一种确定近地表速度模型的方法及装置的制造方法_2

文档序号:9523034阅读:来源:国知局
-1层的厚度值,h,为第j层的厚度 值,Vm为第m层的速度值,Vm1为第m-1层的速度值,Vj为第j层的速度值,tm1为第m-1层 的最小二乘拟合线与时间轴的交点对应的时间,
[0045] 从而可W得到不同地层处的速度值W及与该速度值对应的厚度值,从而可W将所 述不同地层处的速度值W及与所述速度值对应的厚度值确定为近地表第一速度模型。
[0046] S2:对所述待测区域的地震数据进行走时层析反演,得到所述待测区域的近地表 第二速度模型。
[0047] 由于步骤S1中得到的近地表第一速度模型中速度值可能会产生突变,形成奇异 值,因此在本申请实施例中,可W建立近地表第二速度模型,利用该第二速度模型对所述第 一速度模型进行校正。具体地,在本申请实施例中可W对所述待测区域的地震数据进行走 时层析反演,从而可W得到所述待测区域的近地表第二速度模型。利用走时层析反演的方 法计算得到的第二速度模型,尽管其受限于炮检距、近道初至精度W及地震数据采集密度 的影响,模型的精度往往不高,但其能精确地反应地层速度的空间变化趋势,其速度值不易 产生突变,因此可W利用该第二速度模型对所述第一速度模型的空间变化趋势进行判断, 从而对所述第一速度模型进行校正。 W48] 具体地,在本申请实施例中,可W通过下述子步骤来实现步骤S2 :
[0049] S21 :利用射线追踪算法对所述待测区域的地震数据对应的速度模型进行处理,得 到所述待测区域的地震数据对应的速度模型中每个炮检对对应的射线走时W及该射线穿 过每个网格的射线路径长度。
[0050] 在本申请实施例中,可W采用本领域常用的射线追踪算法,将所述待测区域的地 震数据对应的速度模型划分为若干网格,并计算得到各个炮检对对应的射线走时W及该射 线穿过每个网格的射线路径长度。所述待测区域的地震数据对应的速度模型可W是一个简 单的梯度速度模型,具体公式如下: W51] Vi= V〇+G*〇l〇-Hi)
[0052] 其中,为Vi地下某一网格的速度,V。为给定的地表速度,如lOOOm/s,G为梯度因 子,即为深度上每增加一个单位长度速度的变化量,如可取5S1,H。为地表所在网格中屯、点 的高程值,Hi为对应某一深度网格中屯、点的高程值(高程沿向下方向其值逐渐减小)。
[0053] S22 :从所述每个炮检对拾取初至时间,并基于所述每个炮检对对应的射线走时、 射线穿过每个网格的射线路径长度W及初至时间,建立层析反演方程。
[0054] 在申请实施例中,可W从所述每个炮检对拾取初至时间,然后通过计算每个炮检 对初至时间与射线走时之间的走时残差并结合射线穿过每个网格中的射线路径长度,从而 可W建立层析反演方程。具体地,所述层析反演方程如下所示: 阳化5] ΔT=L·ΔS
[0056] 其中,ΔΤ为所述走时残差向量,L为所述射线路径长度矩阵,Δ8为慢度(速度的 倒数)更新量向量。
[0057] 需要说明的是,所述ΔΤ是向量形式,其由每个炮检对对应的走时残差构成,相应 地,所述L是由每个射线穿过对应网格的射线路径长度构成的矩阵,ΔS为每个网格对应的 慢度更新量向量。
[0058] S23 :求解所述层析反演方程,得到各个网格中速度模型的更新量。
[0059] 在本申请实施例中,可W利用本领域常用的同步迭代重构(SIRT)技术,对所述层 析反演方程进行求解,从而可W得到各个网格对应的慢度更新量。该慢度更新量即可W作 为各个网格中速度模型的更新量。具体地,所述各个网格对应的慢度更新量可W表示为:
[0060]
[OOW]其中,ΔSi为第i个网格对应的慢度更新量,N为穿过第i个网格的射线条数,1 1 为射线穿过第i个网格的射线路径长度,At为第i个网格对应的走时残差。
[0062]S24:利用所述各个网格中速度模型的更新量对相应网格内的所述待测区域的地 震数据对应的速度模型进行更新,得到更新后的速度模型。
[0063] 在得到所述各个网格中速度模型的更新量后,便可W利用该更新量对相应网格内 的速度模型进行更新,得到更新后的速度模型。在本申请实施例中,速度与慢度是互成倒数 的关系,因此可W用慢度模型来代表速度模型。具体地,可W用S。。。代表更新后的慢度模型, 用S"id代表更新前的慢度模型,那么更新前后的慢度模型之间的关系可W表示为: W64]Sn削=S〇id+AS 阳0化]其中,ΔS代表慢度(速度的倒数)的更新量。
[0066] S25 :将所述更新后的速度模型作为所述待测区域的地震数据对应的速度模型;
[0067] S26 :重复执行上述步骤S21至S25,直至满足预设条件为止。
[0068] 在本申请实施例中,可W采用循环迭代的方法,不停地对速度模型进行更新,直至 满足预设条件为止。具体地,在得到更新后的速度模型后,便可W将更新后的速度模型作为 新的所述待测区域的地震数据对应的速度模型,然后对该重新确定的所述待测区域的地震 数据对应的速度模型继续进行上述S21至S25的处理,完成新一次的计算过程,从而可W得 到新的走时残差W及再次更新后的速度模型。
