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快速射线寻迹井问走时层析
成像算法及其应用
尹峰韦钰主盐整
中国科学院地球物理研究所
摘要
尹峰,韦钰,.《石油地球物理勘探
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丰文绐出一砷迭射线走屡析成僳算未在该算法中,采用三角用榕节点值的鳗性插值
计算速度。利用此法进暂正演计算,射线轨违和走对都有解析表达式,从而可节省大量的计算
对间;在戾揎计莩中,躬线孰迂苣处的慢度可用三次多项式基函熬子以计算。在线性化处理后,
走时与某一未知模型毒教的偏导数为走时与该模型每嫩的线性羌秉系熬, 从而加快了
矩珲的运算。由车算法对物理模型及野外井问地震赘料进行层析成像结果表明,谚算法快速、
稳定、适用。
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第卷第期尹峰等:快速射线寻迹井间走时层析成像算法及其应用
引言
地球物理技术已被逐步应用到地球科学的各个领域。在传统的地震勘探数
据采集方式中,通常将震源与接收器都布置在地表面。在这种条件下,震源发射的信号通
过地下反射面反射到地表,由于受地表风化层的影响,高频信号衰减十分强烈,以致高频
。
井闻地震是将震源与检渡器都布置在井中,从而避开了风化层对信号的影响。井间地
震勘探在工程勘探、强化采油等方面具有广阔的应用前景。随着技术的引进,井下非
破坏性震源及检波器的发展、,井间地震勘探才得以迅速

在实际的井间层析成像中,通常发射井有几百个发射点发射信号,在接收井也有几百
个检波点接收信号。,需要大量的计
算时间去完成正演计算。针对这题,本文提出一种快速、稳定的迭代射线走时层析成
像算法。在该算法中,采用三角网格节点值的线性插值计算速度这时,正演计算中的射
。在反演计算中,采用三次多项式
基函数计算射线轨迹处的慢度。通过线性化处理,走时与某一未知模型参量的偏导数为走
时与该模型参量的线性关系系数,从而使雅可比矩阵得以快速计算。通过求解代
数方程组,便可求出模型参量的修正值以修正模型,再进行新的射线寻迹、反演。如此反
。
最后,本文用该算法对实验室水槽模型及野外实际观测数据进行层析成像。由实验和
应用的结果表明:野外数据的成像结果与传统方法的分析结果相吻合,说明该算法是快
速、实用的。
射线寻迹与速度模型
众所周知,当射线在介质中传播时,它的轨迹垂直于波前,其传播方向由一甲
;为相函数,也称程函,它满足如下方程
一
式中,的模为。在介质中,射线的轨迹与的关系为“

/ ㈣
一
式中,为射线的弧长。若已知射线的初始发射方向,。为射