[发明专利]一种利用斜井直达地震波走时计算地层地震波速度的方法

说明书

技术领域

本发明属于地震勘探技术领域，涉及一种计算地层地震波速度的方法，尤其是一种利用斜井直达地震波走时计算地层地震波速度的方法。

背景技术

地震勘探领域，井中地震方法在钻井井壁放置检波器接收人工激发的地震波，根据所接收的地震波传播时间(也称为走时)可估计地层的地震波传播速度或用于反射波数据处理分析，进而可研究地层的孔隙度、含油气、泊松比等物理性质，应用于油气勘探和开发。目前利用斜井直达地震波走时估计地层速度的方法一般基于垂直井假设。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种利用斜井直达地震波走时计算地层地震波速度的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种利用斜井直达地震波走时计算地层地震波速度的方法，包括以下步骤：

1)设激发地震波的位置为炮点S，其二维坐标为(x_s,z_s)，沿钻井井轨迹有N个地震波接收点，这些接收点从上到下按从小到大的顺序依次记为R₁,R₂,R₃,...,R_N，相应的接收点坐标记为(x₁,z₁),(x₂,z₂),(x₃,z₃),...,(x_N,z_N)，各接收点所接收到直达地震波的实际走时依次记为t₁,t₂,t₃,...,t_N；

设地下有N个水平地层，从上到下按从小到大的顺序从1开始依次编号，各地层底界面纵坐标从上到下依次对应接收点的纵坐标z₁,z₂,z₃,...,z_N，各地层速度从上到下依次为v₁,v₂,v₃,...,v_N；

2)按地震波以直线传播的假设从上到下逐层计算地层速度，计算公式为：

其中，L_j表示从炮点S到接收点R_j的地震波传播路径(也称为地震射线)在第j个地层里的长度，其计算公式为：

3)对以上计算得到的层速度v_i(i＝1,2,3,...,N)采用(2M+1)点滑动窗口平均进行光滑处理，计算公式如下：

其中，M的大小反映计算结果的光滑程度，M的值在M<(N-1)/2条件下任意选取，计算时根据实际情况确定；令迭代次数iter的值为1；

4)根据地震波Snell定律计算在速度v_i(i＝1,2,3,...,N)下的理论直达地震波走时T_i(i＝1,2,3,...,N)，并计算理论走时T_i(i＝1,2,3,...,N)和实际走时t_i(i＝1,2,3,...,N)的均方根误差rms_error；理论直达地震波走时的计算方法采用射线追踪法，追踪过程采用密集射线打靶法；首先从炮点S开始，在沿着以炮点为圆心、以炮点S到接收点R_i方向为中心的90°扇形范围内，以小角度(如0.01°)间隔发射密集的地震波射线，射线穿过各地层界面后的出射角θ_i按以下Snell定律计算

其中，θ_i-1表示射线从第i-1层进入第i层的入射角；射线在各地层界面的交点坐标(X_i,Z_i)采用以下两式计算：

Z_i＝z_i,i＝1,2,3,...,N(6)

然后选取这些射线与垂线x＝x_i的交点到R_i最近的射线作为成功射线，并根据下式计算地震波走时

其中，L_j由下式计算