專利名稱：多尺度規(guī)則網(wǎng)格層析反演靜校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地球物理勘探靜校正方法，是一種矩形網(wǎng)格多尺度層析反演方法。
背景技術(shù)：
地震勘探中靜校正處理主要是解決地震波在近地表介質(zhì)旅行時間變化影響反射波疊加成像問題。初至波反映近地表地層變化，利用初至波求取靜校正量成為靜校正的主要的技術(shù)手段。利用層析正反演的方法可以建立相對精確地、能夠反映速度縱橫變化的近地表模型，近年來層析方法在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用并在許多復(fù)雜區(qū)取得了良好的效果O目前應(yīng)用于靜校正中的常規(guī)層析方法在剖分時都是矩形網(wǎng)格的，并且一個網(wǎng)格內(nèi)的速度是常數(shù)。在網(wǎng)格尺寸確定的情況下，射線在速度高的位置密度較大，在速度低的位置密度較小或者沒有，這樣在射線密度不均勻的情況下，在反演時不能得到射線較少位置處的合理值，導(dǎo)致反演的模型不合理，影響了速度模型正反演精度和靜校正效果。中國專利CN101561512公開了一種井間多尺度迭代重建技術(shù)(SIRT)層析成像的方法，該方法對每一種尺度的模型分別進行層析成像，后綜合各種尺度的層析成像結(jié)果，來得到下一次迭代的模型”，即對于每一個尺度的模型，都用SIRT方法反演成像。如果有10個尺度，在用SIRT方法必須反演10次，才能得到10個不同尺度的反演結(jié)果。如果每次迭代有10個尺度，則每次迭代用SIRT方法反演(解大型方程組)需要10次；在層析反演中，經(jīng)常要進行多次迭代，如15次，則該方法總計解方程150次，不僅增加了解方程的次數(shù)，而且累計了誤差。正如該專利所述，后綜合各種尺度的層析成像結(jié)果，來得到下一次迭代的模型，在“綜合各種尺度的層析成像結(jié)果”時會增加人為因素，產(chǎn)出了不必要的人為誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種減少人為誤差，在射線密度較小或者沒有的位置反演出精度高的多尺度規(guī)則網(wǎng)格層析反演靜校正方法。本發(fā)明通過以下步驟實現(xiàn):I)初始化模型:采集地震數(shù)據(jù)，處理后進行水平方向和垂直方向的矩形網(wǎng)格剖分，并將模型速度初始化；步驟I)所述的初始化速度是根據(jù)模型地表的最小速度和梯度因子，計算模型中間每個網(wǎng)格中的速度；或用地表面對應(yīng)的最小速度和模型底對應(yīng)的最大速度，內(nèi)插模型中間速度。2)最短射線路徑搜索:通過正演得到每個激發(fā)點和接收點對的射線路徑和旅行時間；步驟2)所述的正演是搜尋距激發(fā)點同在一個網(wǎng)格中最近所有節(jié)點的射線，再以這些節(jié)點為新的震源點，搜尋與這些新的震源點同在一個網(wǎng)格的其它節(jié)點射線路徑；以最小時間為準(zhǔn)，搜索它們到激發(fā)點之間最短旅行時的射線路徑，記錄該射線路徑在每個網(wǎng)格中射線長度和旅行時間。3)計算實際拾取初至?xí)r間與射線正演旅行時間的差值；4)多尺度層析反演:用不同尺度的網(wǎng)格對正演模型重新剖分，產(chǎn)出了一個大型稀疏方程組，用正交分解最小二乘法(LSQR)方法解該方程組，同時反演多個不同尺度的模型，累計多個不同尺度模型的慢度擾動量，得到最終模型的慢度擾動量；步驟4)所述的反演多個不同尺度的模型時重新對模型進行不同尺度剖分，是在水平方向和垂直方向同時對模型進行不同尺度的剖分。所述的水平方向和垂直方向的倍數(shù)相同。步驟4)所述的不同尺度是正演模型剖分的網(wǎng)格素數(shù)倍數(shù)。步驟4)所述的正演模型重新時剖分的網(wǎng)格在水平方向和和垂直方向網(wǎng)格尺寸不同，則多尺度反演時對模型重新剖分后的網(wǎng)格尺寸在水平方向和垂直方向也不同。步驟4)所述的大型稀疏方程組如下:
權(quán)利要求
