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GeoEast-Tomo网格层析方法及应用层析成像概述基于射线的网格层析GS-Tomo功能介绍实例分析GeoEast-Tomo是基于射线的网格层析反演系统,它的主要功能是更新深度域层速度模型,建立VTI,TTI场等,是地震层析成像的其中一种,也是目前工业界广泛使用的方法。层析成像概述地震层析成像是通过对观测到的地震波的运动学(如走时、射线路径)和动力学(如波形、振幅)特性的资料进行分析,反演地下介质的速度结构及其它物性参数等重要信息的一种地球物理方法。在射线理论框架下,沿着射线路径对慢度的改变量进行积分就得到了走时差。基本的数学表达式:层析成像概述tSL∆=∆数据域成像(偏移)域基于射线的反射旅行时层析折射层析叠前时间偏移层析叠前深度偏移层析基于波形的波形层析全波形反演(FWI)绕射层析波动方程偏移速度分析波路径层析层析成像类型层析成像概述射线层析反演地震波长远小于要分辨的速度异常,射线路径可以较好的描述传播中的波前,基于射线的层析可以解决此类问题地震波长小于异常体层析成像概述全波形反演地震波长略大于或近似于要分辨的异常,速度特征表现的很像点散射,基于射线的近似方法将失去作用,此时要考虑全波形反演方法小尺度异常体绕射效应起主导作用层析成像概述层析成像概述基于射线的网格层析GS-Tomo功能介绍实例分析线性化层析成像流程基于射线的网格层析模型参数化时的网格大小基于射线的网格层析具体的每次迭代分为以下几个步骤:1、在指定网格上进行3D叠前深度偏移,输出全偏移距(或角度)道集2、在叠前深度偏移道集上进行同相轴密集连续自动拾取,确定同相轴相干系数和曲率,剩余深度差等参数;3、在叠加剖面上拾取倾角场;4、基于自动拾取过程中求出的剩余深度差和估算出的局部倾角场,进行射线追踪,记录旅行时和路径,建立方程组,反演速度改变量。基于射线的网格层析层析成像的输入信息必须是准确的信息,例如,没有多次波。同时,所使用的信息要得到充分的采样,这样可以求解模型中的需要的细节信息。大网格意味着反演有限的参数,反演速度较快,但是这种小的计算成本就限制了小尺度不均匀体的识别,尤其对于浅层异常体更为重要,浅层异常体对深层起着“模糊透镜体”的作用。由于深层速度敏感性较低,在对深层的速度优化时,层析可以在在较大尺寸的网格上进行。基于射线的网格层析层析成像经验:在实际应用中,通常开始所用的约束条件较少,尽可能得到由地震数据驱动的结果,为了使处理过程更加稳定,可以在后续迭代中增加约束条件。对于后续的每次迭代,当越来越接近可接受的模型,并且想刻画更为精细的速度特征时,需要减小层析反演的网格大小。如果一开始就采用最小尺寸的网格,那么层析成像的目标函数将存在陷入局部最小值而导致模型失真的危险,这种失真模型在后续的迭代中是很难得到修正的。基于射线的网格层析层析成像概述基于射线的网格层析GS-Tomo功能介绍实例分析偏移叠加数据体构建地层倾角场共成像点道集方位角1拾取剩余深度差拾取剩余深度差射线追踪初始速度模型层析反演新速度模型射线追踪共成像点道集方位角iGS-Tomo流程图GS-Tomo功能介绍对每个剩余深度差拾取点,沿指定的炮检距,法线和对等开角作两点射线追踪,记录射线路径和旅行时,反演得到速度改变量).0()(cos)()0()(cos)(thhtSLhhL∆−∆=∆⋅−θθGS-Tomo功能介绍地层倾角拾取相似谱计算剩余深度差拾取及优化两点射线追踪层析反演流程中的主要技术功能GS-Tomo功能介绍GS-Tomo功能介绍模块在执行过程中,执行工具是红色,数据操作工具是白色模块执行结束,执行工具变成白色,数据操作工具变成绿色GS-Tomo功能介绍在界面左边空白处点击鼠标右键,点击例如:tomo01_azi45,tomo02GS-Tomo功能介绍GS-Tomo功能介绍P1-P2总是指向0方位角方向,P1-P3总是指向+90度方位角方向,方位角范围从-180到+180。