本发明专利技术公开了一种三维横向各向同性介质中旅行时确定方法及系统。该确定方法包括:获取三层放射关系变化矩阵;根据所述三层放射关系变化矩阵确定三维横向各向同性介质旅行时6个面24种不同的入射方位;根据所述24种不同的入射方位确定放射坐标系;在所述放射坐标系下,获取已知网格点坐标;根据所述已知网格点坐标更新三维横向各向同性介质的最小旅行时;根据所述最小旅行时,采用偏移成像方法确定地质构造。采用本发明专利技术所提供的确定方法及系统能够降低三维横向各向同性介质中旅行时表示的复杂度,方便并行设计,提高计算效率。
【技术实现步骤摘要】
一种三维横向各向同性介质中旅行时确定方法及系统
本专利技术涉及石油地球物理勘探地震资料处理领域,特别是涉及一种三维横向各向同性介质中旅行时确定方法及系统。
技术介绍
地震勘探中,各向异性普通存在已经成为学术界和工业界的共识,横向各向同性(TransverseIsotropicMedia,TI)介质包括具有水平对称轴的横向各向同性(VerticalTransverseIsotropicMedia,VTI)介质、具有垂直对称轴的横向各向同性(HorizontalTransverseIsotropicMedia,HTI)介质和具有倾斜对称轴的横向各向同性(TiltedTransverseIsotropicMedia,TTI)介质,这些地震各向异性介质模型已经成为地震解释和处理的常规目标,地震资料处理领域,TI介质的处理方法涉及到方方面面,都有广泛的研究。其中,TI介质旅行时计算是TI介质积分法偏移成像基础,传统的方法主要有几类方法:一是射线追踪方法;二是程函方程的有限差分方法;三是费马原理方法。Schneiderelat(1992)和Wangetal(1999)分别提出了2D和3D各向同性介质中基于费马原理的旅行时动态规划计算方法,Liuetal(2014)和Huetal(2017)基于Wangetal(1999)的方法开发了TTI介质和ORT(OrthorhombicMedia,正交各向异性介质)中的动态规划旅行时计算方法。动态规划法需要求解非线性方程组来确定射线在规则网格中的入射方位,通常使用牛顿迭代法,各向同性中可以解析表达牛顿方法的雅可比矩阵,求解过程中不会出现局部极小值;各向异性介质中,群速度随着位置变化,非线性强,容易陷入局部极小值点,迭代次数比较多,效率也比较低;Liuetal(2014)提出的方法是使用近似群速度公式,可以近似解析表示牛顿方法的雅可比矩阵,而Huetal(2017)年使用共轭梯度的迭代方法,效率低于牛顿迭代方法。各向同性介质中,速度不随方向变化而变化,旅行时相对射线入射方位的雅可比矩阵容易表示;然而各向异性介质中,速度是随方向变化而变化的,随着求解可能的入射方位发生变化,射线的方向也在变化,因而旅行时相对射线入射方位的非线性关系中速度本身也是入射方位的隐式函数,这样就需要考虑速度剖面网格6个面组成的24种不同情况下群速度表示公式,然后再确定不同群速度下的入射方位牛顿迭代的雅可比矩阵,TI介质旅行时表示的复杂度高,计算效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种三维横向各向同性介质中旅行时确定方法及系统,以解决现有技术在确定TI介质旅行时表示的复杂度高,计算效率低的问题。为实现上述目的,本专利技术提供了如下方案:一种三维横向各向同性介质中旅行时确定方法,包括:获取三层放射关系变化矩阵;所述三层放射关系变化矩阵包括第一转换矩阵、第二转换矩阵以及第三转换矩阵;根据所述三层放射关系变化矩阵确定三维横向各向同性介质旅行时6个面24种不同的入射方位;根据所述24种不同的入射方位确定放射坐标系;在所述放射坐标系下,获取已知网格点坐标;所述已知网格点坐标包括4个且再一次更新最小旅行时获取下一时刻的已知网格点坐标;根据所述已知网格点坐标更新三维横向各向同性介质的最小旅行时;根据所述最小旅行时,采用偏移成像方法确定地质构造。