一种确定地震波走时的方法及装置
阅读：591发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种确定地震波走时的方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 实施例 公开了一种确定 地震 波 走时的方法及装置。所述方法包括：根据第一 地层 介质的传播速度和炮点到第一地层介质与第二地层介质之间的分界面的距离，确定第一地层介质对应的直达波走时，根据第二地层介质的传播速度、炮点到检波点的距离和炮点到分界面的距离，确定第二地层介质对应的直达波走时，根据第一地层介质的传播速度和地层介质的厚度，确定第一地层介质对应的垂直双程旅行时；基于第一地层介质对应的直达波走时和第二地层介质对应的直达波走时，分别确定多个走时关联系数；根据多个走时关联系数和垂直双程旅行时，确定目标 地震波 走时。本申请实施例提供的技术方案，可以提高在横向变速介质的情况下计算地震波走时的效率。，下面是一种确定地震波走时的方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种确定地震波走时的方法，其特征在于，提供有目的工区中地层反射界面的速度与深度模型；其中，所述速度与深度模型中包括沿水平方向相邻且地震波传播速度不同的第一地层介质和第二地层介质，以及地层介质的厚度；所述第一地层介质和所述第二地层介质的上方分别设置有炮点和检波点；所述方法包括：
根据所述第一地层介质的传播速度和炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离，确定所述第一地层介质对应的直达波走时，根据所述第二地层介质的传播速度、所述炮点到检波点的距离和所述炮点到所述分界面的距离，确定所述第二地层介质对应的直达波走时，以及根据所述第一地层介质的传播速度和所述地层介质的厚度，确定所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时；
基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，分别确定多个走时关联系数；
根据所述多个走时关联系数和所述垂直双程旅行时，确定目标地震波走时。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别确定多个走时关联系数，包括：
基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，分别确定多个直达波交叉走时；
根据所述多个直达波交叉走时，分别所述确定多个走时关联系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多个直达波交叉走时中包括零阶直达波交叉走时、一阶直达波交叉走时、二阶直达波交叉走时、三阶直达波交叉走时、四阶直达波交叉走时和五阶直达波交叉走时；相应的，采用下述公式分别确定所述多个直达波交叉走时：
其中，τn表示所述多个直达波交叉走时中的第n阶直达波交叉走时，n＝0,1,2,3,4,5，当n＝0时，τ0表示所述零阶直达波交叉走时，当n＝1时，τ1表示所述一阶直达波交叉走时，当n＝2时，τ2表示所二阶直达波交叉走时，n＝3时，τ3表示所述三阶直达波交叉走时，n＝4时，τ4表示所述四阶直达波交叉走时，n＝5时，τ5表示所述五阶直达波交叉走时；td表示所述第一地层介质对应的直达波走时，tx表示所述第二地层介质对应的直达波走时，V1表示所述第一地层介质的传播速度，V2表示所述第二地层介质的传播速度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多个走时关联系数中包括零阶偏移走时关联系数、一阶偏移走时关联系数、二阶偏移走时关联系数、三阶偏移走时关联系数、四阶偏移走时关联系数和五阶偏移走时关联系数；相应的，分别确定多个走时关联系数，包括：
根据所述零阶直达波交叉走时确定所述零阶偏移走时关联系数；
根据所述零阶直达波交叉走时和所述一阶直达波交叉走时确定所述一阶偏移走时关联系数；
根据所述零阶直达波交叉走时、所述一阶直达波交叉走时和所述二阶直达波交叉走时，确定所述二阶偏移走时关联系数；
根据所述零阶直达波交叉走时、所述一阶直达波交叉走时、所述二阶直达波交叉走时和所述三阶直达波交叉走时，确定所述三阶偏移走时关联系数；
根据所述零阶直达波交叉走时、所述一阶直达波交叉走时、所述二阶直达波交叉走时、所述三阶直达波交叉走时和所述四阶直达波交叉走时，确定所述四阶偏移走时关联系数；
根据所述零阶直达波交叉走时、所述一阶直达波交叉走时、所述二阶直达波交叉走时、所述三阶直达波交叉走时、所述四阶直达波交叉走时和所述五阶偏移走时关联系数，确定所述五阶偏移走时关联系数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用下述公式确定所述零阶偏移走时关联系数：
其中，β0表示所述零阶偏移走时关联系数，τ0表示所述零阶直达波交叉走时；
采用下述公式确定所述一阶偏移走时关联系数：
其中，β1表示所述一阶偏移走时关联系数，τ1表示所述一阶直达波交叉走时；
采用下述公式确定所述二阶偏移走时关联系数：
其中，β2表示所述二阶偏移走时关联系数，τ2表示所述二阶直达波交叉走时；
采用下述公式确定所述三阶偏移走时关联系数：