若要进行多方位网格层析,则需要在加载道集的模块(GatherInit)参数中,按照该软件的方位角规则输入正确方位角。建立工区GS-Tomo功能介绍指定道头所在的正确位置,叠加数据和速度场包括线号,点号,x,y坐标,比例因子,样点数。道集还包括炮检距。GS-Tomo功能介绍GS-Tomo定义:datum_elevation和floatdatum在海平面之上为正建立工区GS-Tomo功能介绍GS-Tomo功能介绍选择叠加数据,速度场,道集,通过headmap按钮将道头指定到正确位置working_directory:指定工作路径,存储每个模块产生的数据加载叠加数据,在叠加数据上求取地层斜率,插值,光滑GS-Tomo功能介绍倾角求取求取倾角的三维时窗地层倾角沿inline方向和crossline方向的范围,转化为tan值通过设置同相轴最小相干性控制求取范围GS-Tomo功能介绍基于多道相似的相干体技术GS-Tomo功能介绍式中:下标j表示落在分析时窗内的第j道;xj和yj表示第j道与分析时窗内中心点t在x和y方向的距离;p和q分别表示分析时窗内中心点所在局部反射界面x和y方向的倾角。GS-Tomo功能介绍倾角场插值插值过程中,自动求取出的离散点处的值不变,其他点上通过解拉普拉斯方程得到,在求解过程中可设置从低分辨率到高分辨率插值。GS-Tomo功能介绍倾角场光滑采用高斯光滑,设置x,y,z三个方向的光滑长度,单位是米GS-Tomo功能介绍倾角质控:xdip与inline方向对应GS-Tomo功能介绍ydip与crossline方向对应GS-Tomo功能介绍加载速度场,可对速度场进行沿层位构造的掩码或水平掩码GS-Tomo功能介绍速度掩码选择层位文件填写掩码标示GS-Tomo功能介绍异常速度体掩码Maskflag:0表示水区域,1表示沉积层,-1表示盐(a)水区域:不被更新但射线可通过;(b)盐区域:不被更新而且射线不可通过;(c)沉积层区域:被更新射线可通过。掩码区域的个数比层位文件多一个,假如有1个层位,则需要填写2个区域的掩码,层位以上和层位以下,假如有2个层位,则需要填写3个区域的掩码,以此类推。需要更新速度的某个层位之上不能掩码为盐区域,因为做射线追踪时射线不可通过,可以掩码为水区域。GS-Tomo功能介绍层位掩码和水平掩码示意图GS-Tomo功能介绍异常体速度填充前GS-Tomo功能介绍异常体速度填充后GS-Tomo功能介绍加载道集,求取相似谱,拾取剩余深度差并优化,射线追踪,层析反演,光滑新速度(或改变量),输出GS-Tomo功能介绍相似谱求取vratio:速度百分比范围odratio_max:炮检距对深度的最大比值,在计算相似谱时,不使用超出该范围的地震数据,例如浅层远偏有畸变拉伸,使用该参数限制。nzsm:相似谱计算时,在深度方向的光滑点数,通常需要做50米之上的光滑,使能量团聚焦GS-Tomo功能介绍对于所有的深度,沿着z(h)的轨迹寻找能使地震数据能量谱最大化的C2相似谱求取GS-Tomo功能介绍相似谱GS-Tomo功能介绍相似谱与道集叠合显示GS-Tomo功能介绍剩余深度差拾取在同相轴轨迹上上拾取一部分点near_off近偏拾取的位置nfar_off远偏拾取的个数ffar_off第一个远偏拾取的位置dfar_off远偏拾取点的间隔通过曲率,相干性,剩余深度差,拾取的深度范围等参数控制要拾取的同相轴通过线号,点号,深度控制拾取的区域GS-Tomo功能介绍剩余深度差GS-Tomo功能介绍剩余深度差优化随深度空变的相干性,曲率范围personal_space个人空间,两组剩余深度差拾取点的最小距离,相关性小的那组被淘汰dbetaodz_max:控制在一定深度内曲率的最大改变量,只保留相关性大的那组,用于同相轴交叉的情况全局曲率范围GS-Tomo功能介绍剩余深度差优化GS-Tomo功能介绍两点射线追踪对每个剩余深度差拾取点,沿指定的炮检距和方位角作两点射线追踪,保存射线路径和旅行时信息。