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      一種消除速度誤差影響的震源定位方法

      文檔序號:6160543閱讀:260來源:國知局
      一種消除速度誤差影響的震源定位方法
      【專利摘要】本發(fā)明提供了一種消除速度誤差影響的震源定位方法,屬于地震勘探領域。本發(fā)明方法通過已知震源的位置,求取一個與速度相關的速度誤差模型,把速度誤差模型應用到目標函數(shù)中,然后掃描所有可能的震源位置,找到使目標函數(shù)的值最小的點的坐標就是待定位震源的坐標。本發(fā)明方法消除了地震定位精度對速度模型的強烈依賴性,能夠實現(xiàn)震源的精確定位,通過對震源精確定位從而檢測地下結構和流體的變化,進而指導石油、天然氣等的開發(fā)和開采。
      【專利說明】一種消除速度誤差影響的震源定位方法
      【技術領域】
      [0001]本發(fā)明屬于地震勘探領域,具體涉及一種消除速度誤差影響的震源定位方法,主要應用于資源類開采領域,包括煤、石油和天然氣等地震勘探領域,還可用于工程物探的監(jiān)測以及常規(guī)的天然地震定位。
      【背景技術】
      [0002]地震定位是地震學中最基本的問題之一,對于研究諸如地震活動構造、地球內部結構、震源的幾何構造等此類地震學中的基本問題有重要意義。地震定位問題簡單概括為:根據(jù)臺站對地震到時的觀測資料,來確定震源的空間坐標和發(fā)震時刻,有時還給出對解的評價?;诳茖W計算和計算機技術的智能化數(shù)值自動定位方法成為當前地震定位的主流方法,目前廣泛使用的計算機定位方法為Geiger的經典方法以及在此基礎上建立的各種線性方法:聯(lián)合定位法,相對定位法,和雙重殘差法等。
      [0003]地震定位技術不僅應用于天然地震領域,在90年代末被引入到了石油和煤炭等資源開采行業(yè)中,開采中巖石破裂等事件與天然地震相比,因其能量較小,稱之為微地震,微地震的監(jiān)測技術能夠很好的了解地下的變化,目前已被廣泛應用在油氣藏動態(tài)監(jiān)測、地熱動態(tài)監(jiān)測、煤田動態(tài)監(jiān)測、工程動態(tài)監(jiān)測等方面,用微地震方法實時監(jiān)測油田生產動態(tài)對油田開發(fā)具有重要意義。
      [0004]天然地震定位、油氣勘探中的微地震監(jiān)測和工程動態(tài)監(jiān)測等對震源的定位技術,其基本原理是相同的,即根據(jù)到達時間和反演出的地質模型,通過最小二乘方法,使定位的震源位置所計算的旅行時間與實際觀測的旅行時間平方和最小。所確定的震源位置精度由兩個方面因素控制,(I)速度模型,速度模型越精確,震源定位精度越高,反之亦然,(2)實際所觀測的旅行時誤差。第一個因素主要靠觀測數(shù)據(jù)的完備性所決定,由于觀測系統(tǒng)的局限性,速度模型反演往往是非常困難的,主要表現(xiàn)為多解性和誤差比較大,第二個因素主要與儀器和相關的操作人員相關,為客觀不可改變的因素。

