專利名稱：基于掃描面正演的偽三維快速微地震正演方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油天然氣地震勘探領(lǐng)域，具體地講，涉及一種基于掃描面正演的偽三維快速微地震正演方法，主要應用于石油地震勘探的微地震監(jiān)測。
背景技術(shù)：
微地震壓裂監(jiān)測技術(shù)是近年來快速發(fā)展起來的解決低滲透油氣藏開發(fā)的重要技術(shù)。盡管20世紀70年代已經(jīng)進行過微地震壓裂的監(jiān)測，但那時只是作為實驗性質(zhì)。隨著國家對能源開發(fā)的進一步重視及需求，微地震監(jiān)測與研究對致密砂巖、頁巖等非常規(guī)油氣藏的開發(fā)起到至關(guān)重要的作用。我國每年至少有上萬口井需要做微地震壓裂監(jiān)測。微地震技術(shù)是通過對相鄰井中的地震檢波器接收到的來自壓裂井在壓裂過程中的微地震信號(目 前主要指微地震初至旅行時)進行分析，來描述壓裂過程中裂縫生長的幾何分布以及流體運移特征(例如裂縫的高度、長度以及方位)。這些信息可以優(yōu)化壓裂設(shè)計以及提高油氣藏管理，從而提高油氣田的產(chǎn)能。在微地震正演研究中存在兩個關(guān)鍵的技術(shù)部分微地震模型建立以及微地震初至旅行時正演計算。由于真實地下油氣藏區(qū)域(甚至整個地殼內(nèi)部)的介質(zhì)屬性表現(xiàn)為復雜的各向異性特征，因此原有的微地震各向同性模型不能精確地描述油氣藏區(qū)域的物理屬性。如果不能開發(fā)出微地震各向異性模型而采用原有的各向同性模型，則很難有效地利用實際資料中的初至旅行時資料(這些資料記錄來自具有各向異性的特征的油氣藏)?；诟飨蛲阅Ｐ偷挠嬎憬Y(jié)果可能會導致錯誤的微地震震源位置以及裂縫空間幾何分布?；谌S各向異性介質(zhì)模型的微地震初至旅行時正演計算決定了微地震震源定位以及裂縫分布計算的效率。通常，三維微地震波初至旅行時正演計算存在計算效率慢的問題。如何提高微地震波初至旅行時的運算速度且保持相應的精度是微地震研究中的一個重要研究課題。因此，本發(fā)明提出一種基于掃描面正演的各向異性偽三維快速微地震正演的方法。

發(fā)明內(nèi)容
微地震波初至旅行時正演計算是當前進行微地震研究的基礎(chǔ)和前提。有效的微地震初至旅行時計算能夠保證微地震后期研究(例如微地震的震源定位)的順利進行。另外，基于三維各向異性介質(zhì)的微地震波旅行時正演計算存在計算效率慢的問題。因此，提出一種基于掃描面正演的偽三維快速微地震正演的技術(shù)，地下地質(zhì)體被假設(shè)為各向異性介質(zhì)。這項技術(shù)具有計算微地震初至旅行時精確、運算速度快以及計算穩(wěn)定等優(yōu)點，能夠提高對油氣藏的開發(fā)與利用。本發(fā)明涉及微地震模型的建立、坐標系變換以及數(shù)值模擬等方法。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種基于掃描面正演的偽三維快速微地震正演方法，所述方法包括以下步驟建立三維橫向各向同性的各向異性模型，各向異性模型的坐標系為(X，Y,Z)，各向異性模型被劃分為多個正方體網(wǎng)格，在各向異性模型的內(nèi)部設(shè)置有微地震震源，在各向異性模型的上表面上布設(shè)有多個地震檢波器；對微地震震源和每個地震檢波器建立二維垂直面，二維垂直面與各向異性模型的上表面垂直，使得微地震震源和所述每個地震檢波器位于所述二維垂直面上；將二維垂直面垂直投影到各向異性模型的水平坐標系(χ，γ)上，根據(jù)微地震震源和地震檢波器在水平坐標系(x，Y)下的水平坐標，得到方位角Θ ;根據(jù)方位角Θ和坐標變換公式對水平坐標系(Χ，Υ)進行旋轉(zhuǎn)，得到第一新坐標系(X1，Y1)，使得微地震震源和地震檢波器位于第一新坐標系(X1J1)的X1坐標軸上；利用坐標系(Χ，Υ，Ζ)的Z軸和第一新坐標系(X1J1)的X1軸形成第二新坐標系(χ\ζ);在第二新坐標系(χ\ζ)下，計算從微地震震源發(fā)出的微地震波到每個地震檢波器點的初至旅行時。所述各向異性模型可包括關(guān)于模型尺寸、網(wǎng)格尺寸、每個網(wǎng)格點的各向異性參數(shù)、微地震震源位置以及地震檢波器位置的信息。所述各向異性參數(shù)可包括微地震波的垂直相速度以及Thomsen參數(shù)ε和δ。
