基于vsp旅行时双加权层析反演速度场的方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地球物理勘探技术领域，特别涉及一种基于VSP旅行时双加权层析反 演速度场的方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 目前为止，中国西部地区叠前深度偏移仍然尚未取得显著成效，其本质原因是由 于难以确定地下介质的速度场。在该种地区下，速度场难以确定存在诸多因素，其中包括： 在中国西部地区，干旱的山体低降速带厚度大，达到500-1200米；普通小折射和微测井等 方法只能反演地区较浅部分的速度场，完全不能反演地区深部的速度场；采用打深井求表 层速度场的方法代价过大，且如此作业后获得的速度场不足够精确；普通层析方法中会遇 到射线下去后，回不到地面，形不成回折波的情况。以上诸多的因素最终都导致无法获得满 足要求的速度场。
[0003] 由于存在种种不利因素，常规的方法都无法奏效，本领域研究人员开始尝试新的 方法来反演获得地下介质的速度场，其中包括基于垂直地震剖面VSP (Vertical Seismic Profiling)初至时间层析的方法来反演地下介质的速度场。层析成像是一种利用在探测 目标表面观测到的信号来求取目标内部信息的反演方法，最早应用于医学领域，随后扩展 到其它领。在地震勘探问题中，层析成像就是利用在地表或井中接收记录到的地震波的旅 行时、振幅和波形等信息，来重建地下介质的速度等参数的分布。目前，在地震勘探领域应 用最广泛的层析成像方法是射线旅行时层析成像，也就是利用地震波走时和其传播的射线 路径来反演地下介质速度。常用的旅行时层析成像方法有反投影法、代数重建法、联合迭代 重建法、奇异值分解法、最小二乘QR分解法和最小二乘共辄梯度法等。本申请的发明人发 现上述这些算法均根据穿过单元网格的射线长度来分配走时误差，走时误差是从地面发炮 点出发找一条射线到达VSP井下某点，依据叠代速度场的速度，计算出其旅行走时，再与实 际VSP直达波到达时间求得的误差时间，根据射线长度分配走时误差虽然最终可以较为准 确的获得井下远处的地下介质速度，但是根据射线长度分配走时误差反而会使得获得的井 下井旁的地下介质速度越来越不准确，如此，井下井旁的地下介质速度的不准确性无法满 足需求，进而导致根据地下介质速度进行层析反演的结果的精度和可靠性不足。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例中提供了一种基于VSP旅行时双加 权层析反演速度场的方法及装置，其能够提高层析反演结果的精度和可靠性。
[0005] 本发明实施例的具体技术方案是：
[0006] -种基于VSP旅行时双加权层析反演速度场的方法，它包括：
[0007] 在区域内采集垂直地震剖面VSP地震数据从而得到VSP地震记录的初至时间，根 据所述VSP地震记录的初至时间得到所述区域的初始速度模型；
[0008] 在所述区域内的各个位置根据其距井的距离以及其距地表的深度建立所述区域 的可信度模型；
[0009] 基于采集VSP地震数据时的观测参数、所述区域的初始速度模型和所述可信度模 型得到所述区域内网格慢度扰动值；
[0010] 通过所述区域内网格慢度扰动值对所述区域的初始速度模型中网格的速度进行 修正得到所述区域的新的速度模型；
[0011] 基于所述新的速度模型得到初至理论走时，判断所述初至理论走时与实际走时之 差是否满足预定的阀值，若满足，则输出层析反演速度场。
[0012] -种基于VSP旅行时双加权层析反演速度场的的装置，它包括：
[0013] 初始速度模型建立模块，其根据区域内采集的垂直地震剖面VSP地震数据建立所 述区域的初始速度模型；
[0014] 可信度模型建立模块，其根据所述区域内的各个位置距井的距离以及其距地表的 深度建立所述区域的可信度模型；
[0015] 网格慢度扰动值计算模块，其根据所述区域的初始速度模型、可信度模型和采集 VSP地震数据时的观测参数得到所述区域内网格慢度扰动值；
