[发明专利]基于VSP旅行时双加权层析反演速度场的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，特别涉及一种基于VSP旅行时双加权层析反演速度场的方法及其装置。

背景技术

目前为止，中国西部地区叠前深度偏移仍然尚未取得显著成效，其本质原因是由于难以确定地下介质的速度场。在该种地区下，速度场难以确定存在诸多因素，其中包括：在中国西部地区，干旱的山体低降速带厚度大，达到500-1200米；普通小折射和微测井等方法只能反演地区较浅部分的速度场，完全不能反演地区深部的速度场；采用打深井求表层速度场的方法代价过大，且如此作业后获得的速度场不足够精确；普通层析方法中会遇到射线下去后，回不到地面，形不成回折波的情况。以上诸多的因素最终都导致无法获得满足要求的速度场。

由于存在种种不利因素，常规的方法都无法奏效，本领域研究人员开始尝试新的方法来反演获得地下介质的速度场，其中包括基于垂直地震剖面VSP(VerticalSeismicProfiling)初至时间层析的方法来反演地下介质的速度场。层析成像是一种利用在探测目标表面观测到的信号来求取目标内部信息的反演方法，最早应用于医学领域，随后扩展到其它领。在地震勘探问题中，层析成像就是利用在地表或井中接收记录到的地震波的旅行时、振幅和波形等信息，来重建地下介质的速度等参数的分布。目前，在地震勘探领域应用最广泛的层析成像方法是射线旅行时层析成像，也就是利用地震波走时和其传播的射线路径来反演地下介质速度。常用的旅行时层析成像方法有反投影法、代数重建法、联合迭代重建法、奇异值分解法、最小二乘QR分解法和最小二乘共轭梯度法等。本申请的发明人发现上述这些算法均根据穿过单元网格的射线长度来分配走时误差，走时误差是从地面发炮点出发找一条射线到达VSP井下某点，依据叠代速度场的速度，计算出其旅行走时，再与实际VSP直达波到达时间求得的误差时间，根据射线长度分配走时误差虽然最终可以较为准确的获得井下远处的地下介质速度，但是根据射线长度分配走时误差反而会使得获得的井下井旁的地下介质速度越来越不准确，如此，井下井旁的地下介质速度的不准确性无法满足需求，进而导致根据地下介质速度进行层析反演的结果的精度和可靠性不足。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例中提供了一种基于VSP旅行时双加权层析反演速度场的方法及装置，其能够提高层析反演结果的精度和可靠性。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种基于VSP旅行时双加权层析反演速度场的方法，它包括：

在区域内采集垂直地震剖面VSP地震数据从而得到VSP地震记录的初至时间，根据所述VSP地震记录的初至时间得到所述区域的初始速度模型；

在所述区域内的各个位置根据其距井的距离以及其距地表的深度建立所述区域的可信度模型；

基于采集VSP地震数据时的观测参数、所述区域的初始速度模型和所述可信度模型得到所述区域内网格慢度扰动值；

通过所述区域内网格慢度扰动值对所述区域的初始速度模型中网格的速度进行修正得到所述区域的新的速度模型；

基于所述新的速度模型得到初至理论走时，判断所述初至理论走时与实际走时之差是否满足预定的阀值，若满足，则输出层析反演速度场。

一种基于VSP旅行时双加权层析反演速度场的的装置，它包括：

初始速度模型建立模块，其根据区域内采集的垂直地震剖面VSP地震数据建立所述区域的初始速度模型；

可信度模型建立模块，其根据所述区域内的各个位置距井的距离以及其距地表的深度建立所述区域的可信度模型；

网格慢度扰动值计算模块，其根据所述区域的初始速度模型、可信度模型和采集VSP地震数据时的观测参数得到所述区域内网格慢度扰动值；

层析反演速度场模块，其通过所述区域内网格慢度扰动值对所述区域的初始速度模型中网格的速度进行修正得到所述区域的新的速度模型，进而计算得到初至理论走时，当所述初至理论走时与实际走时之差满足规定的阀值时，输出层析反演速度场，当所述初至理论走时与实际走时之差不满足规定的阀值时，则基于观测参数、所述区域的新的速度模型和所述可信度模型重新得到所述区域内网格慢度扰动值，进而进行迭代，直至所述初至理论走时与实际走时之差满足规定的阀值。

本发明实施例中的基于VSP旅行时双加权层析反演速度场的方法及装置，其在走时误差分配计算时，除了单元网格的射线长度外，还引入了可信度模型，利用单元网格的射线长度和可信度来修正网格慢度扰动值，控制走时误差的分配，从而提高了层析反演结果的可靠性和精度，改善了速度层析成像结果。

附图说明