一种地震叠前时间偏移中的射线追踪方法
【专利摘要】本发明提供了一种地震叠前时间偏移中的射线追踪方法，包括：步骤1，获取M个反射界面的模型参数以及N个炮检距参数；步骤2，计算来自K个界面第j个炮检距的反射波传播路径初值参数ai(1)及传播时间步骤3，根据设定的迭代系数，利用迭代法计算来自K个界面第j个炮检距的新的反射波传播路径初值参数ai(2)，并计算来自K个界面第j个炮检距的新的反射波传播时间步骤4，如果则即为来自K个界面第j个炮检距的反射波传播时间，否则，返回步骤3继续迭代；步骤5，如果j<N，则转向步骤2-4继续计算，否则，来自K个界面反射波传播时间计算完成；步骤6，如果K<M，则转向步骤2-5继续计算，否则，最终的反射波传播时间计算完成。
【专利说明】一种地震叠前时间偏移中的射线追踪方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地震数据处理领域，尤其涉及一种地震叠前时间偏移中的射线追踪方法。
【背景技术】
[0002]地震叠前偏移方法目前已经成为地震资料成像的主要方法，它可以分为叠前时间偏移和叠前深度偏移方法。尽管叠前深度偏移能够对地下复杂构造进行准确成像，但是由于其偏移时采用的是层速度模型，其成像精度对层速度模型精度要求很高。在一些复杂地区，由于难以获得准确的层速度模型，因而从一定程度上限制了该方法的应用。叠前时间偏移方法通常利用均方根速度模型进行偏移成像，速度模型相对容易获得，成像效果对速度模型的依赖程度没有深度偏移方法那样严重，但其成像效果相对于叠后偏移成像而言，能够得到显著改善，因而叠前时间偏移目前在实际地震资料成像处理中得到了较为广泛的应用。叠前时间偏移主要采用克希霍夫积分法，通常基于均方根速度模型，即将成像点上方的介质等效为均匀介质，速度为均方根速度，这类方法是基于直射线的偏移方法。为了提高叠前时间偏移成像精度，发展了基于弯曲射线路径的叠前时间偏移方法，将成像点上方的介质用多层水平层状模型来描述，此时地震波的传播路径变成了折线段。为了获得地震波在水平层状介质中的传播时间，需要通过射线追踪方法追踪出地震波传播路径，进而可以计算出旅行时间，用于叠前时间偏移。在基于弯曲射线路径的叠前时间偏移中，由于要对地下各成像点、各炮检距进行射线追踪，因而计算量很大，需要研究和利用快速射线追踪方法。
[0003]随着地震解释和地震反演向叠前发展，叠前合成记录制作变得较为重要。基于水平层状介质的合成记录可以应用于纵波和转换波AV0分析、AV0反演和叠前反演等，叠前合成记录制作的主要方法之一亦是射线追踪方法。
[0004]水平层状介质的射线追踪通常采用试射法。对于给定的炮检距(炮点和检波点)，该方法给出反射波在第一层的入射角，根据斯奈尔定律计算出传播路径和在地面出射点位置；当出射点位于炮检连线的线段外侧时，表明入射角偏大，需要减小入射角；当出射点位于炮检连线的线段上时，表明入射角偏小，需要增大入射角；当出射点和检波点位置误差达到给定误差时，即可获得反射波路径和时间。该方法在进行试射时，需要确定试射入射角的范围，并利用二分法来更新入射角。实际上，试射入射角的范围越大，所需的计算量越大。由于要针对不同界面、不同炮检距进行射线追踪，通常按照界面深度由浅到深、炮检距由小到大进行射线追踪，因此，在实际追踪某界面、某炮检距的反射波路径时，试射的最小入射角可以设为同一界面、相邻前一个炮检距的入射角，试射的最大入射角可以设为同一炮检距、相邻前一个界面的入射角，由此设计的入射角试射范围很小，计算量可以显著减小。但是，通过计算研究发现，要获得一定精度的反射波传播路径和传播时间，仍然需要多次迭代。
[0005]总之，叠前时间偏移和合成记录制作需要进行射线追踪，常用的射线追踪方法需要多次迭代，计算量较大。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明的目的是提供一种针对叠前时间偏移和合成记录制作的，且具有计算速度快、精度高、始终收敛的射线追踪方法。
[0007]为了达到上述目的，本发明实施例提供一种地震叠前时间偏移中的射线追踪方法，包括:步骤1，获取Μ个反射界面的模型参数以及Ν个炮检距参数；步骤2，根据Κ个界面的模型参数和炮检距参数，计算来自Κ个界面第j个炮检距的反射波传播路径初值参数 a/1)及传播时间G，i=l, 2，...，M，k=l, 2,..., M, j=l, 2，...，Ν ;步骤3，根据设定的迭代系
数，利用迭代法计算来自Κ个界面第j个炮检距的新的反射波传播路径初值参数a/2)，并计
算来自K个界面第j个炮检距的新的反射波传播时间Ο步骤4，如果
【权利要求】
1.一种地震叠前时间偏移中的射线追踪方法，其特征在于，所述方法包括:步骤1，获取Μ个反射界面的模型参数以及N个炮检距参数；步骤2，根据Κ个界面的模型参数和炮检距参数，计算来自Κ个界面第j个炮检距的反射波传播路径初值参数a，)及传播时间tf]，i=l, 2,..., M, k=l, 2,..., M, j=l, 2，...，Ν ;步骤3，根据设定的迭代系数，利用迭代法计算来自Κ个界面第j个炮检距的新的反射波传播路径初值参数％(2)，并计算来自K个界面第j个炮检距的新的反射波传播时间^；；;步骤4，如果
2.根据权利要求1所述的地震叠前时间偏移中的射线追踪方法，其特征在于，在所述步骤1中，获取的Μ个反射界面的模型参数包括:各层层速度vk以及各层厚度hk，其中，k=l，2，...，Μ。
3.根据权利要求2所述的地震叠前时间偏移中的射线追踪方法，其特征在于，在所述步骤2中，首先依据下述公式计算第k=l个界面的各个炮检距的反射波时间:
4.根据权利要求3所述的地震叠前时间偏移中的射线追踪方法，其特征在于，在所述步骤2中，根据K个界面的模型参数和炮检距参数，计算来自K个界面第j个炮检距的反射波传播路径初值参数及传播时间^，包括:如果片，则
5.根据权利要求4所述的地震叠前时间偏移中的射线追踪方法，其特征在于，在所述步骤3中，如果步骤2中的迭代次数小于最大迭代次数iter，则根据设定的迭代系数，利用迭代法计算来自K个界面第j个炮检距的新的反射波传播路径初值参数d/2)，包括:当 Vi > vi+1 时，i=l,...，Μ-1，迭代系数
6.根据权利要求5所述的地震叠前时间偏移中的射线追踪方法，其特征在于，在所述步骤3中，计算来自K个界面第j个炮检距的新的反射波传播时间ig，包括:根据公式
7.根据权利要求6所述的地震叠前时间偏移中的射线追踪方法，其特征在于，在所述步骤4中，如果迭代次数大于最大迭代次数iter，则结束迭代，否则转向步骤3继续迭代。
【文档编号】G01V1/36GK103698813SQ201310739693
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】刘洋 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油大学(北京)