其中，β3表示所述三阶偏移走时关联系数，τ3表示所述三阶直达波交叉走时；
采用下述公式确定所述四阶偏移走时关联系数：
其中，β4表示所述四阶偏移走时关联系数，τ4表示所述四阶直达波交叉走时；
采用下述公式确定所述五阶偏移走时关联系数：
其中，β5表示所述五阶偏移走时关联系数，τ5表示所述五阶直达波交叉走时。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用下述公式确定所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时：
其中，t0表示所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时，V1表示所述第一地层介质的传播速度，h表示所述地层介质的厚度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用下述公式确定所述第一地层介质对应的直达波走时：
其中，td表示所述第一地层介质对应的直达波走时，V1表示所述第一地层介质的传播速度，d表示所述炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用下述公式确定所述第二地层介质对应的直达波走时：
其中，tx表示所述第二地层介质对应的直达波走时，V2表示所述第二地层介质的传播速度，x表示所述炮点到检波点的距离，d表示所述炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用下述公式确定目标地震波走时：
其中，t表示所述目标地震波走时，β0、β1、β2、β3、β4和β5分别表示所述多个走时关联系数中包括的零阶偏移走时关联系数、一阶偏移走时关联系数、二阶偏移走时关联系数、三阶偏移走时关联系数、四阶偏移走时关联系数和五阶偏移走时关联系数，t0表示所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时。
10.一种确定地震波走时的装置，其特征在于，所述装置提供目的工区中地层反射界面的速度与深度模型；其中，所述速度与深度模型中包括沿水平方向相邻且地震波传播速度不同的第一地层介质和第二地层介质，以及地层介质的厚度；所述第一地层介质和所述第二地层介质的上方分别设置有炮点和检波点；所述装置包括：直达波走时确定模块、走时关联系数确定模块和地震波走时确定模块；其中，
所述直达波走时确定模块，用于根据所述第一地层介质的传播速度和炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离，确定所述第一地层介质对应的直达波走时，根据所述第二地层介质的传播速度、所述炮点到检波点的距离和所述炮点到所述分界面的距离，确定所述第二地层介质对应的直达波走时，以及根据所述第一地层介质的传播速度和所述地层介质的厚度，确定所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时；
所述走时关联系数确定模块，用于基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，分别确定多个走时关联系数；
所述地震波走时确定模块，用于根据所述多个走时关联系数和所述垂直双程旅行时，确定目标地震波走时。
一种确定地震波走时的方法及装置
技术领域
背景技术
[0002] 随着地震勘探技术的发展，油气勘探的难度和深度也越来越大，对地震资料的信噪比和分辨率要求也越来越高。在地震数据采集时，由震源(炮点)激发，会产生一个地震子波，这个地震子波在地下介质中向下传播，当遇到一个反射界面时，地震子波会发生反射和透射，一部分地震子波的能量反射后改变方向，向上传播，到达地面接收点，并被布设在地面接收点的检波器接收。地下不同反射界面所发生的反射，依次会向地表传播，在地面的检波器会依次接收到这些地下反射的地震子波，构成了检波器记录的地震数据。
[0003] 地震波走时是指地震波从震源传到接收点所经过的时间。而地震波走时计算是地震数据处理技术中一个非常重要的技术，在地震数据处理方法中，许多技术都涉及到走时计算，例如，叠后时间偏移、叠后深度偏移、叠前时间偏移、叠前深度偏移、动校正、速度分析、层析反演、正演模拟等技术。其中，偏移处理的过程主要是根据已经建立的地下反射界面的深度-速度模型，计算地震子波从炮点传播到地下反射界面再返回到地面接收点的走时，然后，根据所计算的走时和地震数据记录到的地震子波，反演地下反射界面的真实位置。因此，走时计算是偏移处理最为关键的技术。
[0004] 目前，常规偏移处理(包括叠前、叠后、时间和深度偏移等)中的地震波走时通常采用射线追踪方法来计算。该方法的主要过程是首先对地下反射界面的深度-速度模型进行网格化处理，然后在每个网格上进行走时计算。然而，针对水平层状介质横向速度变化的情况，该方法采用的网格较小，计算费时，不能满足实际数据处理需要。发明内容
[0005] 本申请实施例的目的是提供一种确定地震波走时的方法及装置，以提高在横向变速介质的情况下计算地震波走时的效率。
[0006] 为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种确定地震波走时的方法及装置是这样实现的：