1.一種多尺度規(guī)則網(wǎng)格層析反演靜校正方法，特點是通過以下步驟實現(xiàn): 1)采集地震數(shù)據(jù)，處理后進行水平方向和垂直方向的矩形網(wǎng)格剖分，并將模型速度初始化； 2)最短射線路徑搜索:通過正演得到每個激發(fā)點和接收點對的射線路徑和旅行時間； 3)計算實際拾取初至?xí)r間與射線正演旅行時間的差值； 4)多尺度層析反演:用不同尺度的網(wǎng)格對正演模型重新剖分，產(chǎn)出了一個大型稀疏方程組，用正交分解最小二乘法(LSQR)方法解該方程組，同時反演多個不同尺度的模型，累計多個不同尺度模型的慢度擾動量，得到最終模型的慢度擾動量； 5)更新模型速度； 6)重復(fù)迭代2)到5)，直到反演的速度場穩(wěn)定，完成網(wǎng)格層析反演靜校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟I)所述的初始化速度是根據(jù)模型地表的最小速度和梯度因子，計算模型中間每個網(wǎng)格中的速度； 或用地表面對應(yīng)的最小速度和模型底對應(yīng)的最大速度，內(nèi)插模型中間速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟2)所述的正演是搜尋距激發(fā)點同在一個網(wǎng)格中最近所有節(jié)點的射線，再以這些節(jié)點 為新的震源點，搜尋與這些新的震源點同在一個網(wǎng)格的其它節(jié)點射線路徑；以最小時間為準(zhǔn)，搜索它們到激發(fā)點之間最短旅行時的射線路徑，記錄該射線路徑在每個網(wǎng)格中射線長度和旅行時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟4)所述的反演多個不同尺度的模型時重新對模型進行不同尺度剖分，是在水平方向和垂直方向同時對模型進行不同尺度的剖分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，特點是所述的水平方向和垂直方向的倍數(shù)相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟4)所述的不同尺度是正演模型剖分的網(wǎng)格素數(shù)倍數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟4)所述的正演模型重新時剖分的網(wǎng)格在水平方向和和垂直方向網(wǎng)格尺寸不同，則多尺度反演時對模型重新剖分后的網(wǎng)格尺寸在水平方向和垂直方向也不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟4)所述的大型稀疏方程組如下: AJ 'I 1.式中，s ti是第i條射線時間差，K是總尺度個數(shù)，w(k)是尺度k的權(quán)值，所有尺度權(quán)值的總和等于1，Jk是尺度k模型中射線i穿過的網(wǎng)格總個數(shù)，e%是射線i在尺度k模型中射線過第j個網(wǎng)格的長度，δ Swj是射線i在尺度k模型中射線過第j個網(wǎng)格的慢度(速度的倒數(shù))擾動量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟4)所述的累計多個不同尺度模型的慢度擾動量，得到最終模型的慢度擾動量是指，該方法反演后，最大尺度N剖分后的模型(整個模型)反演出的慢度擾動量就是與原始模型(正演使用的模型)的整體差；第N-1個尺度反演出的慢度擾動量是在第N個尺度模型基礎(chǔ)上與原始模型的慢度差；第N-2個尺度反演出的慢度擾動量是在N和N-1個尺度模型基礎(chǔ)上與原始模型的慢度差，依次類推，第一個尺度(正演使用的模型)反演出的慢度擾動量是在其它所有尺度模型基礎(chǔ)上與原始模型的慢度差，所以累積所 有尺度模型反演出的慢度擾動量就可以得到最終反演的慢度擾動量。
全文摘要
本發(fā)明是地球物理勘探靜校正中多尺度規(guī)則網(wǎng)格層析反演靜校正方法，采集地震數(shù)據(jù)，進行矩形網(wǎng)格剖分并將模型速度初始化，通過正演得到每個激發(fā)點和接收點對的射線路徑和旅行時間，計算實際拾取初至?xí)r間與射線正演旅行時間的差值，多尺度層析反演，更新模型速度，重復(fù)迭代直到反演的速度場穩(wěn)定，完成網(wǎng)格層析反演靜校正。本發(fā)明采用多尺度模型進行剖分可以更好地反演射線稀少位置處的速度值，減少了人為誤差，提高了速度模型正反演精度和靜校正效果。
文檔編號G01V1/36GK103217715SQ20121001547
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者李培明, 閆智慧, 馮澤元, 馬青坡 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責(zé)任公司