,X1〕fcos(^) sin(沒)〕(X)
坐標變換公式可以是 =· 。可采用程函方程有限差分方法來計算從微地震震源發(fā)出的微地震波到每個地震檢波器點的初至旅行時。采用程函方程有限差分方法來計算微地震波到每個地震檢波器點的初至旅行時的步驟可包括(I)將二維垂直面劃分為多個正方形網(wǎng)格，微地震震源和地震檢波器位于二維垂直面的網(wǎng)格點上；(2)將二維垂直面上的微地震震源所在的垂直線作為垂直邊界線，將二維垂直面上的微地震震源所在的水平線作為水平邊界線；(3)根據(jù)微地震震源的發(fā)生時間、網(wǎng)格寬度以及微地震波的速度計算微地震波到達水平邊界線以及垂直邊界線上的各個網(wǎng)格點的旅行時；(4)根據(jù)微地震震源的發(fā)生時間以及所述多個正方形網(wǎng)格中分別位于垂直邊界線以及水平邊界線上的與微地震震源相鄰的兩個網(wǎng)格點的旅行時計算微地震波傳播的斜率；(5)根據(jù)微地震波傳播的斜率，通過反正切函數(shù)得到微地震波傳播的相角；(6)根據(jù)微地震波傳播的相角、微地震波的垂直相速度以及Thomsen參數(shù)ε和δ，計算微地震波的相速度；(7)根據(jù)微地震波的相速度、正方形網(wǎng)格的寬度、微地震震源的發(fā)生時間以及正方形網(wǎng)格中與微地震震源相鄰的所述兩個網(wǎng)格點的旅行時，計算微地震波到二維垂直面上的所述多個正方形網(wǎng)格中的另一網(wǎng)格點的旅行時，所述另一網(wǎng)格點與所述兩個網(wǎng)格點相鄰并且不在水平邊界線和垂直邊界線上；(8)按照與步驟(7)相同的方式，在二維垂直面上從微地震震源出發(fā)從下到上且從左到右進行迭代計算，對于二維垂直面上的不在水平邊界線和垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型頂部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止；(9)按照與步驟(7)相同的方式，在二維垂直面上從微地震震源出發(fā)從下到上且從右到左進行迭代計算，對于二維垂直面上的不在水平邊界線和垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型頂部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止；(10)按照與步驟(7)相同的方式，在二維垂直面上從微地震震源出發(fā)從上到下且從左到右進行迭代計算，對于二維垂直面上的不在水平邊界線和垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型底部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止；(11)按照與步驟(7)相同的方式，在二維垂直面上從微地震震源出發(fā)從上到下且從右到左進行迭代計算，對于二維垂直面上的不在水平邊界線和垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型底部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止，由此完成二維垂直面的第一次掃描；(12)按照與步驟(7)相同的方式，從二維垂直面上的垂直邊界線與各向異性模型頂部相交的網(wǎng)格點出發(fā)從上到下且從左到右進行迭代計算，以先前計算的各向異性模型頂部網(wǎng)格點的初至旅行時作為初始值，對于二維垂直面上的不在垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型底部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止；(13)按照與步驟(7)相同的方式，從二維垂直面上的垂直邊界線與各向異性模型頂部相交的網(wǎng)格點出發(fā)從上到下且從右到左進行迭代計算，以先前計算的各向異性模型頂部網(wǎng)格點的初至旅行時作為初始值，對于二維垂直面上的不在垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