[0007] 一种确定地震波走时的方法，提供有目的工区中地层反射界面的速度与深度模型；其中，所述速度与深度模型中包括沿水平方向相邻且地震波传播速度不同的第一地层介质和第二地层介质，以及地层介质的厚度；所述第一地层介质和所述第二地层介质的上方分别设置有炮点和检波点；所述方法包括：
[0008] 根据所述第一地层介质的传播速度和炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离，确定所述第一地层介质对应的直达波走时，根据所述第二地层介质的传播速度、所述炮点到检波点的距离和所述炮点到所述分界面的距离，确定所述第二地层介质对应的直达波走时，以及根据所述第一地层介质的传播速度和所述地层介质的厚度，确定所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时；
[0009] 基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，分别确定多个走时关联系数；
[0010] 根据所述多个走时关联系数和所述垂直双程旅行时，确定目标地震波走时。
[0011] 优选方案中，分别确定多个走时关联系数，包括：
[0012] 基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，分别确定多个直达波交叉走时；
[0013] 根据所述多个直达波交叉走时，分别所述确定多个走时关联系数。
[0014] 优选方案中，所述多个直达波交叉走时中包括零阶直达波交叉走时、一阶直达波交叉走时、二阶直达波交叉走时、三阶直达波交叉走时、四阶直达波交叉走时和五阶直达波交叉走时；相应的，采用下述公式分别确定所述多个直达波交叉走时：
[0015]
[0016] 其中，τn表示所述多个直达波交叉走时中的第n阶直达波交叉走时，n＝0,1,2,3,4,5，当n＝0时，τ0表示所述零阶直达波交叉走时，当n＝1时，τ1表示所述一阶直达波交叉走时，当n＝2时，τ2表示所二阶直达波交叉走时，n＝3时，τ3表示所述三阶直达波交叉走时，n＝
4时，τ4表示所述四阶直达波交叉走时，n＝5时，τ5表示所述五阶直达波交叉走时；td表示所述第一地层介质对应的直达波走时，tx表示所述第二地层介质对应的直达波走时，V1表示所述第一地层介质的传播速度，V2表示所述第二地层介质的传播速度。
4时，τ4表示所述四阶直达波交叉走时，n＝5时，τ5表示所述五阶直达波交叉走时；td表示所述第一地层介质对应的直达波走时，tx表示所述第二地层介质对应的直达波走时，V1表示所述第一地层介质的传播速度，V2表示所述第二地层介质的传播速度。
[0017] 优选方案中，所述多个走时关联系数中包括零阶偏移走时关联系数、一阶偏移走时关联系数、二阶偏移走时关联系数、三阶偏移走时关联系数、四阶偏移走时关联系数和五阶偏移走时关联系数；相应的，分别确定多个走时关联系数，包括：
[0018] 根据所述零阶直达波交叉走时确定所述零阶偏移走时关联系数；
[0019] 根据所述零阶直达波交叉走时和所述一阶直达波交叉走时确定所述一阶偏移走时关联系数；
[0020] 根据所述零阶直达波交叉走时、所述一阶直达波交叉走时和所述二阶直达波交叉走时，确定所述二阶偏移走时关联系数；
[0021] 根据所述零阶直达波交叉走时、所述一阶直达波交叉走时、所述二阶直达波交叉走时和所述三阶直达波交叉走时，确定所述三阶偏移走时关联系数；
[0022] 根据所述零阶直达波交叉走时、所述一阶直达波交叉走时、所述二阶直达波交叉走时、所述三阶直达波交叉走时和所述四阶直达波交叉走时，确定所述四阶偏移走时关联系数；
[0023] 根据所述零阶直达波交叉走时、所述一阶直达波交叉走时、所述二阶直达波交叉走时、所述三阶直达波交叉走时、所述四阶直达波交叉走时和所述五阶偏移走时关联系数，确定所述五阶偏移走时关联系数。
[0024] 优选方案中，采用下述公式确定所述零阶偏移走时关联系数：
[0025]
[0026] 其中，β0表示所述零阶偏移走时关联系数，τ0表示所述零阶直达波交叉走时；
[0027] 采用下述公式确定所述一阶偏移走时关联系数：
[0028]
[0029] 其中，β1表示所述一阶偏移走时关联系数，τ1表示所述一阶直达波交叉走时；
[0030] 采用下述公式确定所述二阶偏移走时关联系数：
[0031]
[0032] 其中，β2表示所述二阶偏移走时关联系数，τ2表示所述二阶直达波交叉走时；
[0033] 采用下述公式确定所述三阶偏移走时关联系数：
[0034]
[0035] 其中，β3表示所述三阶偏移走时关联系数，τ3表示所述三阶直达波交叉走时；
[0036] 采用下述公式确定所述四阶偏移走时关联系数：
[0037]
[0038] 其中，β4表示所述四阶偏移走时关联系数，τ4表示所述四阶直达波交叉走时；
[0039] 采用下述公式确定所述五阶偏移走时关联系数：
[0040]
[0041] 其中，β5表示所述五阶偏移走时关联系数，τ5表示所述五阶直达波交叉走时。
[0042] 优选方案中，采用下述公式确定所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时：
[0043]
[0044] 其中，t0表示所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时，V1表示所述第一地层介质的传播速度，h表示所述地层介质的厚度。
