專利名稱：一種地震散射p-s轉(zhuǎn)換波成像速度分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地震波速度參數(shù)提取與成像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種地震散射P-S轉(zhuǎn)換波成像速度分析方法。

背景技術(shù)：
速度是地震波傳播的基礎(chǔ)，是成像的關(guān)鍵因素之一，速度獲取的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到地震波成像精確程度。反射轉(zhuǎn)換波時(shí)距曲線對(duì)共轉(zhuǎn)換點(diǎn)來(lái)說(shuō)既不是對(duì)稱的，也不是雙曲線，傳統(tǒng)雙曲線近似對(duì)轉(zhuǎn)換波來(lái)說(shuō)已根本不適用，主要問(wèn)題來(lái)自于CCP道集的分選和轉(zhuǎn)換波時(shí)距關(guān)系的固有特性第一，即便是均勻介質(zhì)的水平反射層，轉(zhuǎn)換波的轉(zhuǎn)換反射點(diǎn)的水平位置隨著炮檢距、反射層的深度以及縱橫波速比的變化而變化；第二，反射轉(zhuǎn)換波的時(shí)距曲線不是雙曲線，若用雙曲線的時(shí)距關(guān)系進(jìn)行速度分析，不會(huì)得到正確的橫波速度值，特別是對(duì)中-淺層及大炮檢距會(huì)有較大誤差；另外，共轉(zhuǎn)換點(diǎn)CCP道集處理技術(shù)是針對(duì)水平層狀均勻介質(zhì)模型發(fā)展起來(lái)的一套處理技術(shù)，但還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的共轉(zhuǎn)換點(diǎn)道集選排和速度分析以及疊加成像，只是目的層共轉(zhuǎn)換點(diǎn)選排處理，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，該技術(shù)只適用于水平層狀均勻介質(zhì)，而實(shí)際中，這種理想的情況幾乎找不到，因此，最終獲取的速度參數(shù)和成像效果都存在很大的誤差；另外，反射波在地震波成份中是非常有限的，而反射波與其它成份地震波傳播的規(guī)律是不同的，把其它成份的地震波愣是用反射理論來(lái)處理，所獲得的速度參數(shù)必定不精確。


發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出了一種地震散射P-S轉(zhuǎn)換波成像速度分析方法，該方法無(wú)須進(jìn)行道集選排，基于點(diǎn)散射地質(zhì)模型，依據(jù)散射轉(zhuǎn)換波時(shí)距雙曲線規(guī)律，對(duì)具有更為廣泛意義的地震散射波進(jìn)行成像速度分析，與傳統(tǒng)地震波速度分析技術(shù)相比較，在傳統(tǒng)覆蓋次數(shù)一定的情況下，由于充分利用上了所有采集到的地震信息進(jìn)行速度分析，本發(fā)明比傳統(tǒng)速度分析技術(shù)的疊加次數(shù)大大提高，這樣不但使有效散射波能量聚焦能力更強(qiáng)，而且能有效提高信噪比，同時(shí)利用上了傳統(tǒng)意義上的繞射波、斷面波等異常波信息進(jìn)行速度分析，因此，該方法能更精確地獲取成像速度，尤其是對(duì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)和低信噪比地區(qū)的地震資料，能有效避免傳統(tǒng)技術(shù)中異常波的偽能量團(tuán)影響的弊端，同時(shí)可減小多次波的影響。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種地震散射P-S轉(zhuǎn)換波成像速度分析方法，包括如下步驟 第一步將地震散射P-P波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組F中，同時(shí)將觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)加載到原始地震數(shù)據(jù)道頭中，并依據(jù)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)； 第二步依據(jù)地震散射P-P波時(shí)距雙曲線方程，在炮集上，固定t0PPi的情況下，任意選擇一個(gè)速度vPk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，然后再對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅 式中rji＝tji/Δτ，Δτ為采樣率，tji為延遲時(shí)，m為地震記錄總道數(shù)，j為道序號(hào)(j＝1，2……m)，i為采樣點(diǎn)序號(hào)(i＝1，2……n)。
地震散射P-P波時(shí)距雙曲線方程 地震散射P-P波正常時(shí)差為 地震散射P-P波成像速度 式中，j＝1，2，…，m為地震道號(hào)，tji為延遲時(shí)間，z0i為散射點(diǎn)距地表視深度，vP為地震散射P波傳播速度，Lj為炮散距，xj為炮檢距。
