1.一种地面微地震监测各向异性速度模型,其特征在于,如公式(1)所示:V=f(V0,Δx,Δy,θ)
2 2 2
=V0+k1Δx+k2Δy+k3θ+k4Δx+k5Δy+k6θ+k7ΔxΔy+k8Δxθ+k9Δyθ (1)其中,k1,k2,…,k9为速度模型的参数,Δx,Δy分别为检波器和射孔点在x和y方向上的坐标的差值,θ为射孔点和检波器连线和竖直方向的夹角。
2.一种如权利要求1所述的地面微地震监测各向异性速度模型的自动构建方法,其特征在于,包括以下步骤:S11:构建地面微地震监测工区模型;
该工区模型包括射孔点和检波器,对输入数据进行预处理,对射孔点的初至进行自动拾取并人工校正,完成数据加载,将其转换为后期算法需要的数据结构;
S12:构建地面微地震监测速度模型:
V=f(V0,Δx,Δy,θ)
2 2 2
=V0+k1Δx+k2Δy+k3θ+k4Δx+k5Δy+k6θ+k7ΔxΔy+k8Δxθ+k9Δyθ (1)其中,k1,k2,…,k9为速度模型的参数,Δx,Δy分别为检波器和射孔点在x和y方向上的坐标的差值,θ为射孔点和检波器连线和竖直方向的夹角;
S13:计算速度模型参数k1,k2,…,k9。
3.如权利要求2所述的一种地面微地震监测各向异性速度模型自动构建方法,其特征在于,
4.如权利要求2所述的一种地面微地震监测各向异性速度模型自动构建方法,其特征在于,所述速度模型参数k1,k2,…,k9的求解方法为:使得计算时差和观测时差的差最小,即其中,a、b表示第m组的两个检波器,m=1,2,…,K/2,K为检波器个数,dA和dB分别是a、b检波器到射孔点的距离,va和vb分别是射孔点到a、b检波器的传播速度,ta和tb分别是a、b检波器接收到的初至。
5.如权利要求4所述的一种地面微地震监测各向异性速度模型自动构建方法,其特征在于,所述速度模型参数k1,k2,…,k9求解的具体实现形式为:将速度va和vb替换为速度模型,即
该式中,矩阵二范数的最小值为0,即
令
T
k=[k1,k2…k9] (6)将F在前一次迭代的k处进行一阶泰勒展开,即其中, 为前一次迭代得到的参数,k的初值设为0;
其中, 和 为利用建立好的速度模型求解出的速度,速度模型的参数为因此,
将等式联立并写成矩阵的形式,即
(10)
其中,K为检波器个数;
上式可表示为公式(11):
B=AK (11)由于方程组为超定方程组,所以求其最小二乘解+
K=AB (12)因此,对(10)式求解,表示为式(13)由上式可得本次迭代的参数k1,k2,…k9,当两次迭代的速度模型参数之差小于预先设定好的阈值时迭代停止,此时的k1,k2,…,k9为速度反演的参数。
6.如权利要求2所述的一种地面微地震监测各向异性速度模型自动构建方法,其特征在于,进一步包括步骤:S2:自动调节初始速度,使得速度模型的定位误差最小。
7.如权利要求6所述的一种地面微地震监测各向异性速度模型自动构建方法,其特征在于,步骤S2自动调节初始速度,包括以下步骤:S21:设定一个初始速度,同时设置速度变化的步进;
S22:使用设定的初始速度,利用已建立的速度进行定位得到定位误差e其中,(x0,y0,z0)为射孔点的实际位置,(x,y,z)为基于地球物理微地震线性化定位方法得到的射孔点位置;
S23:将设定的初始速度增大一个步进,利用变化后的初始速度进行定位得到定位误差E;
S24:当E
8.如权利要求2或6所述的一种地面微地震监测各向异性速度模型自动构建方法,其特征在于,进一步包括步骤:S3:采用交叉验证的方法校正速度模型参数。
9.如权利要求8所述的一种地面微地震监测各向异性速度模型自动构建方法,其特征在于:步骤S3采用交叉验证的方法校正速度模型参数,包括以下步骤:S31:设射孔点的个数为N,选取射孔点l,l=1,…,N,利用剩余的射孔点建立速度模型对射孔点l进行定位;
S32:通过自动调节初始速度来获得最小的定位误差di,对于N个射孔点,得到N个定位误差d1,…,dN;
S33:用定位误差的倒数来代表这组参数所占的权重,以每组参数所占的权重线性叠加所有组参数,得到最终校正后的参数,即其中,ki为最终速度模型的参数,i=1,2,…,9,kij为第j个定位误差对应的第i个速度模型参数,j=1,2,…,N;
S34:计算所得k1,…,k9即为校正后的速度模型参数。