[0045] 优选方案中，采用下述公式确定所述第一地层介质对应的直达波走时：
[0046]
[0047] 其中，td表示所述第一地层介质对应的直达波走时，V1表示所述第一地层介质的传播速度，d表示所述炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离。
[0048] 优选方案中，采用下述公式确定所述第二地层介质对应的直达波走时：
[0049]
[0050] 其中，tx表示所述第二地层介质对应的直达波走时，V2表示所述第二地层介质的传播速度，x表示所述炮点到检波点的距离，d表示所述炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离。
[0051] 优选方案中，采用下述公式确定目标地震波走时：
[0052]
[0053] 其中，t表示所述目标地震波走时，β0、β1、β2、β3、β4和β5分别表示所述多个走时关联系数中包括的零阶偏移走时关联系数、一阶偏移走时关联系数、二阶偏移走时关联系数、三阶偏移走时关联系数、四阶偏移走时关联系数和五阶偏移走时关联系数，t0表示所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时。
[0054] 一种确定地震波走时的装置，所述装置提供目的工区中地层反射界面的速度与深度模型；其中，所述速度与深度模型中包括沿水平方向相邻且地震波传播速度不同的第一地层介质和第二地层介质，以及地层介质的厚度；所述第一地层介质和所述第二地层介质的上方分别设置有炮点和检波点；所述装置包括：直达波走时确定模块、走时关联系数确定模块和地震波走时确定模块；其中，
[0055] 所述直达波走时确定模块，用于根据所述第一地层介质的传播速度和炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离，确定所述第一地层介质对应的直达波走时，根据所述第二地层介质的传播速度、所述炮点到检波点的距离和所述炮点到所述分界面的距离，确定所述第二地层介质对应的直达波走时，以及根据所述第一地层介质的传播速度和所述地层介质的厚度，确定所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时；
[0056] 所述走时关联系数确定模块，用于基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，分别确定多个走时关联系数；
[0057] 所述地震波走时确定模块，用于根据所述多个走时关联系数和所述垂直双程旅行时，确定目标地震波走时。
[0058] 由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的确定地震波走时的方法及装置，可以直接所述第一地层介质对应的直达波走时、所述第二地层介质对应的直达波走时和所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时，并可以基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，直接计算多个走时关联系数，可以直接根据所述多个走时关联系数和所述垂直双程旅行时，计算目标地震波走时。如此，针对横向变速介质的情况，采用本申请方法无需进行网格化处理，便可以直接计算地震波走时，从而可以减少计算量，提高在横向变速介质的情况下计算地震波走时的效率。附图说明
[0059] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0060] 图1是本申请一种确定地震波走时的方法实施例的流程图；
[0061] 图2是本申请实施例中近偏移距对应的速度与深度模型的示意图；
[0062] 图3是本申请实施例中远偏移距对应的速度与深度模型的示意图；
[0063] 图4是本申请实施例中基于模型1计算的地震波走时的示意图；
[0064] 图5是本申请实施例中基于模型2计算的地震波走时的示意图；
[0065] 图6是本申请实施例中基于模型3计算的地震波走时的示意图；
[0066] 图7是本申请实施例中基于模型4计算的地震波走时的示意图；
[0067] 图8是本申请确定地震波走时的装置的一种实施例的组成结构示意图；
[0068] 图9是本申请确定地震波走时的装置的另一种实施例的组成结构示意图。
具体实施方式
[0069] 本申请实施例提供一种确定地震波走时的方法及装置。
[0070] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0071] 本申请实施例提供了一种确定地震波走时的方法。所述确定地震波走时的方法可以提供有目的工区中地层反射界面的速度与深度模型；其中，所述速度与深度模型中包括沿水平方向相邻且地震波传播速度不同的第一地层介质和第二地层介质，以及地层介质的厚度；所述第一地层介质和所述第二地层介质的上方分别设置有炮点和检波点。
[0072] 在本实施方式中，地震波走时可以是指地震子波从炮点传播到地下反射界面再返回到地面接收点的走时。例如，在地震数据采集时，由炮点激发，会产生一个地震子波，这个地震子波在地下介质中向下传播，当遇到一个反射界面时，地震子波会发生反射和透射，一部分地震子波的能量反射后改变方向，向上传播，到达地面接收点，并被布设在地面接收点的检波器接收。
