[发明专利]针对山前带的三维地震初至波菲涅尔体层析反演方法

权利要求书

1.针对山前带的三维地震初至波菲涅尔体层析反演方法，包括

(1)获取地震资料的初至波时间；

(2)建立离散模型；

(3)计算初至波前走时；

(4)确定射线路径；

(5)计算菲涅尔体；

(6)建立层析反演方程；

(7)解该反演方程；

(8)将第(2)步的速度模型换成第(7)步的速度模型，重复第(2)-(7)步，即可得到最终的速度模型。

2.根据权利要求1所述的针对山前带的三维地震初至波菲涅尔体层析反演方法，包括：

(1)获取地震资料的初至波时间；

(2)建立离散模型，采用规则网格把表层模型离散成若干立方体单元，用网格节点处的速度值表示整个模型速度的变化；

(3)计算初至波前走时，采用程函方程二阶差分和波前群推算法GMM；

(4)确定射线路径，采用波前扩展和双线性插值射线追踪方法，根据互换原理，提供射线追踪精度；

(5)计算菲涅尔体，先求出菲涅尔体半径，再以射线为中心轴线，用菲涅尔体半径确定菲涅尔体空间分布；

(6)建立层析反演方程，利用菲涅尔体空间及其能流密度的分布，建立初至走时残差与网格节点慢度修正量之间满足的线性方程；

(7)解该反演方程，对所有菲涅尔体建立单元慢度增量与走时残差之间的方程，或者表示成节点慢度增量与走时残差之间的方程，解该反演方程；

(8)将第(2)步的速度模型换成第(7)步的速度模型，重复第(2)-(7)步5-15次，即可得到最终的速度模型。

3.根据权利要求2所述的针对山前带的三维地震初至波菲涅尔体层析反演方法，包括：

(1)获取地震资料的初至波时间；

(2)建立离散模型，采用规则网格把表层模型离散成若干立方体单元，用网格节点处的速度值表示整个模型速度的变化；

(3)计算初至波前走时，采用程函方程二阶差分和波前群推算法GMM，在保证传播时间因果性的条件下，找出多个次级震源同时向外扩展波前；

(4)确定射线路径，创新性采用波前扩展和双线性插值射线追踪方法，根据互换原理，提供射线追踪精度；其中，双线性插值函数表示为：

tS′=(t2-t1)-(t4-t3)ΔyΔzgh+t2-t1+t4-t32Δyg+t1-t3+t2-t42Δzh+t1+t2+t3+t44]]>①其中，g＝y_S′-y₀，h＝z_S′-z₀，y₀和z₀flR(l)ik分别为界面的中点坐标，

即y₀＝(y₁+y₂)/2，z₀＝(z₁+z₃)/2；

(5)计算菲涅尔体，先求出菲涅尔体半径，再以射线为中心轴线，用菲涅尔体半径确定菲涅尔体空间分布，下式是计算菲涅尔体半径的近似式：

R(l)≈l(L-l)fLs(l)]]>②

式中，L是激发点与接收点之间的射线长度；f为地震波主频；l为从激发点到待计算菲涅尔体半径处的射线长度，s(l)为该处的平均慢度，R(l)为该处的菲涅尔体半径；

(6)建立层析反演方程，利用菲涅尔体空间及其能流密度的分布，建立初至走时残差与网格节点慢度修正量之间满足的线性方程，下式是每对激发点和接受点可获得的反演方程：

Σj=1JΣk=1KωkvkVlijΔsk=Δti]]>③

其中，Δt_i是第i条射线对应的走时残差；Δs_k是第k个单元的慢度增量，用该单元节点上的慢度增量表示，从而把该式整理成节点慢度增量与走时残差的关系式；ω_k是反映各单元能流密度大小的权系数，且ω_k通过对一条菲涅耳体内各处的影响因子归一化得到；

(7)解该反演方程，对所有菲涅尔体用③式建立单元慢度增量与走时残差之间的方程，或者表示成节点慢度增量与走时残差之间的方程，采用基于反投影方法和SIRT原理的方法解该反演方程；

(8)将第(2)步的速度模型换成第(7)步的速度模型，重复第(2)-(7)步8-12次，即可得到最终的速度模型。