一种三维TTI介质射线追踪方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三维TTI介质射线追踪方法及系统，该方法包括基于声波近似方程推导出三维TTI介质下的程函方程；将所述三维TTI介质下的程函方程解析为表征沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度、Thomsen各向异性参数、TTI介质对称轴倾角及TTI介质对称轴方位角的形式；基于解析后的程函方程建立三维TTI介质下的射线追踪方程；基于射线追踪方程获取射线路径与射线参数，并在获取射线路径的同时记录射线追踪到目标位置的射线旅行时。该方法能够获得精确的旅行时，利用射线追踪的结果对地震资料进行处理，能够有效解决目前地震资料处理方法精度低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种三维TTI介质射线追踪方法及系统
本专利技术涉及地震资料处理领域，尤其涉及一种三维TTI介质射线追踪方法及系统。
技术介绍
在地震资料处理领域，对于横向各向同性(TransverseIsotropic，TI)介质，理想情况下，若介质对称轴是垂直的，则该横向各向同性介质为VTI(TransverselyIsotropyWithAVerticalAxisofSymmetry)介质，若介质对称轴是水平的，则该横向各向同性介质为HTI(TransverselyIsotropyWithAHorizontalAxisofSymmetry)介质。但是在实际情况中，TI介质的对称轴往往是倾斜的，此时称该横向各向同性介质称为TTI(TransverselyIsotropyWithATiltAxisofSymmetry)介质。目前的地震资料处理中，采用基于各向同性介质和VTI介质的理论假设前提条件对地下介质中地震波的传播进行简化表达，从而导致地震偏移成像数据处理中目的层的构造成像位置错误，甚至造成无论在深度上还是纵向上皆与测井数据不吻合的现象，给后期的圈闭规模计算、井位预测埋下隐患。因此，亟需一种算法稳健、精度较高的地震资料处理方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种算法稳健、精度较高的地震资料处理方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种三维TTI介质射线追踪方法，该方法包括了以下步骤：步骤一、基于声波近似方程推导出三维TTI介质下的程函方程；步骤二、将所述三维TTI介质下的程函方程解析为表征沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度、Thomsen各向异性参数、TTI介质对称轴倾角及TTI介质对称轴方位角的形式；步骤三、基于解析后的程函方程建立三维TTI介质下的射线追踪方程；步骤四、基于射线追踪方程获取射线路径与射线参数，并在获取射线路径的同时记录射线追踪到目标位置的射线旅行时。优选地，所述三维TTI介质下的程函方程为：其中，τ表示射线旅行时，表示表示射线在z轴上的位移量，表示z轴方向上的射线参数的分量，vt表示沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度，a0,a1,a2,a3,a4均为方程的系数。优选地，将所述三维TTI介质下的程函方程中的系数a0,a1,a2,a3,a4分别解析为以下参数方程：其中，v表示动校正速度，η为非椭圆率，ε、δ表示Thomsen各向异性参数，θ表示TTI介质对称轴倾角，φ表示TTI介质对称轴方位角。优选地，根据如下表达式建立所述三维TTI介质下的射线追踪方程：其中，dx表示单位时间步长射线追踪的路径长度在x轴方向的投影，ds表示单位时间步长射线所追踪的路径长度，分别表示射线追踪过程中x,y,z轴方向射线的角度信息，表示程函方程，px,py,pz分别表示射线参数p在x,y,z轴上的分量，分别表示射线追踪单位时间步长对应的射线参数在x,y,z三个方向的改变量，分别表示射线在x,y,z轴上的位移量。优选地，在步骤四之前还包括对所述射线追踪方程进行初始化：设置初始射线追踪的相角以及所述沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度；根据所述初始射线追踪的相角以及所述沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度获取相速度。优选地，根据下式获取所述相速度V(θ′,θ,φ,φ′)：其中，θ为TTI介质对称轴倾角，θ′为TTI介质初始出射角，φ为TTI介质对称轴方位角，φ′为射线方位角，vt表示沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度，相角γ表示为系数E＝sinθ′sinθcos(φ′-φ)+cosθ′cosθ，F＝(sinθ′cosθcos(φ′-φ)-cosθ′sinθ)2+sin2θ′sin2(φ′-φ)，D＝[(1+2ε)F-E2]2+4(1+2δ)E2F；ε表示Thomsen各向异性参数。优选地，所述记录射线追踪到目标位置的射线旅行时，包括：设置追踪步长；对于地下任一目标位置，记录射线追踪的起始位置到所述目标位置射线追踪使用的总的步长数目作为射线旅行时。本专利技术还提供了一种三维TTI介质射线追踪系统，所述系统包括：程函方程建模模块，其基于声波近似方程推导出三维TTI介质下的程函方程；程函方程解析模块，其将所述三维TTI介质下的程函方程解析为表征沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度、Thomsen各向异性参数、TTI介质对称轴倾角及TTI介质对称轴方位角的形式；射线追踪方程建模模块，其基于所述程函方程建立三维TTI介质下的射线追踪方程；射线追踪模块，其基于上述解析后的三维TTI介质下的程函方程以及射线追踪方程获取射线路径与射线参数，并在获取射线路径的同时记录射线追踪到目标位置的旅行时。