[0069] 运样的循环迭代过程可W达到预设条件为止。所述预设条件例如可W是预先设置 的循环次数,或者例如可W是前后两次迭代过程中分别得到的走时残差的均方根之间的误 差小于预先设定的阔值。当满足预设条件后,循环过程即可w结束。
[0070] S27 :将满足预设条件的更新后的速度模型确定为近地表第二速度模型。
[0071]当循环迭代过程结束后,便可W将最终更新的速度模型确定为近地表的第二速度 模型。
[0072] S3:计算所述第一速度模型与所述第二速度模型中相同位置处的数据的差值,确 定当计算的差值大于预设阔值时对应的位置并从所述第一速度模型中剔除确定的位置处 的数据。
[0073] 在计算得到所述第一速度模型W及所述第二速度模型后,便可W利用所述第二速 度模型对所述第一速度模型进行校正。具体地,可W计算所述第一速度模型与所述第二速 度模型中相同位置处的数据的差值,确定当计算的差值大于预设阔值时对应的位置并从所 述第一速度模型中剔除确定的位置处的数据。运样,便可W利用第二速度模型对第一速度 模型的空间变化趋势进行校正,将那些在空间中形成突变的奇异值从所述第一速度模型中 剔除,运样,剔除数据后的第一速度模型便具备较高的精度。
[0074] S4:对所述第二速度模型与剔除数据后的第一速度模型中相同位置处的数据进行 计算,得到各个位置处对应的权重系数。
[007引在本申请实施例中,在将第一速度模型中的奇异数据剔除后,便可W对所述第二 速度模型与剔除数据后的第一速度模型中相同位置处的数据进行计算,得到各个位置处对 应的权重系数。具体地,假设在某一位置处,第一速度模型中的数据为X(XI,而,...,X。),第 二速度模型中的数据为Y(yi,72,...,y。),那么可W通过下述公式计算运两个数据之间的互 相关系数:
[0076]
[0077] 其中,S代表运两个数据之间的互相关系数,別戈表X(xi,X2, . . .,X。)中数据的平均 值,?代¥打1,72,...,7。)中数据的平均值。该互相关系数便可^作为该位置处对应的权重 系数。
[0078] 对所述第一速度模型W及第二速度模型中各个相同位置处均进行上述处理,便可 W得到各个位置处对应的权重系数。
[0079] S5:对所述第一速度模型中剔除奇异值的数据进行插值计算,得到近地表的初始 速度模型。
[0080] 在本申请实施例中,可W对所述第一速度模型中剔除奇异值的数据进行插值计 算,得到近地表的初始速度模型。该初始速度模型可W作为后续迭代计算的基础,在此基础 之上可W进行反复更新,W得到最终精度较高的近地表速度模型。
[0081] S6:基于计算出的权重系数,在所述待测区域的纵向方向W及横向方向分别进行 插值计算,得到所述待测区域中不同位置处的权重因子。
[0082] 步骤S4中得到各个位置处对应的权重系数后,便可W基于该权重系数,确定出所 述待测区域的Ξ维空间中不同位置处的权重因子。具体地,本申请实施例可W通过纵向W 及横向两个方向对计算出的权重系数进行插值计算。首先,在地表位置处,可W人为地设定 权重因子的数值。一般来说,由于地表位置处的数据精度较高,因此地表位置处的权重因子 往往较大,例如可W设置为0. 90至0. 95之间的任一一个数值,在该地表位置处向下纵向延 伸预设深度达到预设位置处,可W将计算出的权重系数作为该预设位置处的权重因子,运 样,便可W在纵向方向上确定了权重因子的起始点化及终止点,运样,便可W利用线性插值 的方法,求解出所述起始点和所述终止点之间预设数量的权重因子,从而可W得到纵向方 向上的权重因子。然后,可W基于纵向方向上的权重因子,在横向方向上通过克里金插值方 法进行横向拓展,从而可W得到整个Ξ维区域的不同位置处的权重因子。该权重因子便可 W作为校正的依据,W便提高近地表速度模型的精度。
[0083] S7 :利用所述权重因子,对所述初始速度模型进行迭代校正,直至满足预设条件为 止。
[0084] 在得到所述待测区域不同位置处的权重因子W及初始速度模型后,便可W利用权 重因子对所述初始速度模型进行迭代校正,不断对初始速度模型进行更新,直至满足预设 条件为止。具体地,在本申请实施例中,可W通过下述6个步骤利用权重因子对所述初始速 度模型进行迭代校正:
[00化]S71:利用射线追踪算法对所述初始速度模型进行处理,得到所述初始速度模型中 每个炮检对对应的射线走时W及该射线穿过每个网格的射线路径长度。
[0086] 与步骤S21相同,可W采用本领域常用的射线追踪算法,将所述初始速度模型划 分为若干网格,
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