[0073] 在本实施方式中，针对所述目的工区中地层反射界面的速度与深度模型，所述速度与深度模型中可以包括沿水平方向相邻的两个地层介质，分别为第一地层介质和第二地层基质。其中，所述第一地层介质和所述第二地层介质的地震波传播速度不同。所述第一地层介质和所述第二地层介质的上方分别设置有炮点和检波点。这样，从炮点激发的地震子波在遇到所述第一地层介质和所述第二地层介质之间的分界面时，地震波会发生反射和投射，一部分地震子波的能量投射后改变方向，向上传播，到达地面接收点。
[0074] 在本实施方式中，所述速度与深度模型可以是水平层状模型。在该水平层状模型中，所述第一地层介质和第二地层介质相邻，且地层介质厚度相同。
[0075] 图1是本申请一种确定地震波走时的方法实施例的流程图。如图1所示，所述确定地震波走时的方法，包括以下步骤。
[0076] 步骤S101：根据所述第一地层介质的传播速度和炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离，确定所述第一地层介质对应的直达波走时，根据所述第二地层介质的传播速度、所述炮点到检波点的距离和所述炮点到所述分界面的距离，确定所述第二地层介质对应的直达波走时，以及根据所述第一地层介质的传播速度和所述地层介质的厚度，确定所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时。
[0077] 在本实施方式中，可以采用下述公式确定所述第一地层介质对应的直达波走时：
[0078]
[0079] 其中，td表示所述第一地层介质对应的直达波走时，V1表示所述第一地层介质的传播速度，d表示所述炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离。
[0080] 在本实施方式中，可以采用下述公式确定所述第二地层介质对应的直达波走时：
[0081]
[0082] 其中，tx表示所述第二地层介质对应的直达波走时，V2表示所述第二地层介质的传播速度，x表示所述炮点到检波点的距离，d表示所述炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离。
[0083] 在本实施方式中，可以采用下述公式确定所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时：
[0084]
[0085] 其中，t0表示所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时，V1表示所述第一地层介质的传播速度，h表示所述地层介质的厚度。
[0086] 例如，图2和图3分别是本申请实施例中近偏移距对应的速度与深度模型、远偏移距对应的速度与深度模型的示意图。对于图2中的模型，S表示炮点，R表示接收点，即检波点，C表示介质1与介质3之间的反射点，D表示介质1和介质2之间的透射点，EF表示介质1和介质2之间的分界面，d表示炮点S到介质1与介质2之间的分界面EF的距离，h表示介质1或介质2的厚度，x表示炮点S到检波点R的距离，θ1和θ2分别表示反射角和投射角。对于图3中的模型，θ1和θ2分别表示第一入射角和第二入射角。其中，介质1、介质2和介质3分别表示所述速度与深度模型中的第一地层介质、第二地层介质和第三地层介质。由图2和图3，均可以按照上述公式直接分别确定所述第一地层介质对应的直达波走时td、所述第二地层介质对应的直达波走时tx和所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时t0。
[0087] 步骤S102：基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，分别确定多个走时关联系数。
[0088] 在本实施方式中，基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，分别确定多个走时关联系数，具体可以包括，可以基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，分别确定多个直达波交叉走时。可以根据所述多个直达波交叉走时，分别所述确定多个走时关联系数。
[0089] 在本实施方式中，所述多个直达波交叉走时中可以包括零阶直达波交叉走时、一阶直达波交叉走时、二阶直达波交叉走时、三阶直达波交叉走时、四阶直达波交叉走时和五阶直达波交叉走时。相应的，可以采用下述公式分别确定所述多个直达波交叉走时：
[0090]
[0091] 其中，τn表示所述多个直达波交叉走时中的第n阶直达波交叉走时，n＝0,1,2,3,4,5，当n＝0时，τ0表示所述零阶直达波交叉走时，当n＝1时，τ1表示所述一阶直达波交叉走时，当n＝2时，τ2表示所二阶直达波交叉走时，n＝3时，τ3表示所述三阶直达波交叉走时，n＝
4时，τ4表示所述四阶直达波交叉走时，n＝5时，τ5表示所述五阶直达波交叉走时；td表示所述第一地层介质对应的直达波走时，tx表示所述第二地层介质对应的直达波走时，V1表示所述第一地层介质的传播速度，V2表示所述第二地层介质的传播速度。
4时，τ4表示所述四阶直达波交叉走时，n＝5时，τ5表示所述五阶直达波交叉走时；td表示所述第一地层介质对应的直达波走时，tx表示所述第二地层介质对应的直达波走时，V1表示所述第一地层介质的传播速度，V2表示所述第二地层介质的传播速度。