可选的,所述获取三层放射关系变化矩阵,具体包括:根据矩阵以及矩阵确定第一转换矩阵;所述第一转换矩阵包括两种转换矩阵,即矩阵CXYZ_ZXY以及CXYZ_YZX;根据矩阵确定第二转换矩阵;所述第二转换矩阵包括一种转换矩阵,即矩阵BXYZ_XY—Z;根据矩阵矩阵以及确定第三转换矩阵;所述第三转换矩阵包括三种转换矩阵,即矩阵AXYZ_—XYZ、矩阵以及矩阵AXYZ—X—YZ。可选的,所述根据所述24种不同的入射方位确定放射坐标系,具体包括:根据公式确定放射坐标系;为放射坐标系内的坐标;为所述24种入射方位的任一入射方位的坐标;C为第三转换矩阵;B为第二转换矩阵;A为第一转换矩阵。可选的,所述根据所述已知网格点坐标更新三维横向各向同性介质的最小旅行时,具体包括:获取梯度方程组;根据所述梯度方程组确定入射方位点坐标;根据所述入射方位点坐标确定z轴方向上的z方向间隔以及射线方向向量;获取三维横向各向同性介质对称轴的方向;所述三维横向各向同性介质对称轴的方向包括倾角以及方位角;根据所述倾角以及所述方位角确定三维横向各向同性介质对称轴的方向向量;根据所述射线方向向量以及所述三维横向各向同性介质对称轴的方向向量确定群速度角度;根据所述群速度角度确定全慢度;根据所述入射方位点坐标、所述z方向间隔以及所述全慢度更新三维横向各向同性介质的最小旅行时。一种三维横向各向同性介质中旅行时确定系统,包括:三层放射关系变化矩阵获取模块,用于获取三层放射关系变化矩阵;所述三层放射关系变化矩阵包括第一转换矩阵、第二转换矩阵以及第三转换矩阵;24种不同的入射方位确定模块,用于根据所述三层放射关系变化矩阵确定三维横向各向同性介质旅行时6个面24种不同的入射方位;放射坐标系确定模块,用于根据所述24种不同的入射方位确定放射坐标系;已知网格点坐标获取模块,用于在所述放射坐标系下,获取已知网格点坐标;所述已知网格点坐标包括4个且再一次更新最小旅行时获取下一时刻的已知网格点坐标;最小旅行时更新模块,用于根据所述已知网格点坐标更新三维横向各向同性介质的最小旅行时;地质构造确定模块,用于根据所述最小旅行时,采用偏移成像方法确定地质构造。可选的,所述三层放射关系变化矩阵获取模块具体包括:第一转换矩阵确定单元,用于根据矩阵以及矩阵确定第一转换矩阵;所述第一转换矩阵包括两种转换矩阵,即矩阵CXYZ_ZXY以及CXYZ_YZX;第二转换矩阵确定单元,用于根据矩阵确定第二转换矩阵;所述第二转换矩阵包括一种转换矩阵,即矩阵BXYZ_XY—Z;第三转换矩阵确定单元,用于根据矩阵矩阵以及确定第三转换矩阵;所述第三转换矩阵包括三种转换矩阵,即矩阵AXYZ_—XYZ、矩阵以及矩阵AXYZ—X—YZ。可选的,所述放射坐标系确定模块具体包括:放射坐标系确定单元,用于根据公式确定放射坐标系;为放射坐标系内的坐标;为所述24种入射方位的任一入射方位的坐标;C为第三转换矩阵;B为第二转换矩阵;A为第一转换矩阵。可选的,所述最小旅行时更新模块具体包括:梯度方程组获取单元,用于获取梯度方程组;入射方位点坐标确定单元,用于根据所述梯度方程组确定入射方位点坐标;z方向间隔以及射线方向向量确定单元,用于根据所述入射方位点坐标确定z轴方向上的z方向间隔以及射线方向向量;三维横向各向同性介质对称轴的方向获取单元,用于获取三维横向各向同性介质对称轴的方向;所述三维横向各向同性介质对称轴的方向包括倾角以及方位角;三维横向各向同性介质对称轴的方向向量确定单元,用于根据所述倾角以及所述方位角确定三维横向各向同性介质对称轴的方向向量;群