优选地，所述程函方程建模模块基于所述程函方程建立三维TTI介质下的射线追踪方程为：其中，τ表示射线旅行时，表示表示射线在z轴上的位移量，表示z轴方向上的射线参数的分量，vt表示沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度，a0,a1,a2,a3,a4均为方程的系数,如以下参数方程所示：其中，v表示动校正速度，η为非椭圆率，ε、δ表示Thomsen各向异性参数，θ表示TTI介质对称轴的倾角，φ表示TTI介质对称轴方位角。优选地，所述射线追踪方程建模模块建立三维TTI介质下的射线追踪方程为：其中，dx表示单位时间步长射线追踪的路径长度在x轴方向的投影，ds表示单位时间步长射线所追踪的路径长度，分别表示射线追踪过程中x,y,z轴方向射线的角度信息，表示程函方程，px,py,pz分别表示射线参数p在x,y,z轴上的分量，分别表示射线追踪单位时间步长对应的射线参数在x,y,z三个方向的改变量，分别表示射线在x,y,z轴上的位移量。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：本专利技术实施例从声波近似方程出发，推导出三维TTI介质下的程函方程，并将所述三维TTI介质下的程函方程解析为表征沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度、Thomsen各向异性参数、TTI介质对称轴倾角及TTI介质对称轴方位角的形式，进而基于解析后的程函方程建立三维TTI介质下的射线追踪方程并根据射线追踪方程进行射线追踪，该方法能够获得精确的旅行时，利用射线追踪的结果对地震资料进行处理，能够有效解决目前地震资料处理方法精度低的问题。本专利技术的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。图1为根据本专利技术一实施例的三维TTI介质射线追踪方法的流程示意图；图2a-图2h为根据本专利技术一实施例的SEG管道模型示意图；图3a-图3f为根据本专利技术一实施例的盐丘模型示意图；图4为根据本专利技术另一实施例的三维TTI介质射线追踪系统的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维TTI介质射线追踪方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一、基于声波近似方程推导出三维TTI介质下的程函方程；步骤二、将所述三维TTI介质下的程函方程解析为表征沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度、Thomsen各向异性参数、TTI介质对称轴倾角及TTI介质对称轴方位角的形式；步骤三、基于解析后的程函方程建立三维TTI介质下的射线追踪方程；步骤四、基于射线追踪方程获取射线路径与射线参数，并在获取射线路径的同时记录射线追踪到目标位置的射线旅行时。

【技术特征摘要】
1.一种三维TTI介质射线追踪方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一、基于声波近似方程推导出三维TTI介质下的程函方程；步骤二、将所述三维TTI介质下的程函方程解析为表征沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度、Thomsen各向异性参数、TTI介质对称轴倾角及TTI介质对称轴方位角的形式；步骤三、基于解析后的程函方程建立三维TTI介质下的射线追踪方程；步骤四、基于射线追踪方程获取射线路径与射线参数，并在获取射线路径的同时记录射线追踪到目标位置的射线旅行时。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维TTI介质下的程函方程为：其中，τ表示射线旅行时，表示表示射线在z轴上的位移量，表示z轴方向上的射线参数的分量，vt表示沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度，a0,a1,a2,a3,a4均为方程的系数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤二中，将所述三维TTI介质下的程函方程中的系数a0,a1,a2,a3,a4分别解析为以下参数方程：其中，v表示动校正速度，η为非椭圆率，ε、δ表示Thomsen各向异性参数，θ表示TTI介质对称轴倾角，φ表示TTI介质对称轴方位角。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据如下表达式建立所述三维TTI介质下的射线追踪方程：其中，dx表示单位时间步长射线追踪的路径长度在x轴方向的投影，ds表示单位时间步长射线所追踪的路径长度，分别表示射线追踪过程中x,y,z轴方向射线的角度信息，表示程函方程，px,py,pz分别表示射线参数p在x,y,z轴上的分量，分别表示射线追踪单位时间步长对应的射线参数在x,y,z三个方向的改变量，分别表示射线在x,y,z轴上的位移量。5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤四之前还包括对所述射线追踪方程进行初始化：设置初始射线追踪的相角以及所述沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度；根据所述初始射线追踪的相角以及所述沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度获取相速度。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据下式获取所述相速度V(θ′,θ,φ,φ′)：其中，θ为TTI介质对称轴倾角，θ′为TTI介质初始出射角，φ为TTI介质对称轴方位角，φ′为射线方位角，vt表示沿TTI介质对称轴方向传播的纵波地震波速度，相角γ表示为

【专利技术属性】
技术研发人员：刘定进，王鹏燕，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11