當(dāng)vPk為正確的散射P波成像速度時(shí)，不同炮檢距地震道上的振幅同相疊加或相關(guān)，疊加振幅最大，沿不同速度定義的雙曲線軌跡計(jì)算疊加振幅就是對(duì)雙曲線軌跡上的地震道進(jìn)行相關(guān)性度量，通過(guò)不同速度對(duì)應(yīng)的疊加振幅分析，便可提取地震散射P波傳播速度； 第三步，制作地震散射P-P波速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時(shí)間 t0PP1，t0PP2，t0PP3，Λ，t0PPi，Λt0PPn 對(duì)于每一個(gè)雙程散射時(shí)間t0PPi，再選定一系列的散射成像速度，其對(duì)應(yīng)關(guān)系為一對(duì)多 vP1，vP2，vP3，ΛvPk，ΛvPM t0PPi掃描時(shí)間和正常時(shí)差校正掃描速度應(yīng)該包括所有旅行時(shí)間和可能的散射波成像速度，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(t0PPi，vPk)上的平均振幅

以等值線的形式顯示出來(lái)，就得到了用于地震散射P-P波速度分析的速度譜。
為了使速度譜中的平均振幅更加穩(wěn)定、突出，實(shí)際用時(shí)一般選擇以(t0PPi，vPk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個(gè)子波長(zhǎng)度為時(shí)窗，計(jì)算這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的平均能量或平均振幅，據(jù)此計(jì)算結(jié)果繪制速度譜。
常用的判別準(zhǔn)則有如下幾種 平均振幅能量準(zhǔn)則
平均振幅準(zhǔn)則
相似系數(shù)準(zhǔn)則
式中，rji＝tji/Δτ，Δτ為采樣率，tji為延遲時(shí)，N為信號(hào)延續(xù)時(shí)窗內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，m為地震記錄總道數(shù)，j為道序號(hào)(j＝1，2……m)，i為采樣點(diǎn)序號(hào)(i＝1，2……n)； 第四步將地震散射P-S轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組E中，同時(shí)將觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)加載到原始地震數(shù)據(jù)道頭中，并依據(jù)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)； 第五步依據(jù)地震散射P-S轉(zhuǎn)換波時(shí)距雙曲線方程，在炮集上，固定t0PSi的情況下，并帶入上邊以獲取的地震散射P波速度vP，同時(shí)任意選擇一個(gè)速度vSk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，然后再對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅 式中rji＝tji/Δτ，Δτ為采樣率，tji為延遲時(shí)，m為地震記錄總道數(shù)，j為道序號(hào)(j＝1，2……m)，i為采樣點(diǎn)序號(hào)(i＝1，2……n)。
地震散射P-S轉(zhuǎn)換波時(shí)距雙曲線方程 地震散射P波的垂直旅行時(shí)間
地震散射S波的垂直旅行時(shí)間
地震散射P-S轉(zhuǎn)換波自激自收時(shí)間
地震散射P-S轉(zhuǎn)換波的正常時(shí)差 式中，j＝1，2，…，m為地震道號(hào)，tPSj為P-S轉(zhuǎn)換散射波旅行時(shí)，t0PSi為散射點(diǎn)垂直地表地震散射P-S轉(zhuǎn)換波雙程旅行時(shí)間，xj為炮檢距，z0i為散射點(diǎn)距地表視深度，vP為地震散射P波傳播速度，vS為地震散射S波傳播速度，Lj為炮散距。
當(dāng)vSk為正確的散射S波成像速度時(shí)，不同炮檢距地震道上的振幅同相疊加或相關(guān)，疊加振幅最大，沿不同速度定義的雙曲線軌跡計(jì)算疊加振幅就是對(duì)雙曲線軌跡上的地震道進(jìn)行相關(guān)性度量，通過(guò)不同速度對(duì)應(yīng)的疊加振幅分析，便可提取地震波傳播速度； 第六步，制作地震散射P-S轉(zhuǎn)換波速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時(shí)間 t0PS1，t0PS2，t0PS3，Λ，t0PSi，Λt0PSn 對(duì)于每一個(gè)雙程散射時(shí)間t0PSi，在選定一系列的散射成像速度，其對(duì)應(yīng)關(guān)系為一對(duì)多 vS1，vS2，vS3，ΛvSk，ΛvSM t0PSi掃描時(shí)間和正常時(shí)差校正掃描速度應(yīng)該包括所有旅行時(shí)間和可能的散射成像速度，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(t0PSi，vSk)上的平均振幅

以等值線的形式顯示出來(lái)，就得到了用于速度分析的速度譜。
為了使速度譜中的平均振幅更加穩(wěn)定、突出，實(shí)際用時(shí)一般選擇以(t0PSi，vSk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個(gè)子波長(zhǎng)度為時(shí)窗，計(jì)算這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的平均能量或平均振幅，據(jù)此計(jì)算結(jié)果繪制速度譜。
常用的判別準(zhǔn)則有如下幾種 平均振幅能量準(zhǔn)則
平均振幅準(zhǔn)則
相似系數(shù)準(zhǔn)則
式中，rji＝tPSji/Δτ，Δτ為采樣率，tji為延遲時(shí)，N為信號(hào)延續(xù)時(shí)窗內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，m為地震記錄總道數(shù)，j為道序號(hào)(j＝1，2……m)，i為采樣點(diǎn)序號(hào)(i＝1，2……n)。
