基于微分格式的微地震走时反演方法研究

发布时间：2021-08-10 15:04

　　在页岩气开发涉及的微地震监测中,只利用声波测井资料建立的速度模型并不足够准确,通常的做法是利用测井资料与射孔数据、井下爆炸索数据、井中下落球震数据结合的方法构建模型,但射孔、爆炸索等数据的震源初始时间很难准确测量。初始时间的准确性将会影响速度模型的准确性,进一步影响定位结果的准确性。这里提出一种不需要震源初始时间的反演方法,与传统的速度反演方法相比,该方法基于不同震相的到时差信息。对同一震源,提取P-P,SS和P-S震相到时差,这三部分基于微分格式的到时差信息,都可完全消除初始时间的影响。对合成数据测试、分析和讨论的结果,证实了该方法实现速度模型校正的可行性,并给出了该方法在实际数据应用中的示例。 

【文章来源】：物探化探计算技术. 2015,37(04)CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图１速度速度信息及射线路径Ｆｉｇ．１Ｖｅｌｏｃｉｔｙｍｏｄｅｌａｎｄｒａｙｔｒａｃｉｎｇｐａｔｈ（ａ）层状速度模型和观测系统；（ｂ）射线路径

方法计算的两个震源Ａ和Ｂ的波形，红色竖线和蓝色竖线分别是手动拾取的Ｐ波、Ｓ波到时。图２中横轴代表走时，单位ｓ，纵轴是检波器序号，每个检波器记录中的三种颜色，代表了三分量的波形记录。图３分别给出了只反演Ｐ、只反演Ｓ和同时反演Ｐ、Ｓ速度的结果。图３中横轴是速度，纵轴是深度，虚线是初始速度模型，红线是真实速度模型，蓝线是反演结果。从图３中可以看到，三种反演方案在目标区域层都得到了很好的速度恢复，而顶、底两层的恢复效果较差，从图１（ｂ）看到射线路径未经过顶、底两层，故无法进行这两层的速度校正，这与图３中结果一致。而图３显示顶、底两层的速度仍发生了变化，这是因为目标函数中二阶Ｌａｐｌａｃｅ算子对模型慢度参数的运算所致。在实际处理中，考虑到该运算对慢度改变量的未知性，建议这类层位在校正后仍沿用测井资料提供的速度信息。表１模型参数Ｔａｂ．１ＭｏｄｅｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓＬａｙｅｒＮＯ．Ｄｅｐｔｈ／ｍＶｐ／ｍ·ｓ－１Ｖｓ／ｍ·ｓ－１１１５００３０００１６００２１８５１３７２４１９４４３２１７１４６４０２５８３４２２９０３９４９２３９９５２３３１４４８０２５６０６２３６５３８３８２４１８７２４５７５８５４３２５１８３０００５９５４３１５０图２利用ＧＲＴＭ方法计算得到两个震源的波形Ｆｉｇ．２Ｔｗｏｅｖｅｎｔｓ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇＧＲＴＭ（ａ）Ａ震源；（ｂ）Ｂ震源图３不同波形反演结果Ｆｉｇ．３Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｖｅｐｈａｓｅｉｎｖｅｒｓｉｏｎ（ａ）只反演

图５初始速度模型对反演结果影响Ｆｉｇ．５Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｉｎｔｉａｌｍｏｄｅｌｓ（ａ）初始速度为５００ｍ／ｓ；（ｂ）初始速度为１０００ｍ／ｓ；（ｃ）初始速度为４０００ｍ／ｓ；（ｄ）初始速度为８０００ｍ／ｓ图７中星号（＊）为四个下落小球震源，倒三角（▽）是１２个检波器。由于是层状模型，将３维震源坐标旋转到ｘ－ｚ平面内后，四个震源坐标从左至右依次为（１１８．５６ｍ，１４２３．４４ｍ），（２３０．２９ｍ，１４１９．９６ｍ），（５３４．４１ｍ，１４２２．９３ｍ），（８６３．８６ｍ，１４２５．７３ｍ）。１２个检波器坐标从１１２０ｍ至１２８５ｍ，间隔为１５ｍ。图６由声波测井得到的Ｐ，Ｓ波初始速度模型Ｆｉｇ．６ＩｎｉｔｉａｌＰ，Ｓｍｏｄｅｌｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｓｏｎｉｃｌｏｇ此次研究的目标区域位于深度１１００ｍ至１４５０ｍ，将图７（ａ）中目标区域（红色方框所示）放大得到图７（ｂ），利用ＳＰＲ计算的射线路径也展示在图７（ｂ）中。目标区域以外并无射线经过，所以建议这些无射线经过的层位最终速度仍沿用测井资料提供的速度信息。图７实际资料模型和射线路径Ｆｉｇ．７Ｉｎｉｔｉａｌｖｅｏｌｏｃｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒｒｅａｌｄａｔａａｎｄｒａｙｔａｃｉｎｇｐａｔｈ（ａ）利用声波测井资料得到的速度模型；（ｂ）目标区域放大图和射线路径图图８显示了１２个三分量检波器记录到的波形４８４物探化探计算技术３７卷


本文编号：3334282