41卷第3期 声 学 技 术 Vol.41, No.3 2022年6月 Technical Acoustics Jun., 2022 引用格式：曹雪砷, 高建磊, 刘可禹, 等. 三维超声地震模型实时成像系统[J]. 声学技术, 2022, 41(3): 397-402. [CAO Xueshen, GAO Jianlei, LIU Keyu, et al. A real-time imaging system of 3D ultrasonic seismic model[J]. Technical Acoustics, 2022, 41(3): 397-402.] DOI: 10.16300/ki.1000- 3630.2022.03.013
三维超声地震模型实时成像系统
曹雪砷1,5，高建磊2，刘可禹2,3，陈 浩1,4,5，王秀明1,4,5 (1. 中国科学院声学研究所声场与声信息国家重点实验室，北京100190；2. 中国石油大学(华东)深层油气重点实验室，山东青岛266580；3. 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室，山东青岛266071；4. 中国科学院大学，北京100049； 5. 北京市海洋深部钻探测量工程技术研究中心，北京100190) 摘要：室内水槽实验是研究地质沉积过程及其演化规律的重要手段，高精度获取沉积过程中的地质体的变化是这类模拟实验非常关键的环节。文章介绍了新研制的三维超声地震模型实时成像系统的主要组成及关键技术。该系统用于模拟海上地震，可以在沉积实验后通过快速测量及对数据的实时偏移处理与成像可以获取变化的多层复杂地质模型动态图像，极大地提高了实验效率和成像精度。该系统具有良好的实时性、成像质量以及探测范围，在对研究地质沉积、海洋地质以及三维地震模型研究等方面有着广泛应用前景。 关键词：地震模型；三维超声；实时成像 中图分类号：TB559 文献标志码：A 文章编号：1000-3630(2022)-03-0397-06 A real-time imaging system of 3D ultrasonic seismic model CAO Xueshen1,5, GAO Jianlei2, LIU Keyu2,3, CHEN Hao1,4,5, WANG Xiuming1,4,5 (1. State Key Laboratory of Acoustics, Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 2. Key Laboratory of Deep Oil and Gas, China University Petroleum (East China), Qingdao 266500, Shandong, China; 3. Laboratory for Marine Mineral Resources, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266071, Shandong, China; 4. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 5. Beijing Engineering Research Center of sea deep drilling and exploration, Beijing 100190, China) Abstract: The indoor flume experiment is an important means to study the geological deposition process and its evolu-tionary regularity, and how to measure the change of geological body in the deposition process accurately is a key link in this kind of simulation experiment. In this paper, the main components and key technologies of the newly developed real-time imaging system of 3D ultrasonic seismic model are introduced. This system is used to simulate marine earthquakes, and can obtain dynamic images of multi-layer complex geological models by rapid measurements and the real-time data migration and imaging after deposition experiments, therefore, the experimental efficiency and imaging ac-curacy is greatly improved. The system has good real-time performance, imaging quality and detection range, and has broad application prospects in the researches on geological deposition, marine geology and three-dimensional seismic model. Key words: seismic model; three dimensional ultrasound; real-time imaging 0 引 言1
