CN110208854B - 一种vti介质中等效各向异性参数的获取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种VTI介质中等效各向异性参数的获取方法，包括如下步骤：(1)建立均方根速度场；(2)层速度场的转化：将步骤(1)中得到的均方根速度场通过Dix公式转化为层速度场；(3)各向同性介质采用射线追踪算法追踪出旅行时；(4)扫描各向异性参数χeff；(5)扫描出最优的各向异性参数；(6)根据各向异性参数值进行各向异性的保幅的POM道集映射，然后再在此道集上进行各向同性速度分析，重复步骤(1)～(5)，直到得到满意的成像结果为止。本发明VTI介质中等效各向异性参数的获取方法采用基于等效各向异性的方法进行处理，不仅更接近地下介质的真实情况，而且还能够保留大炮检距的信息。

Description

一种VTI介质中等效各向异性参数的获取方法
技术领域
本发明涉及一种VTI介质参数获取方法，具体是一种VTI介质中等效各向异性参数的获取方法。
背景技术
地震勘探是采用人工激发地震波勘测地下石油、天然气及煤田等有关的地壳结构和地层岩性方法的总称。常规地震勘探是使用地表震源和接收器进行地震勘测的技术，垂直地震剖面(VSP)勘探技术是使用地表震源激发，采用单个井下接收器或多个井下接收器阵列在井下不同深度点记录地震信号，对井孔附近的地下进行成像和储层参数分析的地震勘测技术。
地震各向异性最初的研究是由波兰科学家M.P.Rudzki在19世纪末提出的，TsvankinI(2005)在其著作中较全面地总结了整个各向异性介质理论的发展和相关理论。各向异性介质可简化为VTI各向异性介质、HTI各向异性介质和TTI各向异性介质。如果弹性介质中存在一个二维平面，在平面内沿所有方向的弹性性质相同，而且垂直平面各点的轴向都是相互平行的，则称这样的平面为各向同性平面，垂直各向同性平面的轴称为对称轴，具有各向同性面的弹性介质称为横向各向同性介质，简称TI(TransversIsotropy)介质。当TI介质的对称轴与Z轴重合时，称VTI介质(VerticalTransverseIsotropy)，它可以近似地表示水平层状介质中周期性沉积的薄互层所表现的横向各向同性。VTI各向异性会引起地震波在VTI各向异性介质传播时产生射线弯曲现象，从而引起随井源距(或炮检距)变化的动校正时差问题，影响地震成像精度以及导致地震叠前AVO反演中的相位问题。当TI介质的对称轴与x轴或y轴重合时，称HTI介质(HorizontalTransverseIsotropy)，HTI介质模型可近似表示由于构造应力产生空间排列垂直裂缝群体而引起的各向异性。对于垂向裂缝性储层即HTI各向异性介质而言，地震波在不同方向传播时会引起不同的射线弯曲现象，从而造成随方位角的动校正时差变化，进而影响地震成像质量。
实际中地下介质为各向异性的，当使用常规双曲方程进行速度分析和动校正时，大炮检距的反射波往往不能被校平，通常都将大炮检距的数据切除掉了，最后导致丢失大炮检距反射信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种VTI介质中等效各向异性参数的获取方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
在VTI介质中，转换波旅行时满足以下非双曲线方程：
Figure BDA0002111974670000021
其中，tC是转换波在炮检距x处的旅行时，tC0是转换波的垂直双程旅行时，VC2是转换波的叠加速度，A4、A5满足下列关系式：
Figure BDA0002111974670000022
Figure BDA0002111974670000023
其中
Figure BDA0002111974670000024
其中，VP0、VS0分别为纵波和横波的平均速度，VP2、VS2为纵波和横波的叠加速度，r0、r2和reff分别为平均速度比、叠加速度比和有效速度比，ηeff、ξeff和χeff分别为引入纵波、横波和转换波的各向异性参数，它们满足下列方程：
Figure BDA0002111974670000025
Figure BDA0002111974670000026
具体的，本发明方法包括如下步骤：
(1)建立均方根速度场：由各向同性理论映射得到POM道集，利用POM道集进行各向同性速度分析得到纵波均方根速度和纵、横波的均方根速度比，最后得到纵、横波的均方根速度场；
(2)层速度场的转化：将步骤(1)中得到的均方根速度场通过Dix公式转化为层速度场，转换成层速度场的Dix公式为：
Figure BDA0002111974670000031
其中，
Figure BDA0002111974670000032
为第1到第n层的均方根速度，
Figure BDA0002111974670000033
为第n层双程垂直旅行时；
(3)各向同性介质采用射线追踪算法追踪出旅行时；
(4)扫描各向异性参数χeff，根据公式(6.14)～(6.15)求出另外的各向异性参数ηeff、ξeff，然后用公式(6.10)即可求出各向异性的旅行时tC；
(5)通过各向同性的旅行时和各向异性的旅行时的误差能量，来扫描出最优的各向异性参数；
(6)根据各向异性参数值进行各向异性的保幅的POM道集映射，然后再在此道集上进行各向同性速度分析，重复步骤(1)～(5)，直到得到满意的成像结果为止。
作为本发明进一步的方案：所述各向同性的旅行时和各向异性的旅行时的误差能量最小。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明VTI介质中等效各向异性参数的获取方法采用基于等效各向异性的方法进行处理，不仅更接近地下介质的真实情况，而且还能够保留大炮检距的信息。
附图说明
图1为本发明步骤(1)中纵波的初始均方根速度场的示意图。
图2为本发明步骤(1)中横波的初始均方根速度场的示意图。