型底部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止，由此完成二維垂直面的第二次掃描；(14)按照與步驟(7)相同的方式，從二維垂直面上的垂直邊界線與各向異性模型底部相交的網(wǎng)格點出發(fā)從下到上且從左到右進行迭代計算，以先前計算的各向異性模型底部網(wǎng)格點的初至旅行時作為初始值，對于二維垂直面上的不在垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型頂部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止；(15)按照與步驟(7)相同的方式，從二維垂直面上的垂直邊界線與各向異性模型底部相交的網(wǎng)格點出發(fā)從下到上且從右到左進行迭代計算，以先前計算的各向異性模型底部網(wǎng)格點的初至旅行時作為初始值，對于二維垂直面上的不在垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型頂部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止，由此完成二維垂直面的第三次掃描，其中，在二維垂直面的每一次掃描過程中，計算得到的每一個網(wǎng)格點上的旅行時與先前掃描計算所得到的所述網(wǎng)格點上的旅行時進行比較，保留最小旅行時，由此得到微地震波到達地震檢波器的初至旅行時。在上述步驟中，通過二維垂直面的三次掃描，最后取迭代計算的最小旅行時，可進 一步提高微地震正演精度?？蓪⑽⒌卣鹫鹪吹陌l(fā)生時間作為水平邊界線上的網(wǎng)格點的初始旅行時，迭代計算微地震波到達水平邊界線上的網(wǎng)格點的旅行時，其中，對于位于水平邊界線上的特定網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的水平邊界線上的與所述特定網(wǎng)格點相鄰的網(wǎng)格點的旅行時、網(wǎng)格寬度以及微地震波的速度計算微地震波到達水平邊界線上的所述特定網(wǎng)格點的旅行時?？蓪⑽⒌卣鹫鹪吹陌l(fā)生時間作為垂直邊界線上的網(wǎng)格點的初始旅行時，以迭代計算微地震波到達垂直邊界線上的網(wǎng)格點的旅行時，其中，對于位于垂直邊界線上的特定網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的垂直邊界線上的與所述特定網(wǎng)格點相鄰的網(wǎng)格點的旅行時、網(wǎng)格寬度以及微地震波的速度計算微地震波到達垂直邊界線上的所述特定網(wǎng)格點的旅行時。


通過結(jié)合附圖，從下面的實施例的描述中，本發(fā)明這些和/或其它方面及優(yōu)點將會變得清楚，并且更易于理解，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的基于掃描面正演的各向異性偽三維快速微地震正演方法的流程圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的三維橫向各向同性的各向異性模型的微地震震源與地震檢波器關(guān)系的不意圖；圖3示出了通過微地震震源S(xQ, yQ, zQ)和地震檢波器RU1, Y1, Z1)的二維垂直面；圖4是連接微地震震源與地震檢波器的投影點S1和R1的方位角的示意圖；圖5是微地震震源和地震檢波器在第一新坐標系(X1，Y1)下的位置的示意W圖；·圖6是微地震震源和地震檢波器在第二新坐標系(X1，Z)下的位置的示意圖；圖7是旅行時初始化的示意圖；圖8示出微地震波初至旅行時的幾何示意圖；圖9示出三維五層的各向異性模型的示意圖；圖10是各向異性模型內(nèi)的初至旅行時的等值線圖；圖11是地表測線得到的初至旅行時的曲線。
