[发明专利]基于叠加速度变化的水平层层速度异常反演方法

说明书

基于叠加速度变化的水平层层速度异常反演法，是针对存在速度异常的地层，进行反演然后得到层速度。核心就是求取背景地层的脉冲响应函数然后用SVD方法对脉冲响应矩阵进行分解。本发明提供了一个新的线性脉冲模型，能得到正确的叠加速度以及层速度，可以修复不同层的速度异常，克服了Dix公式的缺陷。

技术领域

本技术是涉及到在地震勘探过程中，对于水平层状模型，当存在速度异常体时，准确求取层速度的方法。当速度异常和背景模型速度偏移不大时，层慢度变化和叠加慢度变化形成线性关系。在波数域中，层慢度异常对叠加慢度变化脉冲响应函数，层慢度异常和叠加慢度变化之间的关系形成一组线性方程。通过奇异值分解(SVD)方法求取层慢度异常而最终求取层速度。此方法相比Dix方法，能极大的提高求取地下速度的精确性。

背景技术

对于地震的叠加偏移成像，地下速度的估算非常重要。速度的精确与否，直接影响到对地下地质构造和岩性的准确认识。我们常用的速度有均方根速度，叠加速度，和层速度。叠加速度是指在动校正中，使得叠加能量最大时所用的速度。层速度就是指某一相对稳定或者岩性基本一致的沉积地层所对应的速度。在水平层状模型中通常我们认为叠加速度近似于均方根速度，层速度可以通过Dix公式求得。但是，当地下结构复杂，存在岩性变化，以及异常体导致横向速度有变化时，根据Dix公式求得层速度是错误的。

我们对于横向速度变化的模型做进一步的研究。首先Al-Chalabi (1970)提供几种时间延迟模型来解释叠加慢度的变化；(Lucas， 1975)从叠加速度变化中计算时间延迟和速度异常，他认为叠加慢度平方的变化就是叠加慢度的响应和旅行时间平方变化的褶积。我们通过固定地层深度来检测横向速度变化对叠加速度的影响，并提出一种反演技术，通过反演来得到不同层的层速度。

发明内容

本发明目的在于提供一种新的计算方法——对于存在速度异常 (横向速度发生变化)时，正确求取层速度的过程。根据背景(参考) 模型计算单位层慢度异常对叠加慢度变化脉冲响应函数，在波数域利用脉冲响应函数和叠加慢度变化使用奇异值分解(SVD)方法求取层慢度变化。层慢度变化加上背景层慢度再转化为层速度。

该方法核心是脉冲响应函数的推导，以及用SVD分解脉冲响应矩阵的思想。具体包括以下步骤：

(1)推导单位层慢度异常对叠加慢度变化脉冲响应函数；

(2)通过脉冲响应函数和层慢度异常计算叠加慢度变化，进而验证脉冲响应函数的正确性；

(3)在波数域使用SVD方法分解脉冲响应函数矩阵，求取层慢度异常，最后得到层速度。

附图说明

图1：带有异常体的四层模型图；

图2：每一层对应的层速度；

图3：射线追踪(点)和正向模拟(实线)得到叠加速度的比较；

图4：用Dix方法求的层速度(实线)和原始速度(虚线)比较；

图5：用SVD方法求的层速度(实线)和原始速度(虚线)比较；

图6：增加两层无异常的地层，用SVD求解的层速度(实线)和原始层速度(虚线)对比；

图7：假设知道增加的两层地层无速度异常，用SVD求解的层速度(实线)和原始层速度(虚线)的对比。

具体实施方式

步骤一：推导出脉冲函数：首先对于走时公式根据最小二乘法，可以得到叠加慢度的平方b为：

其中X_i＝x²，T_i＝t²。