[發明專利]最小二乘偏移成像優化方法及系統

有效

• 申請號: 201610855634.4
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN107870363B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 劉定進
• 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: G01V1/34
• 分類號: G01V1/34
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

公開了一種最小二乘偏移成像優化方法及系統。該方法包括：基于時窗內地震信號能量信息測度、時窗內地震信號對比度測度及時窗內結構相似度測度，獲得地震數據結構相關系數；基于所述地震數據結構相關系數，建立由所述地震數據結構相關系數加權的最小二乘偏移成像模型；以及對由所述地震數據結構相關系數加權的最小二乘偏移成像模型求解，獲得地震反射系數成像。本發明方法利用地震觀測數據和反偏移正演模擬數據之間的相關性構造相關系數，作用在數據殘差上，可以減少由于數據匹配不當對梯度造成的污染，從而提高目標泛函凸性，提高成像精度。

技術領域

本發明涉及地震勘探資料數字處理技術領域，更具體地，涉及一種最小二乘偏移成像優化方法及系統。

背景技術

最小二乘偏移是基于反演理論的成像方法，算法核心是根據反偏移模擬數據與觀測數據的匹配程度來判定成像的準確性，并根據殘差對成像結果進行修正。用于理論模型時，速度模型、數據正演模擬算法是已知的，并且震源子波都是已知的，這些都提高了數據匹配程度，但是在實際資料情況下是做不到的。對于實際資料來說，首先，由于模擬算法的因素，模擬地震記錄只含有一次反射波，而觀測數據中還有除一次反射波之外的地震波場以及噪音，從而影響數據匹配程度。其次，最小二乘偏移要求給定的背景速度是準確的，否則合成的地震同相軸與觀測數據對應的同相軸會有時移(尤其在大偏移距)，導致數據殘差失真，影響梯度。另外，由于子波未知的因素，正演算子無法完美的模擬地震波傳播，從而也會影響數據匹配，不準確的匹配殘差通過反投影混疊在梯度中，影響算法的收斂。種種這些因素均會增加反演的不確定性，給反演解中引入假象。

目前有很多學者在研究最小二乘偏移成像方法，如沈雄君等(2012)研究了裂步法最小二乘偏移。黃建平等(2011，2013)推導并實現了基于克西霍夫(Kirchhoff)成像算子的疊前最小二乘偏移算法。劉玉金等(2013)實現了局部傾角約束最小二乘偏移方法，討論了最小二乘偏移對缺道不規則數據成像的優勢。但目前的最小二乘偏移技術都是處于基本實現，沒有深入討論最小二乘偏移在遇到實際情況時出現數據不匹配時的情況。

發明人發現，目前缺乏最小二乘偏移在實際應用中，出現數據不匹配時的優化處理方法。因此，有必要開發一種最小二乘偏移成像優化方法及系統。

公開于本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明提出了一種最小二乘偏移成像優化方法及系統，其能夠通過對地震數據結構相關系數加權的最小二乘偏移成像模型求解，實現獲得地震反射系數成像。

根據本發明的一方面，提出了一種最小二乘偏移成像優化方法。所述方法可以包括：基于時窗內地震信號能量信息測度、時窗內地震信號對比度測度及時窗內結構相似度測度，獲得地震數據結構相關系數；基于所述地震數據結構相關系數，建立由所述地震數據結構相關系數加權的最小二乘偏移成像模型；以及對由所述地震數據結構相關系數加權的最小二乘偏移成像模型求解，獲得地震反射系數成像。

根據本發明的另一方面，提出了一種最小二乘偏移成像優化系統，所述系統可以包括：用于基于時窗內地震信號能量信息測度、時窗內地震信號對比度測度及時窗內結構相似度測度，獲得地震數據結構相關系數的單元；用于基于所述地震數據結構相關系數，建立由所述地震數據結構相關系數加權的最小二乘偏移成像模型的單元；以及用于對由所述地震數據結構相關系數加權的最小二乘偏移成像模型求解，獲得地震反射系數成像的單元。

本發明是對最小二乘偏移技術向實用化推進的技術優化，本發明方法利用地震觀測數據和反偏移正演模擬數據之間的相關性構造相關系數，作用在數據殘差上，可以減少由于數據匹配不當對梯度造成的污染，從而提高目標泛函凸性，提高成像精度。