[發明專利]基于波場分離的彈性波最小二乘逆時偏移系統及方法

在審

• 申請號: 201710160037.4
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106970416A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 李金麗;劉建勛;曲英銘;李振春;王凱
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所;中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30;G06F17/11
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司37252
• 代理人: 肖峰

1.基于波場分離的彈性波最小二乘逆時偏移系統，其特征在于，包括模型輸入模塊、正演模擬模塊、實際地震數據輸入模塊、波場反傳模塊、逆時偏移模塊、反偏移模塊、梯度更新模塊以及結果輸出模塊，如果不滿足條件求取基于波場分離的梯度更新方向，對縱、橫波速度分量成像剖面進行更新；如果滿足條件輸出最終的成像剖面；

模型輸入模塊，被配置為用于輸入縱橫波偏移速度場模型以及慢度擾動模型；

正演模擬模塊，被配置為用于進行彈性波正演模擬及波場分離；

實際地震數據輸入模塊，被配置為用于輸入多分量的實際炮記錄；

波場反傳模塊，被配置為用于通過波場分離公式進行波場分離；

逆時偏移模塊，被配置為用于獲取縱、橫波速度分量的逆時偏移成像剖面；

反偏移模塊，被配置為用于對縱、橫波速度分量的逆時偏移成像剖面應用基于波場分離的彈性波反偏移算子進行反偏移；

梯度更新模塊，被配置為用于對縱、橫波速度分量成像剖面進行更新；

結果輸出模塊，被配置為用于輸出最終的成像剖面。

2.基于波場分離的彈性波最小二乘逆時偏移方法，其特征在于，采用如權利要求1所述的基于波場分離的彈性波最小二乘逆時偏移系統，包括如下步驟：

步驟1：通過模型輸入模塊輸入縱橫波偏移速度場模型、慢度擾動模型，并建立觀測系統；

步驟2：通過正演模擬模塊采用如下式所示的基于波場分離的彈性波速度應力方程進行彈性波正演模擬及波場分離；

其中，(1)為混合方程，(2)為P波方程，(3)為S波方程，v_x和v_z分別為水平分量和垂直分量的速度，τ_xx和τ_zz是正應力，τ_xz是切應力，t是時間，(x,z)為空間坐標；λ和μ是拉梅常數；f_x和f_z是兩個分量的震源項，ρ是密度；下標p和s分別表示縱波波場和橫波波場；

步驟3：通過實際地震數據輸入模塊輸入實際地震數據，通過波場反傳模塊實際地震數據由檢波器處反傳到整個波場，波場反傳過程中，應用波場分離公式進行波場分離；

步驟4：通過逆時偏移模塊得到如下式所示的縱、橫波速度分量的逆時偏移成像剖面；

其中，m_vp，m_vs分別為縱波速度分量和橫波速度分量的偏移成像剖面；上標R表示變量的伴隨矩陣；

步驟5：通過反偏移模塊對步驟4所得的縱、橫波速度分量的逆時偏移成像剖面應用如下所示的基于波場分量的彈性波反偏移算子進行反偏移，得到基于波場分量的伯恩近似的炮記錄；

其中，方程(10)為基于伯恩近似的反偏移P波方程，方程(11)為基于伯恩近似的反偏移S波方程，δU表示擾動波場，U₀表示背景波場，將原始的混合波場分解為水平和垂直方向，為了簡化，令波場U＝(v_x，v_z，v_xp，v_zp，v_xs，v_zs，τ_xxp，τ_xxz，τ_zzp，τ_zzs，τ_xzs)，U₀＝(τ_xxp0，τ_xxs0，τ_zzp0，τ_xzs0)，V＝(v_p，v_s)為速度場，v_p為縱波速度，v_s為橫波速度，V₀＝(v_p0，v_s0)為背景速度，m(v_p)和m(v_s)分別為縱波速度和橫波速度的反射系數，定義方程如下：

其中，δV表示擾動速度；

步驟6：將步驟5所得的炮記錄與實際多分量炮記錄相減，得到炮記錄殘差，并判斷炮記錄殘差是否滿足誤差條件；

若：判斷結果是炮記錄殘差滿足誤差條件，則執行步驟9；

或判斷結果是炮記錄殘差不滿足誤差條件，則執行步驟7；

步驟7：通過梯度更新模塊利用下式表示的基于波場分離的梯度更新方向，對步驟4所得的縱、橫波速度分量的逆時偏移成像剖面進行更新；

其中，g_vp和g_vs分別為為縱、橫波速度分量的梯度；

步驟8：將步驟7所得的逆時偏移成像剖面返回步驟5進行反偏移；

步驟9：通過結果輸出模塊輸出最終的縱、橫波速度分量的成像剖面。