[发明专利]一种基于方向矢量的地震射线追踪方法

摘要

本发明属于地震勘探技术领域，公开了一种基于方向矢量的地震射线追踪方法，基于空间平面约束的射线矢量与三维任意起伏界面的求交迭代算法；基于Fermat原理推导的三维任意起伏速度模型上的透射波及反射波的显式计算公式；基于不同需求而设计的射线追踪算法终止条件；基于不同需求的算法输入及输出设计；能根据射线的矢量信息计算射线的路径及走时，也能基于方向约束及走时约束获取波阵面的位置；射线追踪算法在地震偏移、(微)地震定位及地震层析成像等领域中有广泛的应用前景。本发明为了计算在给定地震方向矢量的前提下，求取地震射线的路径及波前的位置。本发明亦能应用于常规地震射线的追踪问题的求解，因而具有普适性。

主权项

1.一种基于方向矢量的地震射线追踪方法，其特征在于，所述基于方向矢量的地震射线追踪方法包括以下步骤：步骤一，根据射线起始点P1(x1,y1,z1)的方向矢量r1(rx1,ry1,rz1)及三维非均匀起伏地质界面的深度范围，判断与射线相交且射线走时最短的界面Σ；步骤二，根据射线上的点P1(x1,y1,z1)及射线的方向矢量r1(rx1,ry1,rz1)，构建射线的直线方程l(x,y,z)；根据地质界面的深度范围，构造界面Σ的最小逼近平面方程Zmin及最大逼近平面方程Zmax；步骤三，求解射线的直线方程l(x,y,z)与最小逼近平面Zmin的交点Dmin，与最大逼近平面Zmax的交点Dmax；判断交点是否超出模型边界，若超出模型区域则沿着射线移至模型区域内；将新得到点设置为初始点Dmin及Dmax；步骤四，根据初始点Dmin及Dmax的位置，构造射线与三维非均匀起伏地质界面的求交迭代方程，计算射线与界面的交点D；步骤五，基于Fermat原理推导的三维空间中的透射波方程及反射波方程，并利用该方程求解射线在非均匀起伏界面处的反射波矢量rf及透射波射线矢量rt；步骤六，根据所选定的目标层L或设定的射线旅行总时长T，判断射线追踪的终止条件；步骤七，按照应用需求输出不同的数据组合。