具體實施例方式在根據(jù)本發(fā)明的基于掃描面正演的各向異性偽三維快速微地震正演方法，通過對微地震震源以及每一個地震檢波器接收幾何排列(位于地表或井中)進行分組，得到多條二維垂直面。對每個二維垂直面，通過垂直投影將垂直面投影到水平面，這時在水平面上為一條直線。進一步進行旋轉(zhuǎn)坐標系變換，然后利用各向異性程函方程有限差分法計算得到微地震初至旅行時。在計算過程中，在模型頂部與模型底部設(shè)計了三次掃描計算策略，確保得到的旅行時為最小。下面參照圖I詳細描述根據(jù)本發(fā)明的基于掃描面正演的各向異性偽三維快速微地震正演方法。圖I是根據(jù)本發(fā)明的基于掃描面正演的各向異性偽三維快速微地震正演方法的流程圖。參照圖1，在步驟101，建立三維橫向各向同性的各向異性模型，坐標系為(X，Y, Z)。各向異性模型被劃分為多個正方體網(wǎng)格，在各向異性模型的內(nèi)部設(shè)置有微地震震源，在各向異性模型的上表面(表示地表)上布設(shè)有多個地震檢波器(每個地震檢波器位于各向異性模型的上表面上的相應網(wǎng)格點上)。所述各向異性模型包括模型尺寸、網(wǎng)格尺寸、每個網(wǎng)格點的各向異性參數(shù)、微地震震源位置以及地震檢波器位置等信息。各向異性參數(shù)包括微地震波的垂直相速度Vo以及Thomsen參數(shù)(ε和δ )。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的三維橫向各向同性的各向異性模型的微地震震源(微震點)與地震檢波器關(guān)系的示意圖。在圖2中，SUtl, y0, z0)表示微地震震源，R(x1； Y1, Z1)表示地震檢波器。微地震震源發(fā)出的微地震波被地震檢波器接收和檢測。在步驟102，對微地震震源以及每一個地震檢波器(位于地表或井中)建立二維垂直面，二維垂直面與各向異性模型的上表面垂直，使得微地震震源以及地震檢波器位于該二維垂直面上。圖3示出了一個通過微地震震源SUtl, y0, z0)和地震檢波器RU1, Y1, Z1)的二維垂直面，即，微地震震源S ( ， z0)和地震檢波器R(Xl，yi，Zl)位于該二維垂直面上。在步驟103，將二維垂直面垂直投影到各向異性模型的水平坐標系(X，Y)上，微地震震源和地震檢波器在水平坐標系(X，Y)上的投影點坐標分別為S1 (x0, Y0)和R1 (X1, Y1)，然后根據(jù)微地震震源和地震檢波器的水平坐標，得到方位角Θ。方位角
權(quán)利要求
1.一種基于掃描面正演的偽三維快速微地震正演方法，包括以下步驟 建立三維橫向各向同性的各向異性模型，各向異性模型的坐標系為(X，Y, Z),各向異性模型被劃分為多個正方體網(wǎng)格，在各向異性模型的內(nèi)部設(shè)置有微地震震源，在各向異性模型的上表面上設(shè)置有多個地震檢波器； 對微地震震源和每個地震檢波器建立二維垂直面，二維垂直面與各向異性模型的上表面垂直，使得微地震震源和所述每個地震檢波器位于所述二維垂直面上； 將二維垂直面垂直投影到各向異性模型的水平坐標系(x，Y)上，根據(jù)微地震震源和地震檢波器在水平坐標系(Χ，γ)下的水平坐標，得到方位角Θ ； 根據(jù)方位角Θ和坐標變換公式對水平坐標系(Χ，Υ)進行旋轉(zhuǎn)，得到第一新坐標系(X1，Y1)，使得微地震震源和地震檢波器位于第一新坐標系(X1，Y1)的X1坐標軸上； 利用坐標系(x，Y，z)的Z軸和第一新坐標系(X1J1)的X1軸形成第二新坐標系(χ\ζ)；在第二新坐標系(χ\ζ)下，計算從微地震震源發(fā)出的微地震波到每個地震檢波器點的初至旅行時。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的偽三維快速微地震正演方法，其中，所述各向異性模型包括關(guān)于模型尺寸、網(wǎng)格尺寸、每個網(wǎng)格點的各向異性參數(shù)、微地震震源位置以及地震檢波器位置的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偽三維快速微地震正演方法，其中，所述各向異性參數(shù)包括微地震波的垂直相速度以及Thomsen參數(shù)ε和δ。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的偽三維快速微地震正演方法，其中，坐標變換公式是