[0016] 层析反演速度场模块，其通过所述区域内网格慢度扰动值对所述区域的初始速度 模型中网格的速度进行修正得到所述区域的新的速度模型，进而计算得到初至理论走时， 当所述初至理论走时与实际走时之差满足规定的阀值时，输出层析反演速度场，当所述初 至理论走时与实际走时之差不满足规定的阀值时，则基于观测参数、所述区域的新的速度 模型和所述可信度模型重新得到所述区域内网格慢度扰动值，进而进行迭代，直至所述初 至理论走时与实际走时之差满足规定的阀值。
[0017] 本发明实施例中的基于VSP旅行时双加权层析反演速度场的方法及装置，其在走 时误差分配计算时，除了单元网格的射线长度外，还引入了可信度模型，利用单元网格的射 线长度和可信度来修正网格慢度扰动值，控制走时误差的分配，从而提高了层析反演结果 的可靠性和精度，改善了速度层析成像结果。
【附图说明】
[0018] 在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范 围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并 不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可 以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
[0019] 图1为本发明在实施例中的流程图。
[0020] 图2为本发明实施例中正演模拟采用的地质模型和VSP观测井。
[0021] 图3为本发明实施例中正演模拟观测系统示意图。
[0022] 图4为本发明实施例中建立的初始速度模型。
[0023] 图5为本发明实施例中建立的可信度模型。
[0024] 图6为本发明实施例中层析反演得到的速度场。
[0025] 图7为本发明实施例中装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 结合附图和本发明【具体实施方式】的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但 是，在此描述的本发明的【具体实施方式】，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解 成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变 形，这些都应被视为属于本发明的范围。
[0027] 图1为本发明在实施例中的流程图，如图1所示，一种基于VSP旅行时双加权层析 反演速度场的方法，它包括以下步骤：
[0028] SlOl :在区域内采集垂直地震剖面VSP地震数据从而得到VSP地震记录的初至时 间，根据VSP地震记录的初至时间得到区域的初始速度模型，其包括以下步骤：
[0029] S201 :在区域内通过射线追踪正演模拟的方法采集深井垂直地震剖面VSP地震数 据，利用初至时间拾取软件拾取VSP地震记录的初至时间。图2为本发明实施例中正演模 拟采用的地质模型和VSP观测井，如图2所示，图2中上部为井架，图2中垂直的黑线为观 测井。在区域内找3至5 口井，将多级井下检波器下到不同深度，靠近井壁，并在井口安置 GPS授时地震仪；然后采用放小炮的方法，可以采用0. 5kg至Ikg的药量，根据区域地质构 造的复杂程度，可以在山上用GPS授时爆炸机进行放炮；图3为本发明实施例中正演模拟观 测系统示意图，如图3所示，炮距为100米，倒距25米，放炮的规模为101炮*215道。利用 GPS授时地震仪全天候接收VSP地震记录。根据GPS授时地震仪接收的VSP地震记录拾取 零井源距VSP的初至时间，具体过程如下，利用初至时间拾取软件，拾取零井源距VSP每一 道的初至时间TR(I)，I = 1…N，其中，I为地震记录道序号，N为VSP地震记录总道数。
[0030] S202 :利用区域已知的地质构造信息建立初始构造模型。
[0031] 根据区域已知的地质构造信息建立初始构造模型，已知的地质构造信息至少包括 地下反射界面的深度、反射界面的形态、断层位置和断层走向之一。
[0032] S203 :基于VSP地震记录的初至时间反演得到井周的层速度，通过层速度对初始 构造模型进行处理得到网格的初始模型速度。
[0033] 基于拾取零井源距VSP的初至时间进行反演得到井周的层速度，具体而言在零井 源距条件下，根据零井源距VSP的初至时间得到不同深度的初至到达的时差，再计算出各 深度上的层速度，也就得到了井周的层速度。然后通