图3为本发明步骤(2)中通过Dix公式转化的层速度场的示意图。
图4为本发明步骤(3)中各向同性介质采用射线追踪算法追踪出旅行时的示意图。
图5为本发明步骤(4)中各向异性的旅行时的示意图。
图6为本发明步骤(5)中扫描出初始的各向异性参数ηeff值的示意图。
图7为本发明步骤(5)中扫描出初始的各向异性参数ξeff值的示意图。
图8为本发明步骤(5)中扫描出初始的各向异性参数χeff值的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种VTI介质中等效各向异性参数的获取方法，所述VTI介质中，转换波旅行时满足以下非双曲线方程：
Figure BDA0002111974670000041
其中，tC是转换波在炮检距x处的旅行时，tC0是转换波的垂直双程旅行时，VC2是转换波的叠加速度，A4、A5满足下列关系式：
Figure BDA0002111974670000042
Figure BDA0002111974670000043
其中
Figure BDA0002111974670000044
其中，VP0、VS0分别为纵波和横波的平均速度，VP2、VS2为纵波和横波的叠加速度，r0、r2和reff分别为平均速度比、叠加速度比和有效速度比，ηeff、ξeff和χeff分别为引入纵波、横波和转换波的各向异性参数，它们满足下列方程：
Figure BDA0002111974670000045
Figure BDA0002111974670000046
所述的VTI介质中等效各向异性参数的获取方法具体包括如下步骤：
(1)建立均方根速度场：由各向同性理论映射得到POM道集，利用POM道集进行各向同性速度分析得到纵波均方根速度和纵、横波的均方根速度比，最后得到纵、横波的均方根速度场，以某个CDP点为例，如图1、2所示建立的纵、横波的均方根速度场；
(2)层速度场的转化：将步骤(1)中得到的均方根速度场通过Dix公式转化为层速度场(如图3所示)，转换成层速度场的Dix公式为：
Figure BDA0002111974670000051
其中，
Figure BDA0002111974670000052
为第1到第n层的均方根速度，
Figure BDA0002111974670000053
为第n层双程垂直旅行时；
(3)各向同性介质的射线追踪，有了纵、横波的层速度场就可以追踪出旅行时，如图4所示；
(4)扫描各向异性参数χeff，根据公式(6.14)～(6.15)求出另外的各向异性参数ηeff、ξeff，然后用公式(6.10)即可求出各向异性的旅行时tC，图5为某个CDP点利用各向异性方法进行射线追踪得到的旅行时；
(5)通过各向同性的旅行时和各向异性的旅行时的误差能量小，来扫描出最优的各向异性参数；如图6、7、8所示扫描出初始的各向异性参数，图中所给出的各向异性参数值是实际值的1000倍。
(6)根据各向异性参数值进行各向异性的保幅的POM道集映射，然后再在此道集上进行各向同性速度分析，重复步骤(1)～(5)，直到得到满意的成像结果为止。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种VTI介质中等效各向异性参数的获取方法，所述VTI介质中，转换波旅行时满足以下非双曲线方程：
Figure FDA0002564281570000011
其中，tC是转换波在炮检距x处的旅行时，tC0是转换波的垂直双程旅行时，VC2是转换波的叠加速度，A4、A5满足下列关系式：
Figure FDA0002564281570000012
Figure FDA0002564281570000013
其中
Figure FDA0002564281570000014
其中，VP0、VS0分别为纵波和横波的平均速度，VP2、VS2为纵波和横波的叠加速度，r0、r2和reff分别为平均速度比、叠加速度比和有效速度比，ηeff、ξeff和χeff分别为引入纵波、横波和转换波的各向异性参数，它们满足下列方程：
Figure FDA0002564281570000015
Figure FDA0002564281570000016
其特征在于，包括如下步骤：
(1)建立均方根速度场，由各向同性理论映射得到POM道集，利用POM道集进行各向同性速度分析得到纵波均方根速度和纵、横波的均方根速度比，最后得到纵、横波的均方根速度场；
(2)层速度场的转化：将步骤(1)中得到的均方根速度场转化为层速度场；
(3)各向同性介质采用射线追踪算法追踪出旅行时；
(4)扫描各向异性参数χeff，根据公式(6.14)～(6.15)求出另外的各向异性参数ηeff、ξeff，然后用公式(6.10)求出各向异性的旅行时tC；
(5)通过各向同性的旅行时和各向异性的旅行时的误差能量，来扫描出最优的各向异性参数；
(6)根据各向异性参数值进行各向异性的保幅的POM道集映射，然后再在此道集上进行各向同性速度分析，重复步骤(1)～(5)，直到得到满意的成像结果为止。
2.根据权利要求1所述的VTI介质中等效各向异性参数的获取方法，其特征在于：所述步骤(2)层速度场的转化方法具体为：将步骤(1)中得到的均方根速度场通过Dix公式转化为层速度场。
3.根据权利要求2所述的VTI介质中等效各向异性参数的获取方法，其特征在于：所述步骤(2)转换成层速度场的Dix公式为：
Figure FDA0002564281570000021
其中，
Figure FDA0002564281570000022
为第1到第n层的均方根速度，
Figure FDA0002564281570000023
为第n层双程垂直旅行时。
4.根据权利要求1所述的VTI介质中等效各向异性参数的获取方法，其特征在于：所述各向同性的旅行时和各向异性的旅行时的误差能量最小。
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