[發(fā)明專利]一種基于梯度處理的全波形反演方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410416052.7
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN105445798B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡光輝;王立歆;方伍寶;賀劍波;王杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/36;G06F19/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 朱繪;張文娟

1.一種基于梯度處理的全波形反演方法，其特征在于，包括以下步驟：

殘差計算步驟，由初始速度模型正演得到的計算數(shù)據(jù)和野外觀測數(shù)據(jù)確定數(shù)據(jù)殘差,所述數(shù)據(jù)殘差表示為最小二乘目標(biāo)函數(shù)的形式；

梯度計算步驟，根據(jù)數(shù)據(jù)殘差在初始速度模型中的反傳波場以及正演得到的正傳波場通過伴隨狀態(tài)法求取梯度場；

擾動模型計算步驟，對梯度場進行濾波得到保留地層邊界信息的速度擾動模型，以用于提高反演模型精度；其中，所述擾動模型計算步驟包括：低通濾波步驟，對梯度場進行低通濾波以消除數(shù)據(jù)殘差中的隨機噪音；自適應(yīng)濾波步驟，對低通濾波之后的梯度場進行自適應(yīng)濾波以恢復(fù)數(shù)據(jù)殘差中的地層邊界信息；

更新步驟，根據(jù)速度擾動模型更新初始速度模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

判斷步驟，判斷更新后的初始速度模型是否滿足預(yù)設(shè)的精度要求，若不滿足精度要求，則迭代執(zhí)行殘差計算步驟、梯度計算步驟、擾動模型計算步驟和更新步驟；若滿足精度要求，則將更新后的初始速度模型確定為反演模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述自適應(yīng)濾波步驟包括：

針對梯度場中的每個目標(biāo)點確定包括多個子區(qū)域的自適應(yīng)濾波區(qū)域；

分別計算子區(qū)域的方差；

選擇方差最小的子區(qū)域進行低通濾波以保留目標(biāo)點處的地層邊界信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述自適應(yīng)濾波步驟中自適應(yīng)濾波方法為最小均方誤差LMS濾波方法或者遞歸最小平方RLS濾波方法。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述低通濾波步驟中采用高斯低通濾波器對梯度場進行低通濾波，其中，高斯低通濾波器的高斯算子表示為：

其中，Wg_i,j為離散高斯卷積核函數(shù)，σ²為方差，k為高斯卷積核矩陣的維數(shù)，i為低通濾波區(qū)域的縱向坐標(biāo)，j為低通濾波區(qū)域的橫向坐標(biāo)。

6.一種基于梯度處理的全波形反演系統(tǒng)，其特征在于，包括：

殘差計算模塊，其由初始速度模型正演得到的計算數(shù)據(jù)和野外觀測數(shù)據(jù)確定數(shù)據(jù)殘差，所述數(shù)據(jù)殘差表示為最小二乘目標(biāo)函數(shù)的形式；

梯度計算模塊，其根據(jù)數(shù)據(jù)殘差在初始速度模型中的反傳波場以及正演得到的正傳波場通過伴隨狀態(tài)法求取梯度場；

擾動模型計算模塊，其對梯度場進行濾波得到保存地層邊界信息的速度擾動模型，以用于提高反演模型精度；其中，所述擾動模型計算模塊進一步包括：低通濾波單元，其對梯度場進行低通濾波以消除數(shù)據(jù)殘差中的隨機噪音；自適應(yīng)濾波單元，其對低通濾波之后的梯度場進行自適應(yīng)濾波以恢復(fù)數(shù)據(jù)殘差中的地層邊界信息；

更新模塊，其根據(jù)速度擾動模型更新初始速度模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括：

判斷模塊，其判斷更新后的初始速度模型是否滿足預(yù)設(shè)的精度要求，若不滿足精度要求，則調(diào)用殘差計算模塊、梯度計算模塊、擾動模型計算模塊和更新模塊；若滿足精度要求，則將更新后的初始速度模型確定為反演模型。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應(yīng)濾波單元進一步包括：

區(qū)域劃分子單元，其針對梯度場中的每個目標(biāo)點確定包括多個子區(qū)域的自適應(yīng)濾波區(qū)域；

方差計算子單元，其分別計算子區(qū)域的方差；

低通濾波子單元，選擇方差最小的子區(qū)域進行低通濾波以保留目標(biāo)點處的地層邊界信息。