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的偽三維快速微地震正演方法，其中，采用程函方程有限差分方法來計算從微地震震源發(fā)出的微地震波到每個地震檢波器點的初至旅行時。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的偽三維快速微地震正演方法，其中，采用程函方程有限差分方法來計算微地震波到每個地震檢波器點的初至旅行時的步驟包括 (1)將二維垂直面劃分為多個正方形網(wǎng)格，微地震震源和地震檢波器位于二維垂直面的網(wǎng)格點上； (2)將二維垂直面上的微地震震源所在的垂直線作為垂直邊界線，將二維垂直面上的微地震震源所在的水平線作為水平邊界線； (3)根據(jù)微地震震源的發(fā)生時間、網(wǎng)格寬度以及微地震波的速度計算微地震波到達水平邊界線以及垂直邊界線上的各個網(wǎng)格點的旅行時； (4)根據(jù)微地震震源的發(fā)生時間以及所述多個正方形網(wǎng)格中分別位于垂直邊界線以及水平邊界線上的與微地震震源相鄰的兩個網(wǎng)格點的旅行時計算微地震波傳播的斜率； (5)根據(jù)微地震波傳播的斜率，通過反正切函數(shù)得到微地震波傳播的相角； (6)根據(jù)微地震波傳播的相角、微地震波的垂直相速度以及Thomsen參數(shù)ε和δ，計算微地震波的相速度； (7)根據(jù)微地震波的相速度、正方形網(wǎng)格的寬度、微地震震源的發(fā)生時間以及正方形網(wǎng)格中與微地震震源相鄰的所述兩個網(wǎng)格點的旅行時，計算微地震波到二維垂直面上的所述多個正方形網(wǎng)格中的另一網(wǎng)格點的旅行時，所述另一網(wǎng)格點與所述兩個網(wǎng)格點相鄰并且不在水平邊界線和垂直邊界線上； (8)按照與步驟(7)相同的方式，在二維垂直面上從微地震震源出發(fā)從下到上且從左到右進行迭代計算，對于二維垂直面上的不在水平邊界線和垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型頂部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止； (9)按照與步驟(7)相同的方式，在二維垂直面上從微地震震源出發(fā)從下到上且從右到左進行迭代計算，對于二維垂直面上的不在水平邊界線和垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型頂部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止； (10)按照與步驟(7)相同的方式，在二維垂直面上從微地震震源出發(fā)從上到下且從左到右進行迭代計算，對于二維垂直面上的不在水平邊界線和垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型底部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止； (11)按照與步驟(7)相同的方式，在二維垂直面上從微地震震源出發(fā)從上到下且從右到左進行迭代計算，對于二維垂直面上的不在水平邊界線和垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型底部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止，由此完成二維垂直面的第一次掃描； (12)按照與步驟(7)相同的方式，從二維垂直面上的垂直邊界線與各向異性模型頂部相交的網(wǎng)格點出發(fā)從上到下且從左到右進行迭代計算，以先前計算的各向異性模型頂部網(wǎng)格點的初至旅行時作為初始值，對于二維垂直面上的不在垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型底部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止； (13)按照與步驟(7)相同的方式，從二維垂直面上的垂直邊界線與各向異性模型頂部相交的網(wǎng)格點出發(fā)從上到下且從右到左進行迭代計算，以先前計算的各向異性模型頂部網(wǎng)格點的初至旅行時作為初始值，對于二維垂直面上的不在垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