本發(fā)明基于點(diǎn)散射地質(zhì)模型，依據(jù)地震散射轉(zhuǎn)換波時(shí)距雙曲線規(guī)律，對(duì)具有更為廣泛意義的地震散射轉(zhuǎn)換波進(jìn)行速度分析。與傳統(tǒng)地震波速度分析技術(shù)相比較，在傳統(tǒng)覆蓋次數(shù)一定的情況下，由于充分利用上了所有采集到的地震信息進(jìn)行速度分析，本發(fā)明比傳統(tǒng)速度分析技術(shù)的疊加次數(shù)大大提高，這樣不但使有效散射波能量聚焦能力更強(qiáng)，而且能有效提高信噪比，同時(shí)利用上了傳統(tǒng)意義上的繞射波、斷面波等異常波信息進(jìn)行速度分析，因此，該方法能更精確地獲取成像速度，尤其是對(duì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)和地信噪比地區(qū)的地震資料，能有效避免傳統(tǒng)技術(shù)中異常波的偽能量團(tuán)影響的弊端，同時(shí)可減小多次波的影響。



圖1為本發(fā)明地震散射P-P波時(shí)距曲線圖，其中圖1(a)是地震散射P-P波時(shí)距曲線圖；圖1(b)是圖中參數(shù)說(shuō)明。
圖2為本發(fā)明地震散射P-S轉(zhuǎn)換波時(shí)距曲線圖，其中圖2(a)是地震散射P-S轉(zhuǎn)換波時(shí)距曲線圖；圖2(b)是圖中參數(shù)說(shuō)明。
圖3為本發(fā)明制作地震散射P-P波成像速度譜原理圖。
圖4為本發(fā)明制作地震散射P-S轉(zhuǎn)換波成像速度譜原理圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)際三分量地震勘探典型單炮記錄圖，其中圖5(a)是X分量地震記錄，圖5(b)是Y分量地震記錄圖，圖5(c)是Z分量地震記錄圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)際三分量地震勘探散射波成像速度譜，其中圖6(a)是CSP70散射P-SV轉(zhuǎn)換波速度譜，圖6(b)是CSP70散射P-SH轉(zhuǎn)換波速度譜，圖6(c)是CSP70散射P-P波速度譜。
圖7為本發(fā)明實(shí)際三分量地震勘探數(shù)據(jù)采集參數(shù)表。
具體實(shí)施方法 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
一種地震散射P-S轉(zhuǎn)換波成像速度分析方法，包括如下步驟 第一步將地震散射P-P波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組F中，同時(shí)將觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)加載到原始地震數(shù)據(jù)道頭中，并依據(jù)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)，參見(jiàn)圖1、5、7； 第二步依據(jù)地震散射P-P波時(shí)距雙曲線方程，在炮集上，固定t0PPi的情況下，任意選擇一個(gè)速度vPk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，然后再對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅 式中rji＝tji/Δτ，Δτ為采樣率，tji為延遲時(shí)，m為地震記錄總道數(shù)，j為道序號(hào)(j＝1，2……m)，i為采樣點(diǎn)序號(hào)(i＝1，2……n)，參見(jiàn)圖1。
地震散射P-P波時(shí)距雙曲線方程 地震散射P-P波正常時(shí)差為 地震散射P-P波成像速度 式中，j＝1，2，…，m為地震道號(hào)，tji為延遲時(shí)間，z0i為散射點(diǎn)距地表視深度，vP為地震散射P波傳播速度，Lj為炮散距，xj為炮檢距。
當(dāng)vPk為正確的散射P波成像速度時(shí)，不同炮檢距地震道上的振幅同相疊加或相關(guān)，疊加振幅最大，沿不同速度定義的雙曲線軌跡計(jì)算疊加振幅就是對(duì)雙曲線軌跡上的地震道進(jìn)行相關(guān)性度量，通過(guò)不同速度對(duì)應(yīng)的疊加振幅分析，便可提取地震散射P波傳播速度； 第三步，制作地震散射P-P波速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時(shí)間 t0PP1，t0PP2，t0PP3，Λ，t0PPi，Λt0PPn 對(duì)于每一個(gè)雙程散射時(shí)間t0PPi，再選定一系列的散射成像速度，其對(duì)應(yīng)關(guān)系為一對(duì)多 vP1，vP2，vP3，ΛvPk，ΛvPM t0PPi掃描時(shí)間和正常時(shí)差校正掃描速度應(yīng)該包括所有旅行時(shí)間和可能的散射波成像速度，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(t0PPi，vPk)上的平均振幅

以等值線的形式顯示出來(lái)，就得到了用于地震散射P-P波速度分析的速度譜，參見(jiàn)圖3、6。
為了使速度譜中的平均振幅更加穩(wěn)定、突出，實(shí)際用時(shí)一般選擇以(t0PPi，vPk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個(gè)子波長(zhǎng)度為時(shí)窗，計(jì)算這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的平均能量或平均振幅，據(jù)此計(jì)算結(jié)果繪制速度譜。
