = Ai+(B-Ai)*j/(N+l)，式中Ai物理點(diǎn)高程構(gòu)建地表面，i是水平方向網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)索引，j是垂直方向網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)格個(gè)數(shù)N，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)j <= N+1，如果已知地層界面高程，j是一個(gè)不大于垂直方向網(wǎng)格個(gè)數(shù)的給定值，與該界面重合；模型的底界面B。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，步驟幻所述的模型速度初始化是用最小速度和梯度因子， 計(jì)算出每個(gè)網(wǎng)格的速度；或，用地表面對(duì)應(yīng)的最小速度和模型底對(duì)應(yīng)的最大速度，內(nèi)插模型中間速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，步驟4)所述的射線路徑正演是搜尋距激發(fā)點(diǎn)同在一個(gè)網(wǎng)格中最近所有節(jié)點(diǎn)的射線，再以這些節(jié)點(diǎn)為新的震源點(diǎn)，搜尋與這些新的震源點(diǎn)同在一個(gè)網(wǎng)格的其它節(jié)點(diǎn)射線路徑；搜尋新的震源點(diǎn)到激發(fā)點(diǎn)之間最短旅行時(shí)的射線路徑。
全文摘要
本發(fā)明是地球物理勘探不規(guī)則尺寸空變網(wǎng)格層析成像靜校正方法，在網(wǎng)格剖分時(shí)水平方向設(shè)置不同的網(wǎng)格長(zhǎng)度，在網(wǎng)格的四個(gè)邊上布設(shè)新節(jié)點(diǎn)，在水平方向或垂直方向，相鄰節(jié)點(diǎn)之間的距離相等布設(shè)，或在水平方向或垂直方向，每個(gè)網(wǎng)格邊上的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)是相等布設(shè)，將模型速度初始化并射線路徑正演，計(jì)算實(shí)際拾取初至?xí)r間與射線旅行時(shí)間的差值，反演模型的速度，直到反演的速度場(chǎng)穩(wěn)定，完成成像靜校正。本發(fā)明可以更好地描述實(shí)際地層的近地表特征，可以更好地反映初至波在近地表的傳播規(guī)律，提高了速度模型正反演精度和靜校正效果。
文檔編號(hào)G01V1/36GK102338887SQ20101023148
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者馮澤元, 李培明, 閆智慧, 馬青坡 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司