[发明专利]一种用椭圆法确定反射面法线深度的方法

说明书

根据反射波确定反射面，在已知炮点和接收点前提下，由于反射面深度和倾角未知，导致地震射线与反射面的交点未知，所以用反射波确定反射面法线深度本质上是无定解的问题。在反射面以上介质波速一定条件下，数学上可以判断出反射点位于某椭圆上，物理上可以判断反射点介于炮点和接收点之间，所以反射点应介于炮点和接收点之间的椭圆上。在此基础上提出一种用椭圆法确定反射面法线深度的方法，该方法没有目前确定反射面法线深度的动校正存在的多种近似导致的系统误差，结合共炮点地震勘探记录验证了该方法有效、实用。如果采用多次覆盖勘探，结果会更准确。

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反射面法线深度的方法。

背景技术

在目前地震勘探中，用反射波确定反射面法线深度的动校正会导致许多误差，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,2011,35-39,201。第一、勘探深度要求远远大于炮检距，如果在浅层勘探中一定会产生较大的误差；第二，假定倾斜反射界面的反射点和水平反射界面反射点都位于炮检距的中点对应的反射面上，实质是假定了反射界面倾角较小，但在倾角较大情况下，会产生较大误差；第三，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，但实际上两者的动校正量是不会相同的；第四，动校正后经偏移归位确定反射面也会产生误差；第五，计算叠加速度过程中采用速度步长不同也会产生误差。基于目前用动校正确定反射界面法线深度误差较大的问题，提出一种用椭圆法确定反射面法线深度的方法。

发明内容

在反射波的射线平面内，建立如图1坐标系，纵轴表示反射面法线深度。为炮点，在该点发出的地震波在，...等点接收。首先考虑地震波从点出发，在点被接收的情况。射线入射到反射面的O点，再反射到点。假设介质1中的波速为常数V，设射线走时为，那么长度是不变的，所以射线的反射面就是分别以，为焦点，为定长的椭圆。在反射波地震勘探中，反射点不能唯一被确定，地震勘探得到的反射面仅仅是可能的反射面。数学上只能判断出它位于椭圆上，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，我们首先以为纵轴、为横坐标轴建立椭圆方程，如图1。

椭圆的长轴长度为：=；，则：椭圆短轴长度的平方为：

那么，椭圆方程为：

（1）

把纵轴移到点，则该点为坐标原点，得到此时的椭圆方程为：

上述方程适用于所有勘探点，经简化，写成普适方程：

。i为接收点序号。

解上述方程，计算可能的反射面纵坐标为:

（2）

在地震勘探中，首先用地震测井等方法获得图1中介质1的波速V、在确定炮点和接收点坐标的基础上，以为炮点，为接收点，记录走时，以设定的为步长，用公式（2）计算从到的纵坐标，得到以为炮点，为接收点的可能反射面坐标，j2为坐标序号，它使横坐标控制在到之间，但横坐标对应的纵坐标取计算值的；同理，以为炮点，为接收点，记录走时，依然以为步长，用公式（2）计算从到的纵坐标，得到以为炮点，为接收点的可能反射面坐标，j3为坐标序号，它使横坐标控制在到之间，但横坐标和对应的纵坐标都取计算值的...；直到以为炮点，为接收点，记录走时，依然以为步长，用公式（2）计算从到的纵坐标，得到以为炮点，为接收点的可能反射面坐标，jN为坐标序号，它使横坐标控制在到之间，但横坐标对应的纵坐标取计算值的。

按横坐标次序排列，，...，，如果遇到重复的横坐标，对应的纵坐标求和，这样就得到可能的反射面坐标序列，为了以后叙述方便，称该序列为（）m=2,3,...,N。