常用的判別準(zhǔn)則有如下幾種 平均振幅能量準(zhǔn)則
平均振幅準(zhǔn)則
相似系數(shù)準(zhǔn)則
式中，rji＝tji/Δτ，Δτ為采樣率，tji為延遲時(shí)，N為信號(hào)延續(xù)時(shí)窗內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，m為地震記錄總道數(shù)，j為道序號(hào)(j＝1，2……m)，i為采樣點(diǎn)序號(hào)(i＝1，2……n)； 第四步將地震散射P-S轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組E中，同時(shí)將觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)加載到原始地震數(shù)據(jù)道頭中，并依據(jù)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)，參見(jiàn)圖2、5、7； 第五步依據(jù)地震散射P-S轉(zhuǎn)換波時(shí)距雙曲線方程，在炮集上，固定t0PSi的情況下，并帶入上邊以獲取的地震散射P波速度vP，同時(shí)任意選擇一個(gè)速度vSk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，然后再對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅 式中rji＝tji/Δτ，Δτ為采樣率，tji為延遲時(shí)，m為地震記錄總道數(shù)，j為道序號(hào)(j＝1，2……m)，i為采樣點(diǎn)序號(hào)(i＝1，2……n)，參見(jiàn)圖2。
地震散射P-S轉(zhuǎn)換波時(shí)距雙曲線方程 地震散射P波的垂直旅行時(shí)間
地震散射S波的垂直旅行時(shí)間
地震散射P-S轉(zhuǎn)換波自激自收時(shí)間
地震散射P-S轉(zhuǎn)換波的正常時(shí)差 式中，j＝1，2，…，m為地震道號(hào)，tPSj為P-S轉(zhuǎn)換散射波旅行時(shí)，t0PSi為散射點(diǎn)垂直地表地震換散P-S轉(zhuǎn)射波雙程旅行時(shí)間，xj為炮檢距，z0i為散射點(diǎn)距地表視深度，vP為地震散射P波傳播速度，vS為地震散射S波傳播速度，Lj為炮散距。
當(dāng)vSk為正確的散射S波成像速度時(shí)，不同炮檢距地震道上的振幅同相疊加或相關(guān)，疊加振幅最大，沿不同速度定義的雙曲線軌跡計(jì)算疊加振幅就是對(duì)雙曲線軌跡上的地震道進(jìn)行相關(guān)性度量，通過(guò)不同速度對(duì)應(yīng)的疊加振幅分析，便可提取地震波傳播速度； 第六步，制作地震散射P-S轉(zhuǎn)換波速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時(shí)間 t0PS1，t0PS2，t0PS3，Λ，t0PSi，Λt0PSn 對(duì)于每一個(gè)雙程散射時(shí)間t0PSi，在選定一系列的散射成像速度，其對(duì)應(yīng)關(guān)系為一對(duì)多 vS1，vS2，vS3，ΛvSk，ΛvSM t0PSi掃描時(shí)間和正常時(shí)差校正掃描速度應(yīng)該包括所有旅行時(shí)間和可能的散射成像速度，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(t0PSi，vSk)上的平均振幅

以等值線的形式顯示出來(lái)，就得到了用于速度分析的速度譜，參見(jiàn)圖4、6。
為了使速度譜中的平均振幅更加穩(wěn)定、突出，實(shí)際用時(shí)一般選擇以(t0PSi，vSk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個(gè)子波長(zhǎng)度為時(shí)窗，計(jì)算這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的平均能量或平均振幅，據(jù)此計(jì)算結(jié)果繪制速度譜。
常用的判別準(zhǔn)則有如下幾種 平均振幅能量準(zhǔn)則
平均振幅準(zhǔn)則
相似系數(shù)準(zhǔn)則
式中，rji＝tPSji/Δτ，Δτ為采樣率，tji為延遲時(shí)，N為信號(hào)延續(xù)時(shí)窗內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，m為地震記錄總道數(shù)，j為道序號(hào)(j＝1，2……m)，i為采樣點(diǎn)序號(hào)(i＝1，2……n)。
實(shí)施例一 以一含有146炮，每炮86道，每道2000個(gè)采樣點(diǎn)的三分量實(shí)際地震勘探資料為例說(shuō)明本實(shí)例的實(shí)施步驟 第一步將含有146炮，每炮86道，每道2000個(gè)采樣點(diǎn)的P-P波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組F中，同時(shí)將觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)加載到原始地震數(shù)據(jù)道頭中，并依據(jù)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)； 第二步依據(jù)地震散射P-P波時(shí)距雙曲線方程，在炮集上，固定t0PPi的情況下，任意選擇一個(gè)速度vPk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，然后再對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅； 第三步，制作速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時(shí)間0～1000ms，步長(zhǎng)為2.0ms；對(duì)于每一個(gè)雙程散射時(shí)間t0PPi，再選定一系列的地震散射P-P波成像速度800～2000m/s，步長(zhǎng)為30m/s。
