專利名稱：多尺度規(guī)則網(wǎng)格層析反演靜校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地球物理勘探靜校正方法，是一種矩形網(wǎng)格多尺度層析反演方法。
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)取得了良好的效果O目前應(yīng)用于靜校正中的常規(guī)層析方法在剖分時(shí)都是矩形網(wǎng)格的，并且一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的速度是常數(shù)。在網(wǎng)格尺寸確定的情況下，射線在速度高的位置密度較大，在速度低的位置密度較小或者沒有，這樣在射線密度不均勻的情況下，在反演時(shí)不能得到射線較少位置處的合理值，導(dǎo)致反演的模型不合理，影響了速度模型正反演精度和靜校正效果。中國專利CN101561512公開了一種井間多尺度迭代重建技術(shù)(SIRT)層析成像的方法，該方法對每一種尺度的模型分別進(jìn)行層析成像，后綜合各種尺度的層析成像結(jié)果，來得到下一次迭代的模型”，即對于每一個(gè)尺度的模型，都用SIRT方法反演成像。如果有10個(gè)尺度，在用SIRT方法必須反演10次，才能得到10個(gè)不同尺度的反演結(jié)果。如果每次迭代有10個(gè)尺度，則每次迭代用SIRT方法反演(解大型方程組)需要10次；在層析反演中，經(jīng)常要進(jìn)行多次迭代，如15次，則該方法總計(jì)解方程150次，不僅增加了解方程的次數(shù)，而且累計(jì)了誤差。正如該專利所述，后綜合各種尺度的層析成像結(jié)果，來得到下一次迭代的模型，在“綜合各種尺度的層析成像結(jié)果”時(shí)會(huì)增加人為因素，產(chǎn)出了不必要的人為誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種減少人為誤差，在射線密度較小或者沒有的位置反演出精度高的多尺度規(guī)則網(wǎng)格層析反演靜校正方法。本發(fā)明通過以下步驟實(shí)現(xiàn):I)初始化模型:采集地震數(shù)據(jù)，處理后進(jìn)行水平方向和垂直方向的矩形網(wǎng)格剖分，并將模型速度初始化；步驟I)所述的初始化速度是根據(jù)模型地表的最小速度和梯度因子，計(jì)算模型中間每個(gè)網(wǎng)格中的速度；或用地表面對應(yīng)的最小速度和模型底對應(yīng)的最大速度，內(nèi)插模型中間速度。2)最短射線路徑搜索:通過正演得到每個(gè)激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)對的射線路徑和旅行時(shí)間；步驟2)所述的正演是搜尋距激發(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；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)格中射線長度和旅行時(shí)間。3)計(jì)算實(shí)際拾取初至?xí)r間與射線正演旅行時(shí)間的差值；4)多尺度層析反演:用不同尺度的網(wǎng)格對正演模型重新剖分，產(chǎn)出了一個(gè)大型稀疏方程組，用正交分解最小二乘法(LSQR)方法解該方程組，同時(shí)反演多個(gè)不同尺度的模型，累計(jì)多個(gè)不同尺度模型的慢度擾動(dòng)量，得到最終模型的慢度擾動(dòng)量；步驟4)所述的反演多個(gè)不同尺度的模型時(shí)重新對模型進(jìn)行不同尺度剖分，是在水平方向和垂直方向同時(shí)對模型進(jìn)行不同尺度的剖分。所述的水平方向和垂直方向的倍數(shù)相同。步驟4)所述的不同尺度是正演模型剖分的網(wǎng)格素?cái)?shù)倍數(shù)。步驟4)所述的正演模型重新時(shí)剖分的網(wǎng)格在水平方向和和垂直方向網(wǎng)格尺寸不同，則多尺度反演時(shí)對模型重新剖分后的網(wǎng)格尺寸在水平方向和垂直方向也不同。步驟4)所述的大型稀疏方程組如下:
權(quán)利要求
