地震走时获取方法及基于其的井间地震走时层析成像方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉地震层析成像技术领域，尤其是涉及一种地震走时获取方法及基于其的 井间地震走时层析成像方法。
【背景技术】
[0002] 井间地震走时层析成像是石油开发、确定剩余油分布、探测未钻遇砂岩透镜体位 置等方法的一种新的有效手段。其是由井中激发的地震波在井中接收，当地震波穿过井间 地层中的异常结构体时其传播时间、振幅及波形均会发生较之正常的偏离变化，因此，可以 利用这种偏离变化通过一些反演公式获得地层内部异常结构体的物性参数分布，从而揭示 其地质构造、岩性分布和矿藏形态。
[0003]目前井间地震走时层析成像作为一种迭代反演公式，其层析反演过程需要反复实 施走时正演计算，而正演算法的精度和效率则决定了整个反演流程的精度和效率。由此可 见，地震走时计算是井间地震走时层析成像关键的步骤之一。然而，由于现有的地震走时计 算方法精度不高，这导致井间地震走时层析成像结果也受到了影响。
【发明内容】
[0004] 本申请实施例的目的在于提供一种地震走时获取方法及基于其的井间地震走时 层析成像方法，以提高地震走时计算的精度，从而提高井间地震走时层析成像的质量。
[0005] 为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种地震走时获取方法，包括以下 步骤：
[0006] 拾取地震记录的初至，得到其地震走时观测值；
[0007] 依据所述地震走时观测值建立均匀网格化慢度模型；
[0008] 确定所述均匀网格化慢度模型中源点邻点的地震走时；
[0009] 基于高阶多方向程函方程有限差分法确定所述均匀网格化慢度模型中除所述源 点邻点外其他网格节点的地震走时。
[0010] 本申请实施例的地震走时获取方法，所述依据所述地震走时观测值建立均匀网格 化慢度模型具体包括：
[0011] 根据公式
?取预设初始慢度模型的速度值％，其中，Μ为地震射线条 数，^为第i条地震射线的长度，ti为拾取的第i条地震射线的地震走时观测值；
[0012] 取所述预设初始慢度模型的速度值V。的倒数，获得所述预设初始慢度模型的慢度 值S0;
[0013] 使用正方形网格将所述预设初始慢度模型均匀划分为多个网格节点，并将每个网 格节点的慢度值赋值为S(]，得到均匀网格化慢度模型。
[0014]本申请实施例的地震走时获取方法，所述确定所述均匀网格化慢度模型中源点邻 点的地震走时，具体包括：
[0015] 在所述均匀网格化慢度模型中：
[0016] 将震源所在位置作为源点，将源点标记为近点，并将其地震走时赋值为0;
[0017] 将除所述近点之外的所有网格节点标记为远点并将其赋值为预设的地震走时初 值；
[0018] 根据一阶程函方程有限差分公式
_
K取所述近点的邻点的地震走时；
[0019] 式中，^为邻点处的地震走时，下角标i和j为该邻点在慢度模型内的索引位 置，为邻点处的慢度值，ri=minCTu.y1+lij)为索引位置和（i+2，j) 处地震走时的最小值，Τ'2=min(Τ' ^lij+1)为索引位置（i，j-1)和（i，j+2)处地 震走时的最小值，h为网格间距。
[0020] 本申请实施例的地震走时获取方法，所述基于高阶多方向程函方程有限差分法确 定所述均匀网格化慢度模型中除所述源点邻点外其他网格节点的地震走时，具体包括：
[0021] 将当前近点的所有邻点放入预设的波前窄带中并标记为窄带点；
[0022] 在所述波前窄带中选取其中地震走时最小的窄带点并将其移出所述波前窄带作 为新的近点；
[0023] 根据公式
获取或更新与所 述新的近点相邻的窄带点或远点的地震走时，式中，IV,为与所述新的近点相邻的窄带点或 远点的地震走时，Sy为其对应的慢度值，TJPT2为近点的地震走时，Δd为节点间距；
[0024] 重复以上步骤，直至所述波前窄带中为空时停止，从而计算出所述均匀网格化慢 度模型中除所述源点邻点外其他网格节点的地震走时。
[0025] 另一方面，本申请实施例还提供了一种基于上述地震走时获取方法的井间地震走 时层析成像方法，包括以下步骤：
[0026] 基于高阶多方向程函方程有限差分法确定均匀网格化慢度模型中所有网格节点 的地震走时；
[0027] 利用最速下降法由各检波点向源点反向追踪对应的地震射线路径；
[0028] 计算所述每条地震射线路径在所述均匀网格化慢度模型中各个网格节点内的射 线段的长度，并构建所述均匀网格化慢度模型的雅可比矩阵；
[0029] 基于所述每条地震射线路径在所述均匀网格化慢度模型中各个网格节点内的射 线段的长度，计算每条地震射线路径的传播时间，得到所述均匀网格化慢度模型的走时向 量；
[0030] 根据所述雅可比矩阵、所述走时向量以及预设的迭代线性反演公式及算法对所述 均匀网格化慢度模型进行迭代反演，以更新所述均匀网格化慢度模型；
[0031] 重复以上步骤，直至当前更新后的均匀网格化慢度模型与所述地震走时观测值之 间的关系满足设定条件，此时所述当前更新后的均匀网格化慢度模型为所求慢度模型。
[0032] 本申请实施例的井间地震走时层析成像方法，均匀网格化慢度模型与地震走时观 测值之间的误差小于设定阈值。
[0033] 本申请实施例的井间地震走时层析成像方法，所述利用最速下降法由各检波点向 源点反向追踪对应的地震射线路径中，每条地震射线路径在所述均匀网格化慢度模型中各 个网格节点的最速下降方向角通过以下公式计算得到：
[0034]
[0035] 式中
子别为走时 梯度向量的水平分量和竖直分量的中心差分格式，为所述均匀网格化慢度模型中中索 引位置（i，j)处的地震走时。
[0036] 本申请实施例的井间地震走时层析成像方法，基于所述每条地震射线路径在所述 均匀网格化慢度模型中各个网格节点内的射线段的长度，计算每条地震射线路径的传播时 间，具体包括：
[0037] 根据公式d(s) =Σ"^13+算每条地震射线路径的传播时间；
[0038] 式中，m是每条地震射线路径在所述均匀网格化慢度模型中各个网格节点内的射 线段标记，1"和s"分别为第m条射线段的长度及该射线段所在网格节点内波传播的平均慢 度。
[0039] 本申请实施例的井间地震走时层析成像方法，所述预设的迭代线性反演公式包 括：
[0040]
[0041] 式中，WjPWm是两个对称矩阵，λ为加权因子，Lk为第k次迭代的雅可比矩阵， d(Sk)为第k次迭代的均匀网格化慢度模型的走时向量，sk为第k次迭代慢度向量。
[0042] 本申请实施例的井间地震走时层析成像方法，所述预设的迭代线性反演算法包括 最小二乘反演算法。
【附图说明】
[0043] 此处所说明的附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，构成本申请实施例的 一部分，并不构成对本申请实施例的限定。在附图中：
[0044] 图1为本