t0PPi掃描時(shí)間和正常時(shí)差校正掃描速度應(yīng)該包括所有旅行時(shí)間和可能的散射成像速度，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(t0PPi，vPk)上的平均振幅

以等值線的形式顯示出來(lái)，就得到了用于速度分析的地震散射P-P波速度譜。
為了使速度譜中的平均振幅更加穩(wěn)定、突出，實(shí)際用時(shí)一般選擇以(t0PPi，vPk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個(gè)子波長(zhǎng)度為時(shí)窗，該時(shí)窗長(zhǎng)度為50ms，計(jì)算這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的平均能量或平均振幅，據(jù)此計(jì)算結(jié)果繪制速度譜。
第四步將含有146炮，每炮86道，每道2000個(gè)采樣點(diǎn)的P-SV轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組E1中，同時(shí)將觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)加載到原始地震數(shù)據(jù)道頭中，并依據(jù)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)； 第五步依據(jù)地震散射P-SV轉(zhuǎn)換波時(shí)距雙曲線方程，在炮集上，固定t0PSi的情況下，并帶入上邊以獲取的地震散射P波速度vP，任意選擇一個(gè)速度vSVk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，然后再對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅； 第六步，制作地震散射P-SV轉(zhuǎn)換波速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時(shí)間0～1000ms，步長(zhǎng)為2.0ms；對(duì)于每一個(gè)雙程散射時(shí)間t0PSi，再選定一系列的地震散射P-SV轉(zhuǎn)換波成像速度600～1200m/s，步長(zhǎng)為30m/s。
t0PSi掃描時(shí)間和正常時(shí)差校正掃描速度應(yīng)該包括所有旅行時(shí)間和可能的散射成像速度，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(t0PSi，vSVk)上的平均振幅

以等值線的形式顯示出來(lái)，就得到了用于速度分析的地震散射P-SV轉(zhuǎn)換波速度譜。
為了使速度譜中的平均振幅更加穩(wěn)定、突出，實(shí)際用時(shí)一般選擇以(t0PSi，vSVk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個(gè)子波長(zhǎng)度為時(shí)窗，該時(shí)窗長(zhǎng)度為50ms，計(jì)算這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的平均能量或平均振幅，據(jù)此計(jì)算結(jié)果繪制速度譜。
第七步將含有146炮，每炮86道，每道2000個(gè)采樣點(diǎn)的P-SH轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組E2中，同時(shí)將觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)加載到原始地震數(shù)據(jù)道頭中，并依據(jù)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)； 第八步依據(jù)地震散射P-SH轉(zhuǎn)換波時(shí)距雙曲線方程，在炮集上，固定t0PSi的情況下，并帶入上邊以獲取的地震散射P波速度vP，任意選擇一個(gè)速度vSHk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，然后再對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅； 第九步，制作地震散射P-SH轉(zhuǎn)換波速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時(shí)間0～1000ms，步長(zhǎng)為2.0ms；對(duì)于每一個(gè)雙程散射時(shí)間t0PSi，再選定一系列的地震散射P-SH轉(zhuǎn)換波成像速度600～1200m/s，步長(zhǎng)為30m/s。
t0PSi掃描時(shí)間和正常時(shí)差校正掃描速度應(yīng)該包括所有旅行時(shí)間和可能的散射成像速度，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(t0PSi，vSHk)上的平均振幅

