[發(fā)明專利]反演速度模型的建立方法和地下結(jié)構(gòu)的像的獲得方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710439203.4
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107203002B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉伊克;何彬;盧回憶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京瀚仁知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11482
• 代理人: 宋寶庫;楊曉莉

本發(fā)明涉及地球物理勘探領(lǐng)域，具體提供一種反演速度模型的建立方法和地下結(jié)構(gòu)的像的獲得方法。其中反演速度模型的建立方法包括：將地震觀測記錄和根據(jù)設(shè)定的初始速度模型計(jì)算得出的地震合成記錄分別轉(zhuǎn)換為包含低頻信息的第一中間數(shù)據(jù)和第二中間數(shù)據(jù)；基于所述第一中間數(shù)據(jù)和所述第一中間數(shù)據(jù)建立目標(biāo)函數(shù)；根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)，獲取地震波的速度的梯度；計(jì)算梯度的迭代步長；根據(jù)速度的梯度以及梯度的迭代步長，確定反演速度模型。本發(fā)明在建立反演速度模型的過程中通過將地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為包含低頻信息的中間數(shù)據(jù)，因此無需地震數(shù)據(jù)包含低頻信息即可獲得與真實(shí)速度模型很接近的反演速度模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地球物理勘探領(lǐng)域，特別是油氣勘探領(lǐng)域的反演速度模型的建立方法和地下結(jié)構(gòu)的像的獲得方法。

背景技術(shù)

為在油氣勘探領(lǐng)域找到大油田，需要對地下結(jié)構(gòu)精確成像。為獲得地下結(jié)構(gòu)的像，首先需要知道地下結(jié)構(gòu)的速度信息。自從Tarantola于1984年提出基于廣義最小二乘反演理論的時(shí)間域全波形反演方法(以基于地震波的位移和壓力建立的反演速度模型作為全波形反演的初始速度模型)以來，地球物理學(xué)研究者似乎認(rèn)為找到了一種可以高精度重建地下速度的方法。幾十年來，地球物理學(xué)研究者發(fā)表了上千篇相關(guān)文章，主要探討如何應(yīng)用地震全波形獲得地下結(jié)構(gòu)信息。伴隨著計(jì)算機(jī)集群計(jì)算能力的大幅度提高，更多的全波形反演方法被提出，其中最有影響力的方法之一是Pratt(1995)提出的基于多尺度的頻率域全波形反演方法，該方法從低頻信息開始迭代，逐漸走向高頻，最終獲得高精度的地下速度結(jié)構(gòu)。基于多尺度的頻率域全波形反演方法通過將問題分解為不同尺度求解以保證反演過程穩(wěn)定收斂。

不過，目前所有的研究者都由于遇到以下兩個(gè)問題而使關(guān)于如何高精度重建地下速度的研究難以繼續(xù)前進(jìn)：其中之一，是觀測的地震數(shù)據(jù)中沒有低頻信息，如在油氣勘探領(lǐng)域的地震數(shù)據(jù)的主頻一般在15Hz以上，而Batean于2013年證明，地震數(shù)據(jù)中須含有低于2Hz以下的頻率數(shù)據(jù)，才能夠通過波形反演獲得高精度地下速度結(jié)構(gòu)。其中之二是，在全波形反演的初始速度模型合成的地震記錄與地震觀測記錄的差大于半個(gè)波長的情形下，反演迭代將不會收斂，因此為確保反演迭代過程的收斂，要求初始速度模型必須與真實(shí)速度模型很接近。

因此，本發(fā)明需要一種新的方案來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，如何獲得與真實(shí)速度模型更為接近的、作為地震波全波形反演的初始速度模型的反演速度模型。

解決方案

為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，提供了一種反演速度模型的建立方法，該方法包括：

將地震觀測記錄轉(zhuǎn)換為第一中間數(shù)據(jù)，且該第一中間數(shù)據(jù)中包含頻率不高于第一預(yù)設(shè)頻率的數(shù)據(jù)；

根據(jù)設(shè)定的初始速度模型計(jì)算得出地震合成記錄，并將地震合成記錄轉(zhuǎn)換為第二中間數(shù)據(jù)，且該第二中間數(shù)據(jù)中包含頻率不高于第一預(yù)設(shè)頻率的數(shù)據(jù)；

基于所述第一中間數(shù)據(jù)和所述第二中間數(shù)據(jù)，建立目標(biāo)函數(shù)；

根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)，獲取地震波的速度的梯度δ(m)；

計(jì)算δ(m)的迭代步長α；

根據(jù)所述δ(m)以及所述α，確定反演速度模型。

在上述建立方法的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述第一中間數(shù)據(jù)和所述第二中間數(shù)據(jù)均為能夠反映地震波強(qiáng)度的數(shù)據(jù)。

在上述建立方法的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述第一中間數(shù)據(jù)為地震觀測記錄的平方，所述第二中間數(shù)據(jù)為地震合成記錄的平方。