(x,y,z,px,py,pz)=0 (4)
[0041] 其中皆區(qū)度矢量的Ξ個(gè)分量。通過(guò)特征值法可得 ，
-- 到射線方程組：
[0042]
[0044] 其中τ代表沿著射線的走時(shí)，i對(duì)應(yīng)x，y和Z分量。該方程組描述了各向異性介質(zhì)聲 學(xué)近似意義下的射線路徑、走時(shí)及傳播方向信息。
[0045] 3、求解射線方程
[0046] 例如，通過(guò)4階龍格庫(kù)塔法求解射線方程組(5a)和(5b)。運(yùn)里，若用低階的龍格庫(kù) 塔法求解射線方程組，則精度略有降低，因此，優(yōu)選用4階龍格庫(kù)塔法求解射線方程組(5a) 和(5b)。
[0047] 4、角度域射線追蹤
[0048] 在圖1中，點(diǎn)S表示某炮點(diǎn)的位置，點(diǎn)R表示某檢波點(diǎn)的位置，點(diǎn)S和點(diǎn)R均位于地表 面；曲線S isoc虹one表示某炮點(diǎn)等時(shí)線，曲線R isoc虹one表示某檢波點(diǎn)等時(shí)線。
[0049] 如圖1所示，Ξ維情況下，入射慢度矢量Ps和散射慢度矢量Pr共同描述了散射點(diǎn)m處 波的傳播方向特征。入射慢度矢量與散射慢度矢量之和Pm稱為照明矢量。根據(jù)地震勘探的 需要，可用兩類(lèi)、四個(gè)角度共同定義局部傳播方向。第一類(lèi)是描述入射與散射(包括繞射和 反射)方向特征的兩個(gè)角度，即入射角丫（散射張角Θ的一半)和散射方位角（即局部入射慢 度與散射慢度所在平面的方位角）Φ。第二類(lèi)是描述局部照明方向的兩個(gè)角度，即照明矢量 的傾角身與方位角巧α基于射線理論，運(yùn)四個(gè)角度參數(shù)可由走時(shí)的空間梯度計(jì)算得到。
[0050] 設(shè)入射射線的起飛角為氏，方位角為Qs，散射射線的起飛角為扣，方位角為α"可得 入射射線與散射射線的單位慢度矢量：
[0051] p>s=(px,py,pz) = (sin0sC〇sas,sin0ssinas,cos0) (6a)
[0052] pr=(Px,Py,Pz) = (sin0rC〇sar,sin0rsinar,cos0r) (6b)
[0053] 式(6a)中郎P為耗。根據(jù)矢量運(yùn)算法則，前文所述四個(gè)局部角度參數(shù)分別滿足：
[0058] 式中x、y與z分別代表沿坐標(biāo)軸的單位矢量，其中y指向正北方向并作為定義方位 角的參考方向，策?。為照明矢量的垂向分量?？梢?jiàn)，只要根據(jù)起飛角及其方位角計(jì)算得到入 射與散射慢度矢量，就可根據(jù)上述方程求取四個(gè)局部角度參數(shù)丫、Φ、巧和跨。
[0059] 在局部角度域進(jìn)行射線追蹤時(shí)，從地下成像點(diǎn)m(如圖1)W起飛角氏(或擔(dān))與方位 角as(或ar)等間隔向上發(fā)射一族射線到達(dá)地表各觀測(cè)點(diǎn)，將運(yùn)些不同方向起飛射線的走時(shí) 與角度信息保存在數(shù)值表中，形成走時(shí)表和出射角度表。
[0060] 在局部角度域成像時(shí)，便可根據(jù)炮點(diǎn)-成像點(diǎn)-接收點(diǎn)關(guān)系，在數(shù)值表中讀取計(jì)算 好的樣本通過(guò)插值獲得實(shí)際射線路徑的走時(shí)，起飛角及其方位角，進(jìn)而按公式(6a)至(7d) 從射線路徑的局部角度參數(shù)(es，as;i3r，ar)轉(zhuǎn)換成局部角度域成像需要的角度參數(shù)(舞，丫； Φ，身)。
[0061] 總體來(lái)講，本發(fā)明能夠給出適用于各向異性介質(zhì)角度域疊前深度偏移的走時(shí)計(jì)算 方法。本發(fā)明能夠基于聲學(xué)近似推導(dǎo)出各向異性介質(zhì)的射線方程;而且與傳統(tǒng)射線追蹤計(jì) 算走時(shí)方法不同，該方法從地下每個(gè)成像點(diǎn)處激發(fā)一簇射線到達(dá)地表，同時(shí)，記錄該成像點(diǎn) m達(dá)到地表檢波點(diǎn)與炮點(diǎn)的走時(shí)及出射角度并建表。對(duì)實(shí)際地震資料的偏移結(jié)果表明，該方 法能夠?yàn)榛鶢柣舴虔B前深度偏移提供一個(gè)可靠的走時(shí)表和角度表，從而實(shí)現(xiàn)角度域成像。
[0062] 綜上所述，本發(fā)明能夠提供一種適用于各向異性介質(zhì)基爾霍夫疊前深度偏移的走 時(shí)計(jì)算方法，其除了像傳統(tǒng)基爾霍夫疊前深度偏移那樣輸出成像剖面和炮檢距域的共成像 點(diǎn)道集，還遵循地震波在成像點(diǎn)處的局部方向特征、基于擴(kuò)展的脈沖響應(yīng)疊加原理獲得入 射角度域和照明角度域的成像結(jié)果。本發(fā)明的方法既適用于復(fù)雜構(gòu)造成像，又可為各向異 性介質(zhì)深度域偏移速度分析與模型建立提供高效的偏移引擎。