以等值線的形式顯示出來(lái)，就得到了用于速度分析的地震散射P-SH轉(zhuǎn)換波速度譜。
為了使速度譜中的平均振幅更加穩(wěn)定、突出，實(shí)際用時(shí)一般選擇以(t0PSi，vSHk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個(gè)子波長(zhǎng)度為時(shí)窗，該時(shí)窗長(zhǎng)度為50ms，計(jì)算這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的平均能量或平均振幅，據(jù)此計(jì)算結(jié)果繪制速度譜。
權(quán)利要求
1.一種地震散射P-S轉(zhuǎn)換波成像速度分析方法，其特征在于，包括如下步驟
第一步將地震散射P-P波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組F中，同時(shí)將觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)加載到原始地震數(shù)據(jù)道頭中，并依據(jù)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)；
第二步依據(jù)地震散射P-P波時(shí)距雙曲線方程，在炮集上，固定t0PPi的情況下，任意選擇一個(gè)速度vPk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，然后再對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅
式中rji＝tji/Δτ，Δτ為采樣率，tji為延遲時(shí)，m為地震記錄總道數(shù)，j為道序號(hào)(j＝1，2……m)，i為采樣點(diǎn)序號(hào)(i＝1，2……n)。
地震散射P-P波時(shí)距雙曲線方程
地震散射P-P波正常時(shí)差為
地震散射P-P波成像速度
式中，j＝1，2，…，m為地震道號(hào)，tji為延遲時(shí)間，z0i為散射點(diǎn)距地表視深度，vP為地震散射P波傳播速度，Lj為炮散距，xj為炮檢距。
當(dāng)vPk為正確的散射P波成像速度時(shí)，不同炮檢距地震道上的振幅同相疊加或相關(guān)，疊加振幅最大，沿不同速度定義的雙曲線軌跡計(jì)算疊加振幅就是對(duì)雙曲線軌跡上的地震道進(jìn)行相關(guān)性度量，通過(guò)不同速度對(duì)應(yīng)的疊加振幅分析，便可提取地震散射P波傳播速度；
第三步，制作地震散射P-P波速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時(shí)間
t0PP1，t0PP2，t0PP3，Λ，t0PPi，Λt0PPn
對(duì)于每一個(gè)雙程散射時(shí)間t0PPi，再選定一系列的散射成像速度，其對(duì)應(yīng)關(guān)系為一對(duì)多
vP1，vP2，vP3，ΛvPk，ΛvPM
t0PPi掃描時(shí)間和正常時(shí)差校正掃描速度應(yīng)該包括所有旅行時(shí)間和可能的散射波成像速度，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(t0PPi，vPk)上的平均振幅
以等值線的形式顯示出來(lái)，就得到了用于地震散射P-P波速度分析的速度譜。
為了使速度譜中的平均振幅更加穩(wěn)定、突出，實(shí)際用時(shí)一般選擇以(t0PPi，vPk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個(gè)子波長(zhǎng)度為時(shí)窗，計(jì)算這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的平均能量或平均振幅，據(jù)此計(jì)算結(jié)果繪制速度譜。
常用的判別準(zhǔn)則有如下幾種
平均振幅能量準(zhǔn)則
平均振幅準(zhǔn)則
相似系數(shù)準(zhǔn)則
式中，rji＝tji/Δτ，Δτ為采樣率，tji為延遲時(shí)，N為信號(hào)延續(xù)時(shí)窗內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，m為地震記錄總道數(shù)，j為道序號(hào)(j＝1，2……m)，i為采樣點(diǎn)序號(hào)(i＝1，2……n)；
第四步將地震散射P-S轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組E中，同時(shí)將觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)加載到原始地震數(shù)據(jù)道頭中，并依據(jù)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)；
第五步依據(jù)地震散射P-S轉(zhuǎn)換波時(shí)距雙曲線方程，在炮集上，固定t0PSi的情況下，并帶入上邊以獲取的地震散射P波速度vP，同時(shí)任意選擇一個(gè)速度vSk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，然后再對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅
式中rji＝tji/Δτ，Δτ為采樣率，tji為延遲時(shí)，m為地震記錄總道數(shù)，j為道序號(hào)(j＝1，2……m)，i為采樣點(diǎn)序號(hào)(i＝1，2……n)。
地震散射P-S轉(zhuǎn)換波時(shí)距雙曲線方程
地震散射P波的垂直旅行時(shí)間
地震散射S波的垂直旅行時(shí)間
