[发明专利]一种用椭圆法确定地震波速度的方法

说明书

提出一种用椭圆法确定地震波速度的方法，在反射波勘探中，可能的反射点应在介于炮点和接收点之间的椭圆上，如果实际的反射面是平面，并采用多次覆盖观测系统，有几次覆盖就对应几个椭圆，每个椭圆都满足各自的方程，椭圆有共同交点，位于椭圆最低点的短轴上。联立椭圆法相关方程，可以得到显示解的地震波速度。该方法理论清晰、过程简单、误差小。而目前地震波速度谱的计算采用多次覆盖技术，通过抽道集得到共反射点道集，进行动校正后，得到叠加速度谱，但叠加速度获得过程中采用的动校正会产生多种误差。

技术领域

本发明属于地震勘探领域，具体涉及一种用椭圆法确定地震波速度的方法。

背景技术

目前地震波速度谱的计算采用多次覆盖技术，通过抽道集得到共反射点道集，再对记录道进行叠加。叠加过程中调整动校正速度，叠加记录的振幅随叠加速度而变化，这就是叠加速度谱。叠加后有效波的能量最强的速度称为最佳叠加速度，动校正的速度用的不合适，叠加后有效波能量就要削弱。另外叠加速度不是地震波真实传播速度，对于倾斜截面均匀介质，叠加速度是等效速度，对于水平层状介质，叠加速度是均方根速度。参考文献：陆基孟,王永刚.地震勘探原理[M].第三版,山东东营:中国石油大学出版社,2011,第148页。

更为重要的是，叠加速度获得过程中采用的动校正，由于以下的原因会产生误差。首先勘探深度要求远远大于炮检距，其次假定倾斜反射界面的反射点与水平反射界面反射点都位于炮检距的中点，再次近似认为倾斜反射界面的动校正量等于水平反射界面的动校正量，参考文献：陆基孟,王永刚.地震勘探原理[M].第三版,山东东营:中国石油大学出版社,2011,第35-39页，最后确定叠加速度过程中采用速度步长不同也会产生误差。在研究地震波传播规律的基础上，本发明提出一种计算地震波速度方法，具体是一种用椭圆法确定地震波速度的方法，也是进行速度分析的方法。该速度的确定有助于用椭圆法确定确定反射面的法线深度。

发明内容

在反射波的射线平面内，建立如图1坐标系，横轴为测线，纵轴为反射面法线深度，坐标原点在炮点与接收点连线中点。为炮点，在该点发出的地震波在点被接收。射线入射到反射面的O点，再反射到点，介质1中的波速为V，其实质上是反射面以上介质1中的平均速度。假定射线走时为，那么长度是不变的，那么射线的反射面就是分别以，为焦点，为定长的椭圆。在反射波方法地震勘探中，由于反射面深度和倾角未知，所以无法唯一确定反射点的准确位置，数学上可以判断出反射点位于椭圆上，物理上可以判断反射点介于炮点和接收点之间，所以反射点应在介于炮点和接收点之间的椭圆上。设p点为中点，我们以p为坐标原点，为纵轴、为横轴建立椭圆方程，轴沿地震纵测线方向上。

椭圆的长轴长度为：=；，则：短轴长度的平方为：

那么，椭圆方程为：

（1）

可能的反射点在从到之间的椭圆上，所以可能的反射面是椭圆的一部分。如果实际的反射面是平面，采用多次覆盖观测系统，共反射点射线分布用图2表示，其中，，和...。是炮点；，和...是对应接收点。有几次覆盖就对应几个椭圆，每个椭圆都满足方程（1），椭圆有共同交点，也是反射点O。

把公式（1）写成适合于所有射线形式：

（2）

公式（2）中i是覆盖次序号，N是覆盖次数最大序号。当反射面为平面时，反射点为O点，此点使得方程（2）左式第二项分母等于椭圆短轴长度的平方。把该项写成公式（3）的形式：

（3）

公式（3）中b为短轴长度，用下面公式（4）计算波速V。N次覆盖可以得到N-1个波速V的解，取平均值就是最后的地震波波速。

（4）