确定地震节点位置的方法和计算机系统的制作方法_3

文档序号:9864041阅读:来源:国知局
]这样,参照图3-6,用于执行方法的优选模式(和编程用于执行方法的计算机)的步骤,如下:
[0051]1.在步骤100中,选择大的输入道偏移距范围。每个道代表能源与能量接收器(节点14)间释放的爆破之间的一个配对,并且偏移距代表能源与节点配对之间的距离。输入的范围应大于节点可能已经出现的任何预期移动(如,如果预计节点可能因外部事件或外力移动300米,则选定用于初始进程的输入道应包括能量源与超过300米的节点之间的距离,但是,选定的范围为用户参数,可根据经验通过调查环境进行选择)。虽然输入道的范围可被视作圆盘(半径以能量源为中心并延伸至规定范围内的节点),但是也可能,并且在某些环境下优选将该输入道范围(如,50米-300米)视为“环形”,其中的输入道拒绝为非常短的偏移距道。选定的实际范围以及该范围是“圆盘”式,还是“环形”范围取决于用户的偏好和经验,其中的短偏移距道被排除。
[0052]2.之后,在步骤102中,在能量发射后的时间,拾取数据在第一预定时间数(如,实践证明2秒钟非常有效)内的最大波峰振幅和最大波谷振幅(能量级)。能量源与节点间的相互距离越近,波峰振幅与波谷振幅之间的差值越大。相反地,能源与节点间的相互距离越远,波峰振幅与波谷振幅之间的差值越小。
[0053]3.之后,在步骤104中,确定2个测量值之间的差值,给出总偏移值。如步骤102中所述,由于振幅的典型球面扩散性,该值是给定道的偏移距的合理指标(如,根据能量守恒原理,球面增大,则球面扩散范围内任一点上的能量降低)。根据振幅将输入数据道限制在大约2000米的偏移距范围内,从该进程中过滤出所有超出上述距离的地震道。
[0054]4.之后,在步骤106中,利用标准初至波拾取例行程序拾取每一地震道上的初至时间(如,发射后节点记录的能量的第一实际数据)。拾取的子波是原始子波(未改变实地记录)或通过滤波器处理移动至最小相位或零相位的子波。
[0055]5.之后,在步骤108中,确定节点的模型初始位置。可利用多种已知算法中的任意一种进行,包括但不限于,利用节点的预定表位,爆破的X、Y坐标均值,或者上述确定的振幅偏移最大的发射位置。
[0056]6.之后,在步骤110中,利用预定的传导速度(如,空气在水中的传播速度为1500米/秒),通过使用模型节点初始位置和已知的发射位置以及节点深度来确定或计算一节点内地震道的模型波至时间(就目前而言,在浅水域使用回声测深仪获得的节点深度是准确的,该仪器在较深水域的精度低)。
[0057]7.之后,在步骤112中,计算拾取波至时间与模型波至时间之间的走时误差(如,该误差等于拾取波至时间与计算得出的模型波至时间之差)。
[0058]8.之后,在步骤114中,计算在节点模型初始位置的预定距离(如,300米)内的所有地震道的走时误差的标准偏差。应该注意的是,术语“标准偏差”从其自身意义上而言被用作一个数学函数,用于最小化方差或均值的离散度。术语“质量”的最小化(在本发明的该实例中,术语“质量”被称为“标准偏差”)应该是指最小化走时误差的方差。其他可用作数学函数的实例包括均值的绝对平均偏差或均值的绝对均差。因此,术语“标准差”旨在涵盖传统的标准差公式以及其他任何可对最小化走时误差的方差提供指示作用的数学公式。
[0059]9.之后,在步骤116中,重新计算步骤114中计算得出的走时误差的标准偏差,其中,忽略震级中大于预定标准偏差数(如,2)的所有误差。将该定位和标准偏差设为最佳位置和标准偏差。
[0060]10.之后,根据图5中所示的估计子程序开始节点位置更新的一次迭代。