地震散射P-S轉(zhuǎn)換波自激自收時(shí)間
地震散射P-S轉(zhuǎn)換波的正常時(shí)差
式中，j＝1，2，…，m為地震道號(hào)，tPSj為P-S轉(zhuǎn)換散射波旅行時(shí)，t0PSi為散射點(diǎn)垂直地表地震散射P-S轉(zhuǎn)換波雙程旅行時(shí)間，xj為炮檢距，z0i為散射點(diǎn)距地表視深度，vP為地震散射P波傳播速度，vS為地震散射S波傳播速度，Lj為炮散距。
當(dāng)vSk為正確的散射S波成像速度時(shí)，不同炮檢距地震道上的振幅同相疊加或相關(guān)，疊加振幅最大，沿不同速度定義的雙曲線軌跡計(jì)算疊加振幅就是對(duì)雙曲線軌跡上的地震道進(jìn)行相關(guān)性度量，通過(guò)不同速度對(duì)應(yīng)的疊加振幅分析，便可提取地震波傳播速度；
第六步，制作地震散射P-S轉(zhuǎn)換波速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時(shí)間
t0PS1，t0PS2，t0PS3，Λ，t0PSi，Λt0PSn
對(duì)于每一個(gè)雙程散射時(shí)間t0PSi，在選定一系列的散射成像速度，其對(duì)應(yīng)關(guān)系為一對(duì)多
vS1，vS2，vS3，ΛvSk，ΛvSM
t0PSi掃描時(shí)間和正常時(shí)差校正掃描速度應(yīng)該包括所有旅行時(shí)間和可能的散射成像速度，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(t0PSi，vSk)上的平均振幅
以等值線的形式顯示出來(lái)，就得到了用于速度分析的速度譜。
為了使速度譜中的平均振幅更加穩(wěn)定、突出，實(shí)際用時(shí)一般選擇以(t0PSi，vSk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個(gè)子波長(zhǎng)度為時(shí)窗，計(jì)算這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的平均能量或平均振幅，據(jù)此計(jì)算結(jié)果繪制速度譜。
常用的判別準(zhǔn)則有如下幾種
平均振幅能量準(zhǔn)則
平均振幅準(zhǔn)則
相似系數(shù)準(zhǔn)則
式中，rji＝tPSji/Δτ，Δτ為采樣率，tji為延遲時(shí)，N為信號(hào)延續(xù)時(shí)窗內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，m為地震記錄總道數(shù)，j為道序號(hào)(j＝1，2……m)，i為采樣點(diǎn)序號(hào)(i＝1，2……n)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地震散射P-S轉(zhuǎn)換波成像速度分析方法，其特征在于，包括如下步驟
第一步將含有146炮，每炮86道，每道2000個(gè)采樣點(diǎn)的P-P波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組F中，同時(shí)將觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)加載到原始地震數(shù)據(jù)道頭中，并依據(jù)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)；
第二步依據(jù)地震散射P-P波時(shí)距雙曲線方程，在炮集上，固定t0PPi的情況下，任意選擇一個(gè)速度vPk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，然后再對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅；
第三步，制作速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時(shí)間0～1000ms，步長(zhǎng)為2.0ms；對(duì)于每一個(gè)雙程散射時(shí)間t0PPi，再選定一系列的地震散射P-P波成像速度800～2000m/s，步長(zhǎng)為30m/s。
t0PPi掃描時(shí)間和正常時(shí)差校正掃描速度應(yīng)該包括所有旅行時(shí)間和可能的散射成像速度，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(t0PPi，vPk)上的平均振幅
以等值線的形式顯示出來(lái)，就得到了用于速度分析的地震散射P-P波速度譜。
為了使速度譜中的平均振幅更加穩(wěn)定、突出，實(shí)際用時(shí)一般選擇以(t0PPi，vPk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個(gè)子波長(zhǎng)度為時(shí)窗，該時(shí)窗長(zhǎng)度為50ms，計(jì)算這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的平均能量或平均振幅，據(jù)此計(jì)算結(jié)果繪制速度譜。
第四步將含有146炮，每炮86道，每道2000個(gè)采樣點(diǎn)的P-SV轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組E1中，同時(shí)將觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)加載到原始地震數(shù)據(jù)道頭中，并依據(jù)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)；