速度角度确定单元,用于根据所述射线方向向量以及所述三维横向各向同性介质对称轴的方向向量确定群速度角度;全慢度确定单元,用于根据所述群速度角度确定全慢度;最小旅行时确定单元,用于根据所述入射方位点坐标、所述z方向间隔以及所述全慢度更新三维横向各向同本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三维横向各向同性介质中旅行时确定方法,其特征在于,包括:获取三层放射关系变化矩阵;所述三层放射关系变化矩阵包括第一转换矩阵、第二转换矩阵以及第三转换矩阵;根据所述三层放射关系变化矩阵确定三维横向各向同性介质旅行时6个面24种不同的入射方位;根据所述24种不同的入射方位确定放射坐标系;在所述放射坐标系下,获取已知网格点坐标;所述已知网格点坐标包括4个且再一次更新最小旅行时获取下一时刻的已知网格点坐标;根据所述已知网格点坐标更新三维横向各向同性介质的最小旅行时;根据所述最小旅行时,采用偏移成像方法确定地质构造。
【技术特征摘要】
1.一种三维横向各向同性介质中旅行时确定方法,其特征在于,包括:获取三层放射关系变化矩阵;所述三层放射关系变化矩阵包括第一转换矩阵、第二转换矩阵以及第三转换矩阵;根据所述三层放射关系变化矩阵确定三维横向各向同性介质旅行时6个面24种不同的入射方位;根据所述24种不同的入射方位确定放射坐标系;在所述放射坐标系下,获取已知网格点坐标;所述已知网格点坐标包括4个且再一次更新最小旅行时获取下一时刻的已知网格点坐标;根据所述已知网格点坐标更新三维横向各向同性介质的最小旅行时;根据所述最小旅行时,采用偏移成像方法确定地质构造。2.根据权利要求1所述的确定方法,其特征在于,所述获取三层放射关系变化矩阵,具体包括:根据矩阵以及矩阵确定第一转换矩阵;所述第一转换矩阵包括两种转换矩阵,即矩阵CXYZ_ZXY以及CXYZ_YZX;根据矩阵确定第二转换矩阵;所述第二转换矩阵包括一种转换矩阵,即矩阵BXYZ_XY—Z;根据矩阵矩阵以及确定第三转换矩阵;所述第三转换矩阵包括三种转换矩阵,即矩阵矩阵以及矩阵AXYZ—X—YZ。3.根据权利要求1所述的确定方法,其特征在于,所述根据所述24种不同的入射方位确定放射坐标系,具体包括:根据公式确定放射坐标系;为放射坐标系内的坐标;为所述24种入射方位的任一入射方位的坐标;C为第三转换矩阵;B为第二转换矩阵;A为第一转换矩阵。4.根据权利要求1所述的确定方法,其特征在于,所述根据所述已知网格点坐标更新三维横向各向同性介质的最小旅行时,具体包括:获取梯度方程组;根据所述梯度方程组确定入射方位点坐标;根据所述入射方位点坐标确定z轴方向上的z方向间隔以及射线方向向量;获取三维横向各向同性介质对称轴的方向;所述三维横向各向同性介质对称轴的方向包括倾角以及方位角;根据所述倾角以及所述方位角确定三维横向各向同性介质对称轴的方向向量;根据所述射线方向向量以及所述三维横向各向同性介质对称轴的方向向量确定群速度角度;根据所述群速度角度确定全慢度;根据所述入射方位点坐标、所述z方向间隔以及所述全慢度更新三维横向各向同性介质的最小旅行时。5.一种三维横向各向同性介质中旅行时确定系统,其特征在于,包括:三层放射关系变化矩阵获取模块,用于获取三层放射关系变化矩阵;所述三层放射关系变化矩阵包括第一转换矩阵、第二转换矩阵以及第三转换矩阵;24种不同的入射方位确定模块,用...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱兆林,曹丹平,
申请(专利权)人:中国石油大学华东,
类型:发明
国别省市:山东,37
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