GS-Tomo功能介绍采用经典四阶龙格-库塔法求解微分方程,记录射线路径和旅行时GS-Tomo功能介绍多方位剩余深度差文件合并GS-Tomo功能介绍层析反演引入了正则化约束和阻尼约束,避免由于网格中射线覆盖程度不同而造成的影响,最终采用共轭梯度法求解线性方程组。).0()(cos)()0()(cos)(thhtSLhhL∆−∆=∆⋅−θθGS-Tomo功能介绍速度(速度改变量)光滑y,x,z三个方向的光滑网格,和光滑迭代次数引入已经求取的倾角场,使速度场沿构造光滑掩码文件,控制光滑区域GS-Tomo功能介绍Tomo内部数据相加GS-Tomo功能介绍Tomo内部数据输出为sgy格式GS-Tomo功能介绍每个模块通过running_nodes选择节点,并行模块可选多个节点,目前tomo界面共22个模块,耗时模块全部采用并行化处理,并行模块共9个,包括ImageDip(求取倾角),Dip2Hv3d(插值),GatherInit(加载道集),V4dFilter(道集预处理),Gather2Semb(求取相似谱),AutoPick(自动拾取),RayTracing(射线追踪),TomoInv(反演),OutVelSmooth(新速度场或速度改变量沿构造光滑)GS-Tomo功能介绍层析反演概述基于射线的网格层析反演GS-Tomo功能介绍实例分析实例1原始道集Tomo01后Tomo02后原始剖面Tomo01后Tomo02后初始速度Tomo01对新速度场进行沿构造光滑Tomo02速度场改变量Tomo02对速度场改变量进行沿构造光滑实例2初始速度速度变化量更新后速度叠前深度偏移道集曲率拾取网格层析前深度偏移道集网格层析后深度偏移道集网格层析前/后深度偏移剖面网格层析前网格层析后白垩系盐寒武系盐变质大理岩白云岩三维偏移剖面与网格层析速度模型叠合图实例3Tomo更新前Tomo更新后Tomo更新前Tomo更新后实例4各向同性到各向异性各向同性各向同性各向同性各向同性初始deltaINL1280最终deltaINL1280各向异性速度场deltaepsilonphitheta初始各向异性参数CIP最终各向异性参数CIP各向异性TTI-PSDMVTI-PSDM各向异性实例5多方位网格层析方位角与偏移距属性图划分三个方位角-25度到25度、-90度到-25度、25度到90度进行多方位网格层析观测系统类型36L×8S×352T×1R正交面元大小12.5m×12.5m覆盖次数18(横)×22(纵)=396次纵向观测系统4387.5-12.5-25-12.5-4387.5接收道数12672道接收线距200m道距25m炮线距200m炮点距25m最大非纵距3587.50m最大炮检距5667.48m排列片宽度7000m束间滚动距200m横纵比0.82炮道密度253.44万(次/km2)低频可控震源采集,宽方位、小面元、高密度处理流程方位角1剩余时差拾取红色为目的层方位角2剩余时差拾取红色为目的层方位角3剩余时差拾取红色为目的层INL1640多方位网格层析后PSDM单方位网格层析后PSDM多方位网格层析奉献能源创造和谐奉献能源创造和谐请各位专家批评指正!
本文标题:GS-Tomo培训
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