[0092] 在本实施方式中，所述多个走时关联系数中可以包括零阶偏移走时关联系数、一阶偏移走时关联系数、二阶偏移走时关联系数、三阶偏移走时关联系数、四阶偏移走时关联系数和五阶偏移走时关联系数。相应的，分别确定多个走时关联系数，具体可以包括以下步骤：
[0093] S1：根据所述零阶直达波交叉走时确定所述零阶偏移走时关联系数；
[0094] S2：根据所述零阶直达波交叉走时和所述一阶直达波交叉走时确定所述一阶偏移走时关联系数；
[0095] S3：根据所述零阶直达波交叉走时、所述一阶直达波交叉走时和所述二阶直达波交叉走时，确定所述二阶偏移走时关联系数；
[0096] S4：根据所述零阶直达波交叉走时、所述一阶直达波交叉走时、所述二阶直达波交叉走时和所述三阶直达波交叉走时，确定所述三阶偏移走时关联系数；
[0097] S5：根据所述零阶直达波交叉走时、所述一阶直达波交叉走时、所述二阶直达波交叉走时、所述三阶直达波交叉走时和所述四阶直达波交叉走时，确定所述四阶偏移走时关联系数；
[0098] S6：根据所述零阶直达波交叉走时、所述一阶直达波交叉走时、所述二阶直达波交叉走时、所述三阶直达波交叉走时、所述四阶直达波交叉走时和所述五阶偏移走时关联系数，确定所述五阶偏移走时关联系数。
[0099] 在本实施方式中，可以采用下述公式确定所述零阶偏移走时关联系数：
[0100]
[0101] 其中，β0表示所述零阶偏移走时关联系数，τ0表示所述零阶直达波交叉走时；
[0102] 可以采用下述公式确定所述一阶偏移走时关联系数：
[0103]
[0104] 其中，β1表示所述一阶偏移走时关联系数，τ1表示所述一阶直达波交叉走时；
[0105] 可以采用下述公式确定所述二阶偏移走时关联系数：
[0106]
[0107] 其中，β2表示所述二阶偏移走时关联系数，τ2表示所述二阶直达波交叉走时；
[0108] 可以采用下述公式确定所述三阶偏移走时关联系数：
[0109]
[0110] 其中，β3表示所述三阶偏移走时关联系数，τ3表示所述三阶直达波交叉走时；
[0111] 可以采用下述公式确定所述四阶偏移走时关联系数：
[0112]
[0113] 其中，β4表示所述四阶偏移走时关联系数，τ4表示所述四阶直达波交叉走时；
[0114] 可以采用下述公式确定所述五阶偏移走时关联系数：
[0115]
[0116] 其中，β5表示所述五阶偏移走时关联系数，τ5表示所述五阶直达波交叉走时。
[0117] 步骤S103：根据所述多个走时关联系数和所述垂直双程旅行时，确定目标地震波走时。
[0118] 在本实施方式中，可以采用下述公式确定目标地震波走时：
[0119]
[0120] 其中，t表示所述目标地震波走时，β0、β1、β2、β3、β4和β5分别表示所述多个走时关联系数中包括的零阶偏移走时关联系数、一阶偏移走时关联系数、二阶偏移走时关联系数、三阶偏移走时关联系数、四阶偏移走时关联系数和五阶偏移走时关联系数，t0表示所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时。
[0121] 下面通过一个具体实施例来说明所述多个走时关联系数和所述目标地震波走时的确定方法。
[0122] 根据如图2所示的模型，可以有
[0123]
[0124]
[0125]
[0126] 地震波从炮点S到接收点R的走时可以表示为：
[0127]
[0128] 从炮点S到介质1与介质2之间的分界面EF的距离可以表示为：
[0129]
[0130] 在界面处，根据斯奈尔定律，可以有
[0131]
[0132] 可以定义射线参数p为：
[0133]
[0134] 则有
[0135] cosθ1＝pV1
[0136] sinθ2＝pV2
[0137]
[0138]
[0139] 这样，将公式(5)分别代入公式(2)和公式(3)中，则有
[0140]
[0141]
[0142] 类似地，根据如图3所示的模型，也可以有
[0143]
[0144]
[0145]
[0146] 地震波从炮点S到接收点R的走时还可以表示为：
[0147]
[0148] 从炮点S到介质1与介质2之间的分界面的距离还可以表示为：
[0149] d＝2hctgθ1-(x-d)ctgθ1ctgθ2 (11)
[0150] 同样，在界面处，根据斯奈尔定律，也可以有
[0151]
[0152] 也可以定义射线参数p为：
[0153]
[0154] 则有
[0155] sinθ1＝pV1
[0156] cosθ2＝pV2
[0157]
[0158]
[0159] 这样，将公式(12)分别代入公式(10)和公式(11)中，则有
[0160]
[0161]
[0162] 可以看出，公式(14)和公式(7)相同，公式(15)与公式(8)相同，这样，两种模型具有相同的地震波走时表达式。
[0163] 令
[0164]
[0165]
[0166]
[0167] 其中，t0表示所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时，单位为秒(s)，V1表示所述第一地层介质的传播速度，单位为米/秒(m/s)，V2表示所述第二地层介质的传播速度，单位为米/秒(m/s)，h表示所述地层介质的厚度，单位为米(m)，td表示所述第一地层介质对应的直达波走时，单位为s，d表示所述炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离，单位为m，tx表示所述第二地层介质对应的直达波走时，单位为s，x表示所述炮点到检波点的距离，单位为米。
