一种基于地震初至波和反射波走时联合的层析成像方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107843922A(43)申请公布日2018.03.27(21)申请号201711417328.3(22)申请日2017.12.25(71)申请人中国海洋大学地址266100山东省青岛市崂山区松岭路238号(72)发明人童思友王忠成王凯梁丹刘张聚彭崯葛林苡郑洪浩(74)专利代理机构北京汇捷知识产权代理事务所(普通合伙)11531代理人李宏伟(51)Int.Cl.G01V1/28(2006.01)G01V1/34(2006.01)权利要求书5页说明书12页附图5页(54)发明名称一种基于地震初至波和反射波走时联合的层析成像方法(57)摘要本发明公开了一种基于地震初至波和反射波走时联合的层析成像方法，其特征在于，包括以下步骤：获取初至波和反射波的走时信息；建立初始的速度模型；根据给定的初始的速度模型进行初至波和反射波的射线追踪，获得各炮到各个接收点的计算走时和射线路径；由上述的走时信息和计算走时之差，以及射线路径构成反演方程组，解反演方程组得到更新后的速度模型；重复上述步骤直到所得到的更新后的速度模型满足精度要求。本发明通过加入反射波，层析成像得到的速度模型更加准确，射线覆盖范围更广，不同层位速度边界更清晰。CN107843922ACN107843922A权利要求书1/5页1.一种基于地震初至波和反射波走时联合的层析成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取初至波和反射波的走时信息；步骤2、建立初始的速度模型；步骤3、根据步骤2给定的初始的速度模型进行初至波和反射波的射线追踪，获得各震源点到各个接收点的计算走时和射线路径；步骤4、由步骤1中的走时信息和计算走时之差，以及射线路径构成反演方程组，解反演方程组得到更新后的速度模型；步骤5、重复进行步骤3和步骤4直到所得到的更新后的速度模型满足精度要求。2.根据权利要求1所述的基于地震初至波和反射波走时联合的层析成像方法，其特征在于，所述步骤1中的走时信息包括初至走时和反射走时。3.根据权利要求1所述的基于地震初至波和反射波走时联合的层析成像方法，其特征在于，所述步骤2中的初始的速度模型为：宽为Q米，深为P米，根据不同的速度分为S层，按照每个网格大小划分为dx米*dz米，将该初始的速度模型用一个M/dx*N/dz的离散网格描述。4.根据权利要求1所述的基于地震初至波和反射波走时联合的层析成像方法，其特征在于，所述步骤3中的根据步骤2给定的初始的速度模型进行初至波的射线追踪，旅行时线性插值方法进行，具体为：求某点P最小走时的问题作如下描述：假设A和B两点的坐标和走时已知，求经过线段AB上的某点C到达点P的最小走时；设A点为坐标原点，AB长度为L，AC长度为r，P点坐标为(x，y)，根据旅行时线性插值方法的基本假设，C点的走时Tc由A和B两点的走时TA和TB线性插值得到，即：则P点的走时为C点的走时加上CP线段所用的时间：式中：ΔT＝TB-TA，s为空间内的慢度；对TP求关于r的导数，并令其等于0得：当时，当时，对一阶导数继续求导，得到TP关于r的二阶导数，看出二阶导数在这两个解处大于0，这2CN107843922A权利要求书2/5页两个解都是函数TP的极小值，而TP又是关于r的初等函数，在区间0≤r≤L内连续，对比这2个解以及AB两端点的值，得出TP在0≤r≤L区间内的最小值；旅行时线性插值实施步骤分为向前计算和向后计算两步，向前计算是从炮点开始，由公式(4-1)和公式(4-2)求出空间内所有网格节点的最小走时；向后计算是从接收点开始，由公式(3)确定射线路径上与各个网格边界的交点。5.根据权利要求4所述的基于地震初至波和反射波走时联合的层析成像方法，其特征在于，所述初至波射线追踪向前计算的步骤具体为：ⅰ)计算震源所在网格上4个节点的走时；ⅱ)计算震源所在列网格上各节点的最小走时，包括以网格下边界为插值线段计算上方2个节点的最小走时，以及以网格上边界为插值线段计算下方2个节点的最小走时，以此类推，直到计算到第一行或最后一行；ⅲ)计算炮点所在列右侧一列网格节点走时，以网格左边界为插值线段计算网格右方2个节点的最小走时，对于重复计算的节点，若计算所得值比原来的小就替代；iv)计算炮点所在列右侧一列网格节点走时，由下往上，以网格下边边界为插值线段，计算网格上方2个节点的最小走时，如果比原来的值小就替代；ⅴ)计算炮点所在列右侧一列网格节点走时，由上往下，以网格上边界为插值线段计算网格下边界2个节点的最小走时，如果比原来的值小就替代；ⅵ)重复步骤ⅲ-ⅴ，一直到最右边的一列网格；同理，计算得到炮点左侧网格节点的最小走时。6.根据权利要求4所述的基于地震初至波和反射波走时联合的层析成像方法，其特征在于，所述初至波射线追