      【發(fā)明內容】

      [0005]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術中存在的難題,提供一種消除速度誤差影響的震源定位方法,是一種對速度模型誤差相對不敏感的地震定位方法,消除地震定位精度對速度模型的強烈依賴性,通過對震源精確定位從而檢測地下結構和流體的變化,指導石油、天然氣等的開發(fā)和開采。
      [0006]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
      [0007]—種消除速度誤差影響的震源定位方法,所述方法通過已知震源的位置,求取一個與速度相關的速度誤差模型,把速度誤差模型應用到目標函數(shù)中,然后掃描所有可能的震源位置,找到使目標函數(shù)的值最小的點的坐標就是待定位震源的坐標。
      [0008]所述求取一個與速度相關的速度誤差模型是這樣實現(xiàn)的:
      [0009]設有η個檢波點,取已知震源A (xa,ya, za),通過公式(3)計算震源A到每個檢波[0011]其中,TiA為震源A到第i個檢波點的計算旅行時,為震源A到第i檢波點的距離,V為傳播速度,那么i檢波點處的速度誤差模型為:
      [0013]其中if為震源A傳播到每個檢波點的觀測旅行時,ε i為i檢波點處的速度誤差比例。
      [0014]所述把速度誤差模型應用到目標函數(shù)中,然后掃描所有可能的震源位置,找到使目標函數(shù)的值最小的點的坐標就是待定位震源的坐標是這樣實現(xiàn)的:
      [0015]對于任意一個待定位震源進行如下處理:
      [0016](I)從該震源到各個檢波點的觀測旅行時中找到最小觀測旅行時,該最小觀測旅行時所對應的檢波點設為檢波點K,然后計算出該震源到每個檢波點的觀測旅行時與該震源到檢波點K的觀測旅行時之間的時間差,該時間差為觀測旅行時差;
      [0017](2)在給定的范圍內,根據(jù)所述速度誤差模型和公式(5),計算出每個震源到各個檢波點的計算旅行時間,并求取每個震源到各個檢波點的計算旅行時與每個震源到檢波點K的計算旅行時之間的時間差,該時間差為計算旅行時差;
      I
      [0018]Ii =--(5)
      VSi
      [0019](3)以步驟(1)得到的觀測旅行時差和步驟(2)得到的計算旅行時差之間的差的平方和為目標函數(shù),遍歷給定范圍內的所有點,使所述目標函數(shù)的值最小的點的坐標即為待定位震源的坐標。
      [0020]與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明方法消除了地震定位精度對速度模型的強烈依賴性,能夠實現(xiàn)震源的精確定位,通過對震源精確定位從而檢測地下結構和流體的變化,指導石油、天然氣等的開發(fā)和開采。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0021 ]圖1是本發(fā)明實施例2中的模型。
      [0022]圖2是本發(fā)明實施例2中觀測到的旅行時間。
      [0023]圖3是本發(fā)明實施例2中某實際資料觀測到的震源A的剖面。
      [0024]圖4是本發(fā)明實施例2中某實際資料觀測到的震源B的剖面。
      [0025]圖5-1是本發(fā)明實施例2中對圖3進行剩余校正后拾取的旅行時間。
      [0026]圖5-2是本發(fā)明實施例2中對圖4進行剩余校正后拾取的旅行時間。
      [0027]圖6是本發(fā)明方法的步驟框圖?!揪唧w實施方式】
      [0028]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述:
      [0029]第一步:震源定位方法(已有技術)
      [0030]設η個檢波點的觀測到達時為t1; t2,…,tn,求震源(Xtl, y0, Z0)及發(fā)震時刻V使得目標函數(shù)
      【權利要求】
      1.一種消除速度誤差影響的震源定位方法,其特征在于:所述方法通過已知震源的位置,求取一個與速度相關的速度誤差模型,把速度誤差模型應用到目標函數(shù)中,然后掃描所有可能的震源位置,找到使目標函數(shù)的值最小的點的坐標就是待定位震源的坐標。
      2.根據(jù)權利要求1所述的消除速度誤差影響的震源定位方法,其特征在于:所述求取一個與速度相關的速度誤差模型是這樣實現(xiàn)的: 設有η個檢波點,取已知震源A (xa,ya, za),通過公式(3)計算震源A到每個檢波點的計算旅行時為τΛ 其中,I?為震源A到第i個檢波點的計算旅行時,/,為震源A到第i檢波點的距離,V為傳播速度,那么i檢波點處的速度誤差模型為: 其中I/為震源A傳播到每個檢波點的觀測旅行時,ε i為i檢波點處的速度誤差比例。
      3.根據(jù)權利要求2所述的消除速度誤差影響的震源定位方法,其特征在于:所述把速度誤差模型應用到目標函數(shù)中,然后掃描所有可能的震源位置,找到使目標函數(shù)的值最小的點的坐標就是待定位震源的坐標是這樣實現(xiàn)的: 對于任意一個待定位震源進行如下處理: (1)從該震源到各個檢波點的觀測旅行時中找到最小觀測旅行時,該最小觀測旅行時所對應的檢波點設為檢波點K,然后計算出該震源到每個檢波點的觀測旅行時與該震源到檢波點K的觀測旅行時之間的時間差,該時間差為觀測旅行時差; (2)在給定的范圍內,根據(jù)所述速度誤差模型和公式(5),計算出每個震源到各個檢波點的計算旅行時間,并求取每個震源到各個檢波點的計算旅行時與每個震源到檢波點K的計算旅行時之間的時間差,該時間差為計算旅行時差; rft IfTi=—(5)
      Vhl (3)以步驟(1)得到的觀測旅行時差和步驟(2)得到的計算旅行時差之間的差的平方和為目標函數(shù),遍歷給定范圍內的所有點,使所述目標函數(shù)的值最小的點的坐標即為待定位震源的坐標。
      【文檔編號】G01V1/28GK103576188SQ201210262413
      【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月26日 優(yōu)先權日:2012年7月26日
      【發(fā)明者】朱海波 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
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