1.一種多尺度規(guī)則網(wǎng)格層析反演靜校正方法，特點(diǎn)是通過以下步驟實(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矩形網(wǎng)格剖分，并將模型速度初始化； 2)最短射線路徑搜索:通過正演得到每個(gè)激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)對的射線路徑和旅行時(shí)間； 3)計(jì)算實(shí)際拾取初至?xí)r間與射線正演旅行時(shí)間的差值； 4)多尺度層析反演:用不同尺度的網(wǎng)格對正演模型重新剖分，產(chǎn)出了一個(gè)大型稀疏方程組，用正交分解最小二乘法(LSQR)方法解該方程組，同時(shí)反演多個(gè)不同尺度的模型，累計(jì)多個(gè)不同尺度模型的慢度擾動(dòng)量，得到最終模型的慢度擾動(dòng)量； 5)更新模型速度； 6)重復(fù)迭代2)到5)，直到反演的速度場穩(wěn)定，完成網(wǎng)格層析反演靜校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟I)所述的初始化速度是根據(jù)模型地表的最小速度和梯度因子，計(jì)算模型中間每個(gè)網(wǎng)格中的速度； 或用地表面對應(yīng)的最小速度和模型底對應(yīng)的最大速度，內(nèi)插模型中間速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟2)所述的正演是搜尋距激發(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；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)格中射線長度和旅行時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟4)所述的反演多個(gè)不同尺度的模型時(shí)重新對模型進(jìn)行不同尺度剖分，是在水平方向和垂直方向同時(shí)對模型進(jìn)行不同尺度的剖分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，特點(diǎn)是所述的水平方向和垂直方向的倍數(shù)相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟4)所述的不同尺度是正演模型剖分的網(wǎng)格素?cái)?shù)倍數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟4)所述的正演模型重新時(shí)剖分的網(wǎng)格在水平方向和和垂直方向網(wǎng)格尺寸不同，則多尺度反演時(shí)對模型重新剖分后的網(wǎng)格尺寸在水平方向和垂直方向也不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟4)所述的大型稀疏方程組如下: AJ 'I 1.式中，s ti是第i條射線時(shí)間差，K是總尺度個(gè)數(shù)，w(k)是尺度k的權(quán)值，所有尺度權(quán)值的總和等于1，Jk是尺度k模型中射線i穿過的網(wǎng)格總個(gè)數(shù)，e%是射線i在尺度k模型中射線過第j個(gè)網(wǎng)格的長度，δ Swj是射線i在尺度k模型中射線過第j個(gè)網(wǎng)格的慢度(速度的倒數(shù))擾動(dòng)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟4)所述的累計(jì)多個(gè)不同尺度模型的慢度擾動(dòng)量，得到最終模型的慢度擾動(dòng)量是指，該方法反演后，最大尺度N剖分后的模型(整個(gè)模型)反演出的慢度擾動(dòng)量就是與原始模型(正演使用的模型)的整體差；第N-1個(gè)尺度反演出的慢度擾動(dòng)量是在第N個(gè)尺度模型基礎(chǔ)上與原始模型的慢度差；第N-2個(gè)尺度反演出的慢度擾動(dòng)量是在N和N-1個(gè)尺度模型基礎(chǔ)上與原始模型的慢度差，依次類推，第一個(gè)尺度(正演使用的模型)反演出的慢度擾動(dòng)量是在其它所有尺度模型基礎(chǔ)上與原始模型的慢度差，所以累積所 有尺度模型反演出的慢度擾動(dòng)量就可以得到最終反演的慢度擾動(dòng)量。
全文摘要
本發(fā)明是地球物理勘探靜校正中多尺度規(guī)則網(wǎng)格層析反演靜校正方法，采集地震數(shù)據(jù)，進(jìn)行矩形網(wǎng)格剖分并將模型速度初始化，通過正演得到每個(gè)激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)對的射線路徑和旅行時(shí)間，計(jì)算實(shí)際拾取初至?xí)r間與射線正演旅行時(shí)間的差值，多尺度層析反演，更新模型速度，重復(fù)迭代直到反演的速度場穩(wěn)定，完成網(wǎng)格層析反演靜校正。本發(fā)明采用多尺度模型進(jìn)行剖分可以更好地反演射線稀少位置處的速度值，減少了人為誤差，提高了速度模型正反演精度和靜校正效果。
文檔編號(hào)G01V1/36GK103217715SQ20121001547
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者李培明, 閆智慧, 馮澤元, 馬青坡 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司