专利名称：利用初至波走时的有限频层析成像方法
技术领域：
本发明涉及地球物理勘探技术，更具体地讲，涉及一种能够提高表层速度反演精度的初至波有限频地震走时层析成像方法。
背景技术：
表层速度结构是影响我国山地油气勘探的一个主要问题。剧烈的地表起伏会产生很多复杂的次生波动效应，如面波、转换波、多次波等。表层介质的强烈横向非均匀和小尺度异常体使波前断裂，同时产生大量散射波将有效反射信号湮没。如果没有合适的手段处理这些次生干扰会对地震数据处理的整个流程产生严重负面影响。这些处理手段包括表层静校正、基准面延拓、去噪等，但任何处理手段，甚至自起伏地表的偏移程序与速度分析都依赖于一个精确的表层速度模型。该表层速度模型同时可以通过照明分析辅助进行地震观测系统设计与优化。
现有的表层速度反演方法通常包括以下几种
I、近地表调查手段，包括小折射、微测井等；
2、大炮初至折射层析；
3、基于射线理论的初至波走时层析；
4、基于射线理论的初至波井间层析；
5、基于射线理论的浅层反射波走时层析；
6、基于射线理论的浅层反射波井间层析；
7、全波形反演。
以上反演方法中，第I种反演深度浅，且只能得到有限区域的表层速度。第2种是目前广泛使用的方法之一，但该方法仅在有连续的高速折射层存在的情况下才能使用，且得到的速度是平均速度。第3、4种也是常用的表层速度反演方法，但它们基于高频射线理论，只能够得到介质的低波数成份信息，反演精度不高。第5、6种使用浅层反射信息，只在表层有连续的反射界面，且反射走时可以在地震记录中被准确拾取到的情况下才能适用。 第7中反演精度与分辨率最高，但其对初始模型要求的强烈依赖性、对噪音的高敏感度、对传播算子的高要求限制了其在实际中的应用范围与效果。发明内容
因此，本发明的目的在于克服在现有技术中的上述和其他缺点，提供一种获取具有高精度的表层速度反演方法。
为了实现上述目的，提供了一种初至波有限频地震走时层析成像的方法，包括(a)通过进行野外勘探采集，得到原始采集的数据，并在原始炮道集上拾取初至波走时；(b)根据观测系统的高程与坐标信息建立初始速度模型；(C)在初始速度模型上进行动力学射线追踪，计算旅行时场与格林函数；(d)根据旅行时场与格林函数计算层析矩阵，并进行求解得到模型更新量；(e)对初始速度模型进行更新并判断是否满足反演精度。
图I是示出根据本发明实施例的初至波有限频地震走时层析成像的方法的流程图。
具体实施方式
图I是示出根据本发明实施例的初至波有限频地震走时层析成像的方法的流程图。
如图I所示，在步骤S10，通过进行野外勘探采集，得到原始采集的数据，并在原始炮道集上拾取初至波走时。
初至波是激发源信号经过地层之后最先返回地面的信号，读出其在原始炮道集上最先返回地面信号的时间值就是初至波走时，采用能量比法或图像边缘检测方法可以自动拾取初至波走时。单道能量边界检测公式，即下面的等式I:[
权利要求
1.一种初至波有限频地震走时层析成像的方法，包括(a)通过进行野外勘探采集，得到原始采集的数据，并在原始炮道集上拾取初至波走时；(b)根据观测系统的高程与坐标信息建立初始速度模型；(C)在初始速度模型上进行动力学射线追踪，计算旅行时场与格林函数；(d)根据旅行时场与格林函数计算层析矩阵，并进行求解得到模型更新量；(e)对初始速度模型进行更新并判断是否满足反演精度。
2.如权利要求I所述的方法，其中，在步骤(a)中，采用能量比法或图像边缘检测方法来拾取初至波走时。
3.如权利要求2所述的方法，其中，当采用能量比法被表示单道能量边界检测公式，如下面的等式I :Si = I (B/A) X (B-A) I ……等式 I 其中，
4.如权利要求I所述的方法，其中，在步骤(b)中，初始速度模型对所考察区域进行均匀矩形网格剖分，并认为均匀矩形网格中的每个单元内的速度值是常数，速度分布由η维模型空间中的向量sT= (s1；…，sn)确定，其中分量下标表示单元编号，每个单元内的速度值由地层的厚度除以地震波在介质中传播的旅行时表示。
5.如权利要求I所述的方法，其中，在步骤(c)中，在初始速度模型上沿着已知的一条中心射线路径，计算层析核函数，利用带有振幅层析核函数的等式2进行动力学射线追踪Δ τ = / VKT (r) Δ s (r) dr......等式 2其中，Λ τ为有限频地震波传播的走时延迟，Kt(r)为走时层析核函数，V为中心射线对应的有限频率，As(r)为有限频内！■处的慢度扰动。
6.如权利要求5所述的方法，其中，当介质背景场比较平缓时采用等式4或5计算二维和三维介质的有限频的层析核函数，否则采用等式3计算有限频层析核函数
7.如权利要求6所述的方法，其中，在采用等式3时，格林函数的求取根据动力学射线追踪的结果，应用高斯束公式进行计算。
8.如权利要求7所述的方法，其中，根据初始速度模型网格大小与网格内的速度正演得到地震波在经过每个网格的走时，一系列的走时在整个研究空间内组成旅行时场。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在步骤(d)中，根据旅行时场与格林函数计算的层析矩阵如等式8所示
10.如权利要求9所述的方法，其中，在步骤(e)中，利用Λs对模型进行更新，在上一轮计算结果上加上Λs作为这一轮的反演结果；通过设定一个门槛值作为判断是否达到反演精度的标准，当As小于门槛值时，说明达到反演精度，否则，返回步骤(C)。
全文摘要
本发明提供了一种初至波有限频地震走时层析成像的方法，包括(a)通过进行野外勘探采集，得到原始采集的数据，并在原始炮道集上拾取初至波走时；(b)根据观测系统的高程与坐标信息建立初始速度模型；(c)在初始速度模型上进行动力学射线追踪，计算旅行时场与格林函数；(d)根据旅行时场与格林函数计算层析矩阵，并进行求解得到模型更新量；(e)对初始速度模型进行更新并判断是否满足反演精度。
文档编号G01V1/28GK102937721SQ20121044181
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者陈爱萍, 何光明, 曹中林, 刘奇琳, 周强, 胡然 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司