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1、成都理工大学 硕士学位论文 斜井三维VSP多波射线正演方法及应用 姓名：赵俊省 申请学位级别：硕士 专业：地球探测与新技术 指导教师：李录明 20100501 摘 要 I 斜井三维斜井三维斜井三维斜井三维 VSPVSPVSPVSP 多波射线正演方法及应用多波射线正演方法及应用多波射线正演方法及应用多波射线正演方法及应用 作者简介：赵俊省，男，1983年3月生，师从成都理工大学李录明教授，2010 年6月毕业于成都理工大学地球探测与信息技术专业，获得工学硕士学位。 摘摘摘摘 要要要要 针对目前正在发展的斜井三维 VSP 勘探中的若干问题， 研究了逐段迭代射线 追踪进行斜井三维 VSP 多波正演模
2、拟方法。通过正演模拟，不但可以得到斜井三 维 VSP 多波记录，而且可得到反射点分布、叠加次数分布、入射角分布、AVA 特 征等参数,这些参数在三维斜井 VSP 观测系统设计、储层特征分析及参数反演等 方面均有应用价值。 本研究分三方面内容：一是任意复杂的层状介质中射线正演模拟方法；二是 复杂层状介质斜井三维 VSP 多波射线正演模拟； 三是斜井三维 VSP 多波射线正演 参数分析及应用。 文中从程函方程出发， 研究了能适应任意复杂层状介质的逐段迭代射线正演 方法。该方法是根据 Snell 定理和费马原理发展出的一种射线正演方法，其主要 思路是将旅行时方程按泰勒级数展开，并忽略二次项，得到一个
3、计算反射点（透 射点）修正量的计算公式。从给定的初始路径出发，逐点计算射线路径与地层的 交点，直到整个射线路径的总修正量达到精度要求为止。迭代计算式中只包含有 加、减、乘、除计算，提高了计算效率。 在复杂层状介质斜井三维 VSP 多波射线正演模拟中， 通过对水平层状介质模 型、倾斜层状介质模型和任意起伏层状介质模型的正演模拟，验证逐段迭代射线 正演方法在斜井三维 VSP 射线正演中的应用效果；通过射线路径和 AVA 能量特 征来分析该方法在三维 VSP 射线正演中的可行性和有效性。 斜井三维 VSP 射线正演在得到 VSP 记录的同时， 可以得到各反射层上反射点 的覆盖范围、覆盖次数和入射角。
4、这些参数对斜井三维 VSP 观测系统设计具有重 要作用。通过研究炮点分布、炮点缺失、炮间距、检波点深度和检波距的变化对 不同深度目的层的 P 波和 P-SV 波的反射点覆盖范围和覆盖次数的变化，为斜井 三维 VSP 观测系统设计选择最佳参数提供依据。 最后，针对歧口 18-2 油田 P6 井地区的地层模型，使用该井的实测观测系统 进行正演模拟，分析该模型的 VSP 波场特征，以及不同深度地层的覆盖次数和入 射角分布特征，并分析其 AVA 特征。 关键词：斜井 三维 VSP 逐段迭代 VSP 观测系统 ABSTRACT III Method and Application of the 3-D
5、Deviated Well VSP Ray Tracing Zhao Junsheng, male, was born in May, 1983, whose tutor was Professor Li Luming. He graduated from Chengdu University of Technology in earth exploration and information technology major and was granted the Master Degree in June, 2009. Abstract Be aimed at a number of is
6、sues in the 3D-VSP seismic exploration, this paper uses iteration segment by segment to realize 3-D deviated well VSP ray tracing. Through numerical tests, not only the availability of 3-D well deviated well VSP multi-wave records, and obtain the distribution of reflection points, superimposed frequ
7、ency distribution, the incident angle distribution, AVA characteristics and so on. All of these parameters have application value in 3-D deviated well VSP geometry designing, reservoir characterization analyzing and parameter inversion. In this study, three aspects: First, any complex layered media-
8、ray forward modeling methods; the second part is that a complex multi-layered media three-dimensional deviated VSP forward ray-tracing; the third part is analysis and application the parameters of 3-D deviated well VSP multi-wave forward ray-tracing From the Eikonal equation, this paper study iterat
9、ion segment by segment ray tracing that can adapt to any complex layered media. This method is based on Snell theorem and Fermats principle .The main idea is by use of one-order Taylor incomplete expansion to expand Travel time equation, and ignore the second entry point to get a computational refle
10、ction (transmission point) formula. Starting from an arbitrary given initial ray path, ray-t racing is iteratively calculated segment by segment. The procedure is kept on until the sum of adjustment quantity in the whole path is in the range of precision. Formula contains only include add, subtract,
11、 multiply, divide calculated to improve the computational efficiency. In complex multi-layered media three-dimensional inclined VSP forward ray-tracing, through the horizontally layered model, tilted layered model and a random fluctuation layered media model modeling, iteration segment by segment to
12、 realize 3-D deviated well VSP ray tracing in the application of results; by using the 成都理工大学硕士学位论文 IV ray path and the AVA to analyze the methods feasibility and effectiveness in 3D VSP ray tracing forward. 3-D VSP ray-trace forwarding can get reflected point coverage of the reflective layer, the n
13、umber of covering and angle of incidence. These parameters have a significant role on the 3D deviated VSP survey design. By studying the change of the distribution of shot, shot missing, shot distance, depth and distance of receiver points in the purpose of the different depth layers of the P wave a
14、nd P-SV wave reflection point coverage and frequency of change, provide the basis for three-dimensional deviated VSP survey designing to select the best parameters. Forward ray tracing applications: using P6 QK 18-2 oil field wells 3D observation system, forward the stratigraphic model of this regio
15、n, and analyze this models VSP wave field characteristics, and different depth layers covering of the frequency and incidence angle distribution, and characteristics of the AVA. Key words: deviated well, 3-D VSP, iteration segment by segment, VSP geometry 独创性声明独创性声明独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行
16、的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得 成都理工大学 或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的人员对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 成都理工大学 有关保留、 使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和 借阅。本人授权 成都理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名： 学位论文作者导师签名： 年 月 日
