[發明專利]一種基于梯度處理的全波形反演方法和系統

有效

• 申請號: 201410416052.7
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN105445798B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 胡光輝;王立歆;方伍寶;賀劍波;王杰
• 申請（專利權）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: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 朱繪;張文娟

本發明公開了一種基于梯度處理的全波形反演方法和系統。該方法包括：殘差計算步驟，由初始速度模型正演得到的計算數據和野外觀測數據確定數據殘差；梯度計算步驟，根據數據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；更新步驟，根據速度擾動模型更新初始速度模型。本發明對全波形反演中的梯度進行低通和自適應兩次濾波，通過低通濾波壓制隨機噪聲，并通過自適應濾波恢復在低通濾波過程中損失的邊界信息，達到邊界保真的效果。

技術領域

本發明涉及地質勘探技術領域，具體地說，涉及一種基于梯度處理的全波形反演方法和系統。

背景技術

近年來全波反演理論在地質勘探領域得到廣泛關注。全波反演可以提高常規地震分辨率并獲得優化數據，提高對地質資源的評價能力，從而確定可采區并提出有利的井位建議。由于地質勘探所針對的目標不僅地表地質條件復雜，并且地下地質構造也復雜，因此，提高反演精度進而獲得定量的儲層表征參數非常重要。

現有技術中陸地地震資料的品質較差，噪音干擾嚴重。噪音的存在使得求取過程中的梯度存在較大誤差，導致模型更新過程中加入了錯誤信息，從而使反演陷入局部極值，導致收斂失敗。此外，噪音的存在也嚴重影響反演的精度。

目前對于對于噪音的壓制，多采用目標泛函約束方法，加入正則化及先驗模型信息等方法實現。但是現有技術中這些方法是在數據域計算，將誤差引入目標泛函，導致計算量較大，計算過程繁瑣。并且，在實際生產中很難得到準確的先驗信息。

因此，亟需一種簡單高效的全波形反演梯度處理方法和系統。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種基于梯度處理的全波形反演方法，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據和野外觀測數據確定數據殘差；

梯度計算步驟，根據數據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；

更新步驟，根據速度擾動模型更新初始速度模型。

根據本發明的一個實施例，還包括

判斷步驟，判斷更新后的初始速度模型是否滿足預設的精度要求，若不滿足精度要求，則迭代執行殘差計算步驟、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。

根據本發明的一個實施例，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據殘差中的隨機噪音；

自適應濾波步驟，對低通濾波之后的梯度場進行自適應濾波以恢復數據殘差中的地層邊界信息。

根據本發明的一個實施例，所述自適應濾波步驟包括：

針對梯度場中的每個目標點確定包括多個子區域的自適應濾波區域；

分別計算子區域的方差；

選擇方差最小的子區域進行低通濾波以保留目標點處的地層邊界信息。

根據本發明的一個實施例，所述自適應濾波步驟中自適應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。

根據本發明的一個實施例，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：