型底部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止，由此完成二維垂直面的第二次掃描； (14)按照與步驟(7)相同的方式，從二維垂直面上的垂直邊界線與各向異性模型底部相交的網(wǎng)格點出發(fā)從下到上且從左到右進行迭代計算，以先前計算的各向異性模型底部網(wǎng)格點的初至旅行時作為初始值，對于二維垂直面上的不在垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型頂部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止； (15)按照與步驟(7)相同的方式，從二維垂直面上的垂直邊界線與各向異性模型底部相交的網(wǎng)格點出發(fā)從下到上且從右到左進行迭代計算，以先前計算的各向異性模型底部網(wǎng)格點的初至旅行時作為初始值，對于二維垂直面上的不在垂直邊界線上的其它網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的與所述其它網(wǎng)格點相鄰的三個網(wǎng)格點的旅行時計算所述其它網(wǎng)格點的旅行時，直到計算出二維垂直面上的位于各向異性模型頂部的網(wǎng)格點的初至旅行時為止，由此完成二維垂直面的第三次掃描， 其中，在二維垂直面的每一次掃描過程中，計算得到的每一個網(wǎng)格點上的旅行時與先前掃描計算所得到的所述網(wǎng)格點上的旅行時進行比較，保留最小旅行時，由此得到微地震波到達地震檢波器的初至旅行時。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的偽三維快速微地震正演方法，其中，將微地震震源的發(fā)生時間作為水平邊界線上的網(wǎng)格點的初始旅行時，迭代計算微地震波到達水平邊界線上的網(wǎng)格點的旅行時， 其中，對于位于水平邊界線上的特定網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的水平邊界線上的與所述特定網(wǎng)格點相鄰的網(wǎng)格點的旅行時、網(wǎng)格寬度以及微地震波的速度計算微地震波到達水平邊界線上的所述特定網(wǎng)格點的旅行時。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的偽三維快速微地震正演方法，其中，將微地震震源的發(fā)生時間作為垂直邊界線上的網(wǎng)格點的初始旅行時，以迭代計算微地震波到達垂直邊界線上的網(wǎng)格點的旅行時， 其中，對于位于垂直邊界線上的特定網(wǎng)格點，根據(jù)已經(jīng)計算出的垂直邊界線上的與所述特定網(wǎng)格點相鄰的網(wǎng)格點的旅行時、網(wǎng)格寬度以及微地震波的速度計算微地震波到達垂直邊界線上的所述特定網(wǎng)格點的旅行時。
全文摘要
一種基于掃描面正演的偽三維快速微地震正演方法，包括建立三維橫向各向同性的各向異性模型，坐標系為(X,Y,Z)，在各向異性模型的內(nèi)部設(shè)置有微地震震源，在各向異性模型的上表面上設(shè)置有多個地震檢波器；對微地震震源和每個地震檢波器建立二維垂直面，使得微地震震源和所述每個地震檢波器位于二維垂直面上；將二維垂直面垂直投影到各向異性模型的水平坐標系(X,Y)上，根據(jù)微地震震源和地震檢波器在水平坐標系(X,Y)下的水平坐標，得到方位角θ；根據(jù)方位角θ和坐標變換公式對水平坐標系(X,Y)進行旋轉(zhuǎn)，得到第一新坐標系(X1,Y1)；利用坐標系(X,Y,Z)的Z軸和第一新坐標系(X1,Y1)的X1軸形成第二新坐標系(X1,Z)；在第二新坐標系(X1,Z)下，計算從微地震震源發(fā)出的微地震波到每個地震檢波器點的初至旅行時。
文檔編號G01V1/28GK102841374SQ20121030781
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者尹陳, 劉鴻, 李亞林, 何光明, 巫芙蓉, 陳愛萍, 康亮, 巫駿 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司