[0063] 盡管上面已經(jīng)結(jié)合附圖和示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 應(yīng)該清楚，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可W對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種各向異性介質(zhì)角度域疊前深度偏移的走時(shí)表和角度表獲取方法，其特征在于， 所述方法包括步驟： A、 根據(jù)各向異性介質(zhì)聲波方程推導(dǎo)出各向異性介質(zhì)中的程函方程： v yv V ' 7/ r· 其中，V_SNMO速度，VpQ為qP波垂直速度，η為反橢圓系數(shù)，τ表示沿射線的走時(shí)，x，y和z 表示各向異性介質(zhì)空間上的三個(gè)彼此垂直的位移分量； B、 通過(guò)程函方程推導(dǎo)得到各向異性介質(zhì)聲學(xué)近似的射線方程組：其中，F(xiàn)為……，Pi為……，1對(duì)應(yīng)^7和2分量； C、 求解步驟B中的射線方程組，獲得各向異性介質(zhì)聲學(xué)近似意義下的射線路徑、走時(shí)及 傳播方向信息； D、 進(jìn)行角度域射線追蹤，并建立走時(shí)表與出射角度表。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性介質(zhì)角度域疊前深度偏移的走時(shí)表和角度表獲取方 法，其特征在于，所述步驟D中進(jìn)行角度與射線追蹤通過(guò)從地下多個(gè)成像點(diǎn)中的每個(gè)成像點(diǎn) 以起飛角隊(duì)或&與方位角a s或等間隔向上發(fā)射一族射線到達(dá)地表各觀測(cè)點(diǎn)，將所述一族 射線中不同方向起飛射線的走時(shí)與角度信息保存在數(shù)值表中，形成走時(shí)表與出射角度表。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性介質(zhì)角度域疊前深度偏移的走時(shí)表和角度表獲取方 法，其特征在于，所述步驟C中的傳播方向信息通過(guò)入射角γ、散射方位角Φ、照明矢量的傾 角汐與方位角爐來(lái)表征，并且通過(guò)下列方程得到： ps= (px，py，pz) = (sin&cosas，sin&sinas，cos0)， Pr= (ρχ,ργ,ρζ) = (sin^rC〇sar,sinPrsinar,cosPr),其中，入射慢度矢量ps和散射慢度矢量pr共同描述了散射點(diǎn)m處波的傳播方向特征，入 射慢度矢量與散射慢度矢量之和pm，x、y與z分別代表沿坐標(biāo)軸的單位矢量，為照明矢量 的垂向分量。4. 一種各向異性介質(zhì)角度域疊前深度偏移的成像方法，其特征在于，所述方法在局部 角度域成像時(shí)，根據(jù)炮點(diǎn)、成像點(diǎn)、接收點(diǎn)關(guān)系，從權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)的方法中所獲 取的走時(shí)表和角度表中讀取走時(shí)和角度數(shù)據(jù)，進(jìn)行成像。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種各向異性介質(zhì)角度域基爾霍夫疊前深度偏移的走時(shí)表和角度表獲取方法及其成像方法。所述獲取方法包括：根據(jù)各向異性介質(zhì)聲波方程推導(dǎo)出各向異性介質(zhì)中的程函方程，通過(guò)程函方程推導(dǎo)得到各向異性介質(zhì)聲學(xué)近似的射線方程組并求解，從而獲得各向異性介質(zhì)聲學(xué)近似意義下的射線路徑、走時(shí)及傳播方向信息，進(jìn)行角度域射線追蹤，并建立走時(shí)表與出射角度表。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括：能夠基于聲學(xué)規(guī)律近似推導(dǎo)出各向異性介質(zhì)的射線方程；能夠?yàn)榛鶢柣舴虔B前深度偏移提供可靠的走時(shí)表和角度表，從而有利于準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)角度域成像。
【IPC分類(lèi)】G01V1/28
【公開(kāi)號(hào)】CN105629299
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510963871
【發(fā)明人】段鵬飛, 金德剛, 何光明, 唐虎, 張恩嘉, 陳立, 王瓏
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月19日