第３０卷第５期 ２００８年ｌＯ月 西南石油大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏ１．３０ Ｎｏ．５ ０ｃｔ． ２ｏｏ８
文章编号：１０００—２６３４（２００８）０５—００８５—０３
基于双线性插值的三维地震波旅行时计算
彭直兴，沈忠民
（成都理工大学能源学院，四川成都６１００５９）
摘要：针对地震波射线追踪方法中有效计算地震波旅行时及提高计算精度的问题，为克服传统射线追踪算法（即初 值问题的试射法和边值问题的弯曲法）的不足，对三维介质模型下的地震波旅行时进行了研究。在线性插值计算二 维地震波旅行时射线追踪方法（ＬＴＩ）的基础上，探索出了一种基于双线性插值计算三维地震波旅行时的方法原理，并 推导了相应的计算公式。通过数值模拟计算、与解析解的对比，不仅证明了该方法原理的正确性，而且还证明了该方 法原理具有较高的计算精度。 关键词：射线追踪；地震波旅行时；双线性插值；三维结构；数值模拟 中图分类号：ＴＥｌ５１；Ｐ６３１．４ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３８６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—２６３４．２００８．０５．０１８
引 言
射线追踪方法是一种快速、有效的波场近似计 算方法，广泛应用于波场正演模拟、偏移成像、层析 成像等地震信号处理领域¨ Ｊ。其中地震波旅行时
的计算是射线追踪方法的重要内容，旅行时计算的
精度直接影响着正演模拟和层析成像的准确程 度 Ｊ。因此，如何有效地计算及提高地震波旅行时
精度倍受关注。 传统的射线追踪算法，即初值问题的试射法 （Ｓｈｏｏｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）和边值问题的弯曲法（Ｂｅｎｄｉｎｇ
ｍｅｔｈｏｄ），往往会收敛到一个局部最小旅行时路径， 难以找到全局最小解，也不能处理射线盲区以及临 界折射波和绕射波对应的最小旅行时路径 Ｊ。近
十几年来，人们致力于发展能克服这些缺点的波前
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地震勘探缩写术语
2-D Two Dimensional 二维。
3-C Three Component 三分量。
3C3D 三分量三维。
3-D Three Dimensional三维。
9-C Nine Component 九分量。3分量震源╳3分量检波器=九分量。
9C3D 九分量三维。
A/D Analog to Digital模数转换。
AGC Automatic Gain Control 自动增益控制。
AVA Amplitude Variation With Angle 振幅随采集平面的方位角的变化。
AVO Amplitude Variation With Offset 振幅随偏移距的变化。
AVOA 振幅随炮检距和方位角的变化。
CDP Common Depth Point 共深度点。
CDPS Common Depth Point Stack共深度点迭加。
CMP Common Mid Point 共反射面元。共中心点。
CPU Central Processing Unit 中央控制单元。
CRP Common Reflection Point 共反射点。
D/A Digital to Analog 数模转换。
d B/octa d B/octve 分贝/倍频程。
DMO Dip Moveout Processing 倾角时差校正。
G波 G-wave 一种长周期（40—300秒）的拉夫波。通常只限于海上传播。
H波 H-wave 水力波。
IFP Instantaneous Floating Point 仪器上的瞬时沸点放大器。
K波 K-wave 地核中传播的一种P波。
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射线追踪井中地震VSP模型正演模拟
作者：陆振贤
来源：《中国科技博览》2014年第15期
[摘 要]在分析井中VSP地震观测系统特点的基础上，对观测到的地震波类型和特征作了阐释，分析了几种VSP模型（水平界面模型、倾斜界面模型、变偏移距模型、不同深度检波点模型）的射线追踪记录以及合成记录，利用射线追踪方法进行正演模拟，得到正演结果，并研究地震波的运动学特征。得出一些规律：钻孔穿过地层的数量等于合成记录上上行波和下行波的交点的数量；利用P波进行射线追踪和用转换波追踪其合成记录有差别，即转换波对VSP合成记录有影响；不同倾角的岩层对VSP上行波、下行波的走时特征和能量特征有影响；VSP合成记录的水平分量上会出现反极性现象，这与理论相一致。
[关键词]井中VSP地震观测系统；射线追踪；正演模型；合成记录
中图分类号：P315.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0001-01
在国内，朱光明等（1985）发表了零偏移距VSP射线追踪模型，接着在1986年又发表了VSP非零偏移距任意界面渐进射线追踪模型；王成礼（1996）提出了垂直入射斜井VSP的正演模型；胡建平（1998）发表了变偏移距VSP射线追踪模型；卞爱飞等（2006）提出了基于体元模型的三维VSP射线追踪；笔者用射线追踪的方法对VSP模型进行正演用以研究地震波与钻井穿透地层的关系，倾斜地层对地震波的影响，转换波对VSP合成记录的影响以及VSP合成记录的水平分量出现的反极性现象。
1 VSP的基本特征
为VSP观测系统。与地面地震相比，VSP资料信噪比高，分辨率高，波的运动学和动力学特征明显。VSP技术可以为地面地震资料处理、解释提供精确的时深转换及速度模型，可为零相位子波分析提供支持，能可靠地识别地震反射层层位，改善地面地震资料解释效果。