[0061]11.在步骤118中,循环X和Y中的位置更新网格,以确定更新后的位置。如图一中的说明性示例所示,一次迭代是一个典型的大步长,从而对优化位置的稀疏网格执行近似算法(如,41X41网格上200米,因此,网格中的每一步从模型位置开始均为200米,见图7(a))。应该注意的是,虽然公开了一种笛卡儿坐标系类型的网格,但是,为了同样的目的,也可使用其他的几何网格,例如,如半径基于步长的圆等。此外,网格可以是规则的几何形状,也可以是可变的几何形状(如,不同步长)。应该进一步注意的是,虽然在笛卡儿坐标系类型的网格体系中使用奇数步数可使网格运行到最好,从而可在各个方向上调整位置的步数为偶数,但是,网格的尺寸(如,执行位置排列的步数)可变。
[0062]12.之后,在步骤120中,利用模型位置计算拾取波至时间与模型波至时间之间的走时误差。
[0063]13.接下来,在步骤122中,计算模型位置的预定距离(如,300米)内的所有地震道的走时误差的标准偏差。
[0064]14.之后,在步骤124中,重新计算步骤122中计算得出的走时误差的标准偏差,其中,忽略震级中大于预定标准偏差数(如,2)的所有误差。
[0065]15.之后,在步骤126中,比较步骤124中计算得出的标准偏差与之前的最佳标准偏差。如果新的标准偏差较低,那么将新的标准偏差变为新的最佳标准偏差,且当前位置变为新的最佳位置。如果从步骤124中计算得出的标准偏差大于之前的最佳标准偏差,那么最佳位置和最佳标准偏差不变。
[0066]16.之后,在步骤128中,做出决定以确保所有网格位置重复步骤12至15,用于测试。
[0067]17.返回步骤120,之后,将来自第一个循环的位置和标准偏差用作初始解,用于更细致地扫描X和Y位置。
[0068]18.因此,在步骤130中,以较小网格尺寸(例如,如图7(b)所示,41X41网格上的步长为5米)重复步骤120至126。
[0069]19.在经过更加细致调整的网格尺寸上重复步骤120至126之后,将来自第二个循环的位置和标准偏差用作初始解,用于更细致地扫描X和Y位置。
[0070]20.之后,仍然以较小的步长(例如,如图7(c)所示,41X41网格上的步长为0.1米)重复一次步骤120至126。应该注意的是,执行迭代的粒度网格可从单步迭代变为数量较多而步长变化小的网格(在单步迭代中,为了覆盖所需距离以捕获潜在的节点移动,使用的步长小,但网格非常大)。然而,在测试中已发现,在最有效地利用计算机处理能力而又不损害结果精度的同时,第三个循环迭代可提供精确度高的结果。
[0071]21.结束估计例行程序及例行子程序后,可进行数据后置处理。在步骤132中,按时间顺序排序所有用于给定节点的地震道,并对航向角测量(罗航向)中出现的较大变化进行扫描。
[0072]22.在步骤134中,确定航向角是否出现较大变化以及最终计算得出的最佳标准偏差是否较大(如,当通过数据采集移动一个节点一段距离时);之后,确定是否将节点分解成由变化较大的航向角分隔的时间周期(这样每个时间周期都仅包括单个位置被节点占据时的时间)。如果是这样的话,然后将节点分解成由变化较大的航向角分隔的时间周期。如果走时误差的标准偏差小,则不用将节点分解为多个集。值得注意的是,节点移动应当最易于通过查看航向角(罗航向)的变化来检测,但是,有时,当节点移动到其倾角(俯仰角和翻滚角)时也会被改变。然而,尽管此处可使用任何或全部方位,航向角也是最易于查看变化的一个。
[0073]23.之后,所有节点重复步骤110至134。如果节点在步骤134中被分解为多个节点段,那么每段节点都应分别通过序列。
[0074]24.最后,在步骤136中,将每段节点的每个节点名称和更新后的位置(若需要)输出为ASCII文件(或其他可用的文件格式)。也可采用其他输出格式对本领域普通技术人员来说是显而易见的。
[0075]随着数据处理的完成以及将所有节点位置确定到可接受的精确程度,可通过绘制地震图或其他有用的数据表达式来进一步利用该优化数据。
【主权项
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