[0168] 这样，公式(14)和公式(15)成为
[0169]
[0170]
[0171] 由于
[0172]
[0173]
[0174] 将公式(21)和(22)代入公式(20)，有
[0175]
[0176] 将公式(23)两边平方，有
[0177]
[0178] 将公式(21)和(22)代入公式(19)，有
[0179]
[0180] 将公式(25)两边平方，有
[0181]
[0182] 将公式(25)两边四次方，有
[0183]
[0184] 将公式(25)两边六次方，有
[0185]
[0186] 将公式(25)两边八次方，有
[0187]
[0188] 将公式(25)两边十次方，有
[0189]
[0190] 令
[0191]
[0192] 由公式(26)～(31)，有
[0193] β0＝(td+tx)2 (32)
[0194]
[0195]
[0196]
[0197]
[0198]
[0199] 可以定义n阶直达波交叉走时τn为：
[0200]
[0201] 其中，n＝0,1,2,3,4,5，当n＝0时，τ0表示所述零阶直达波交叉走时，当n＝1时，τ1表示所述一阶直达波交叉走时，当n＝2时，τ2表示所二阶直达波交叉走时，n＝3时，τ3表示所述三阶直达波交叉走时，n＝4时，τ4表示所述四阶直达波交叉走时，n＝5时，τ5表示所述五阶直达波交叉走时；td表示所述第一地层介质对应的直达波走时，tx表示所述第二地层介质对应的直达波走时，V1表示所述第一地层介质的传播速度，V2表示所述第二地层介质的传播速度。
[0202] 则公式(32)～(37)分别成为：
[0203]
[0204]
[0205]
[0206]
[0207]
[0208]
[0209] 那么，根据上述公式，可以采用下述公式确定目标地震波走时：
[0210]
[0211] 其中，t表示所述目标地震波走时，β0、β1、β2、β3、β4和β5分别表示所述多个走时关联系数中包括的零阶偏移走时关联系数、一阶偏移走时关联系数、二阶偏移走时关联系数、三阶偏移走时关联系数、四阶偏移走时关联系数和五阶偏移走时关联系数，t0表示所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时。
[0212] 在本申请一个实施方式中，对于横向均匀介质，图2和图3中的介质1对应的传播速度V1和介质2对应的传播速度V2相等，即V1＝V2；炮点到介质1与介质2之间的交界面的距离d等于炮点到检波点的距离x，这样，介质2对应的直达波走时等于0，即tx＝0，代入公式(32)～(37)，有
[0213] β1＝1，β2＝0，β3＝0，β4＝0，β5＝0 (46)
[0214] 将公式(46)代入公式(45)，有
[0215]
[0216] 根据公式(47)，可以得到在横向均匀介质条件下的地震波走时，即在横向均匀介质条件下，公式(45)完全退化为横向均匀介质走时计算公式。因此，本申请实施例中的横向变速模型和走时计算方法包含着横向均匀模型，是横向均匀模型的推广。
[0217] 为了验证本申请方法，对图2的一个水平层状模型，试算了四个模型：
[0218] 模型1：V1＝2500，V2＝2000，h＝500，d＝500；
[0219] 模型2：V1＝2500，V2＝2000，h＝500，d＝2000；
[0220] 模型3：V1＝2000，V2＝2500，h＝500，d＝2000；
[0221] 模型4：V1＝2000，V2＝2500，h＝500，d＝500。
[0222] 其中，V1和V2单位为m/s，h和d的单位为m。偏移距的取值范围为-6250～6250m，即x＝12.5×(k-1)，k＝-500,-499,-498,…,-1,0,1,…,498,499,500。图4、图5、图6和图7分别是本申请实施例中基于模型1、模型2、模型3和模型4计算的地震波走时的示意图。其中，图4、图5、图6和图7中的横坐标和纵坐标分别为偏移距和时间，单位分别为米和毫秒。
[0223] 所述确定地震波走时的方法实施例，可以直接所述第一地层介质对应的直达波走时、所述第二地层介质对应的直达波走时和所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时，并可以基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，直接计算多个走时关联系数，可以直接根据所述多个走时关联系数和所述垂直双程旅行时，计算目标地震波走时。如此，针对横向变速介质的情况，采用本申请方法无需进行网格化处理，便可以直接计算地震波走时，从而可以减少计算量，提高在横向变速介质的情况下计算地震波走时的效率，进而可以实现地震数据叠前和叠后横向变速条件下的时间和深度偏移处理、横向变速动校正走时计算、速度分析走时计算和速度分析处理等。不仅如此，采用本申请方法还可以提高在横向变速介质的情况下计算地震波走时的精度。