第五步依據(jù)地震散射P-SV轉(zhuǎn)換波時(shí)距雙曲線方程，在炮集上，固定t0PSi的情況下，并帶入上邊以獲取的地震散射P波速度vP，任意選擇一個(gè)速度vSVk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，然后再對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅；
第六步，制作地震散射P-SV轉(zhuǎn)換波速度譜。首先選定一系列雙程垂直旅行時(shí)間0～1000ms，步長(zhǎng)為2.0ms；對(duì)于每一個(gè)雙程散射時(shí)間t0PSi，再選定一系列的地震散射P-SV轉(zhuǎn)換波成像速度600～1200m/s，步長(zhǎng)為30m/s。
t0PSi掃描時(shí)間和正常時(shí)差校正掃描速度應(yīng)該包括所有旅行時(shí)間和可能的散射成像速度，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(t0PSi，vSVk)上的平均振幅
以等值線的形式顯示出來(lái)，就得到了用于速度分析的地震散射P-SV轉(zhuǎn)換波速度譜。
為了使速度譜中的平均振幅更加穩(wěn)定、突出，實(shí)際用時(shí)一般選擇以(t0PSi，vSVk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個(gè)子波長(zhǎng)度為時(shí)窗，該時(shí)窗長(zhǎng)度為50ms，計(jì)算這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的平均能量或平均振幅，據(jù)此計(jì)算結(jié)果繪制速度譜。
第七步將含有146炮，每炮86道，每道2000個(gè)采樣點(diǎn)的P-SH轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組E2中，同時(shí)將觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)加載到原始地震數(shù)據(jù)道頭中，并依據(jù)觀測(cè)系統(tǒng)和采集參數(shù)計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)；
第八步依據(jù)地震散射P-SH轉(zhuǎn)換波時(shí)距雙曲線方程，在炮集上，固定t0PSi的情況下，并帶入上邊以獲取的地震散射P波速度vP，任意選擇一個(gè)速度vSHk，該速度可以確定一條雙曲線軌跡，并沿該雙曲線軌跡對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，然后再對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅；
第九步，制作地震散射P-SH轉(zhuǎn)換波速度譜，首先選定一系列雙程垂直旅行時(shí)間0～1000ms，步長(zhǎng)為2.0ms；對(duì)于每一個(gè)雙程散射時(shí)間t0PSi，再選定一系列的地震散射P-SH轉(zhuǎn)換波成像速度600～1200m/s，步長(zhǎng)為30m/s。
t0PSi掃描時(shí)間和正常時(shí)差校正掃描速度應(yīng)該包括所有旅行時(shí)間和可能的散射成像速度，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(t0PSi，vSHk)上的平均振幅
以等值線的形式顯示出來(lái)，就得到了用于速度分析的地震散射P-SH轉(zhuǎn)換波速度譜。
為了使速度譜中的平均振幅更加穩(wěn)定、突出，實(shí)際用時(shí)一般選擇以(t0PSi，vSHk)所定義的散射雙曲線為中心、寬度為一個(gè)子波長(zhǎng)度為時(shí)窗，該時(shí)窗長(zhǎng)度為50ms，計(jì)算這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的平均能量或平均振幅，據(jù)此計(jì)算結(jié)果繪制速度譜。
全文摘要
一種地震散射P-S轉(zhuǎn)換波成像速度分析方法，包括如下步驟第一步將地震散射P-P波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組F中，計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)；第二步任意選擇一個(gè)速度vPk，對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅；第三步，制作地震散射P-P波速度譜；第四步將地震散射P-S轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)讀取到二維數(shù)組E中，計(jì)算出散射點(diǎn)位置和坐標(biāo)；第五步帶入上邊以獲取的地震散射P波速度vP，對(duì)各炮檢距上的散射振幅進(jìn)行疊加或相關(guān)，對(duì)同一散射點(diǎn)的能量加權(quán)求和，便得到相應(yīng)的平均振幅第六步，制作地震散射P-S轉(zhuǎn)換波速度譜，具有速度分析技術(shù)的疊加次數(shù)提高，使有效散射波能量聚焦能力更強(qiáng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01V1/28GK101833111SQ20101018947
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者沈鴻雁 申請(qǐng)人:西安石油大學(xué)