[0224] 图8是本申请确定地震波走时的装置的一种实施例的组成结构示意图。所述确定地震波走时的装置提供目的工区中地层反射界面的速度与深度模型；其中，所述速度与深度模型中包括沿水平方向相邻且地震波传播速度不同的第一地层介质和第二地层介质，以及地层介质的厚度；所述第一地层介质和所述第二地层介质的上方分别设置有炮点和检波点。如图8所示，所述确定地震波走时的装置可以包括：直达波走时确定模块100、走时关联系数确定模块200和地震波走时确定模块300。
[0225] 所述直达波走时确定模块100，可以用于根据所述第一地层介质的传播速度和炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离，确定所述第一地层介质对应的直达波走时，根据所述第二地层介质的传播速度、所述炮点到检波点的距离和所述炮点到所述分界面的距离，确定所述第二地层介质对应的直达波走时，以及根据所述第一地层介质的传播速度和所述地层介质的厚度，确定所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时。
[0226] 所述走时关联系数确定模块200，可以用于基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，分别确定多个走时关联系数。
[0227] 所述地震波走时确定模块300，可以用于根据所述多个走时关联系数和所述垂直双程旅行时，确定目标地震波走时。
[0228] 图9是本申请确定地震波走时的装置的另一种实施例的组成结构示意图。如图9所示，所述确定地震波走时的装置可以包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述存储器中存储有目的工区中地层反射界面的速度与深度模型；其中，所述速度与深度模型中包括沿水平方向相邻且地震波传播速度不同的第一地层介质和第二地层介质，以及地层介质的厚度；所述第一地层介质和所述第二地层介质的上方分别设置有炮点和检波点，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如下步骤：
[0229] 步骤S101：根据所述第一地层介质的传播速度和炮点到所述第一地层介质与所述第二地层介质之间的分界面的距离，确定所述第一地层介质对应的直达波走时，根据所述第二地层介质的传播速度、所述炮点到检波点的距离和所述炮点到所述分界面的距离，确定所述第二地层介质对应的直达波走时，以及根据所述第一地层介质的传播速度和所述地层介质的厚度，确定所述第一地层介质对应的垂直双程旅行时；
[0230] 步骤S102：基于所述第一地层介质对应的直达波走时和所述第二地层介质对应的直达波走时，分别确定多个走时关联系数；
[0231] 步骤S103：根据所述多个走时关联系数和所述垂直双程旅行时，确定目标地震波走时。
[0232] 所述确定地震波走时的装置实施例与所述确定地震波走时的方法实施例相对应，可以实现确定地震波走时的方法实施例，并取得方法实施例的技术效果。
[0233] 在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言
(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware Description Language)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(Ruby Hardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware Description Language)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(Ruby Hardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
[0234] 本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
[0235] 上述实施例阐明的装置、模块，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。
[0236] 为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0237] 通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。该计算机软件产品可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。该计算机软件产品可以存储在内存中，内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括短暂电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0238] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0239] 本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
[0240] 本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
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