[發明專利]一種多道地震記錄反射系數序列同時反演方法

在審

• 申請號: 201710572136.3
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107589448A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 高靜懷;周清保;王大興
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種多道地震記錄反射系數序列同時反演方法。該方法充分考慮地層反射系數序列的稀疏特征以及地震道的空間橫向連續性，利用參數化指數函數來度量反射系數序列的稀疏性，建立相應的約束優化目標函數。首先，基于褶積模型的特點和反射系數的稀疏性假設，在不丟失任何信息的前提下，設計降維預處理矩陣，降低約束目標函數的維度；然后，利用信賴域序列二次規劃算法對優化問題進行高效求解。該算法具有全局收斂性和超線性收斂率，計算效率高，且具有較高反演精度。相比于傳統的單道地震記錄反褶積算法，本發明算法由于考慮了地震道的空間相關性，反演結果更穩定、可靠。

技術領域

本發明屬于地球物理勘探技術領域，涉及一種地震記錄反射系數序列反演方法，特別涉及一種用于多道地震記錄反射系數序列同時反演方法。

背景技術

在地層－巖性油氣藏中，薄互層型儲層是主要儲層類型之一。由于激發地震所用人工震源頻帶范圍有限，薄層產生的反射波走時差別小，從而使得反射波相互疊加干涉，接收到的地震記錄無法直接分辨出薄互層結構，為薄互層型儲層識別帶來諸多困難。因此，有必要提高反射地震記錄的分辨率，實現對薄互層地層結構的高精度刻畫。

反褶積類方法通過壓縮地震子波，進而獲取地層反射系數序列，是地震資料處理中提高縱向分辨率、精細刻畫地層結構常用方法之一。反褶積的理論基礎一般是建立在滿足若干基本假設的褶積模型之上。根據對地震資料的不同假設，地震記錄反褶積方法種類較多，比如維納反褶積、最小熵反褶積、最小平方反褶積、預測反褶積、互信息率反褶積、統計反褶積和稀疏脈沖反褶積等。

稀疏脈沖反褶積是建立在地層反射系數滿足稀疏性假設的條件之上的，即大部分反射系數幅值趨近于零，剩余的大幅值反射系數對應著主要的巖性變化界面。基于對大量的實際測井數據分析，人們認識到在一定的地質沉積背景下，地層反射系數可用稀疏脈沖序列進行表示。統計上，可用 Bernoulli-Gaussian過程來描述服從稀疏分布的地層反射系數序列。在此基礎之上，已經發展了一系列稀疏脈沖反褶積方法。Taylor等于1979年率先探討了利用l_p范數來實現地震稀疏脈沖反褶積方法。Oldenbug等利用l₁范數反演層狀地質結構的反射系數序列，取得較好的效果。Kormylo和Mendel在稀疏脈沖假設條件下，提出最大似然反褶積技術。Lavielle提出了基于 Bernoulli-Gaussian過程的Bayesian反褶積方法。Sachhi提出利用重加權策略實現地震反褶積。Kaaresen基于后驗概率極大準則，提出迭代窗口校正函數極大化的稀疏脈沖反褶積方法。Velis提出統計稀疏脈沖反褶積方法，利用模擬退火法來確定反射層所在的位置，然后利用線性最小二乘方法估計反射系數的振幅。Gholami和Sacchi將基追蹤去噪模型引入地震反褶積，提出一種從含噪地震記錄中估計稀疏脈沖反射系數序列的方法。

以上現有技術具有如下缺點：

(1)常規的反射系數序列反演算法通常是基于梯度或共軛梯度構造下降方向，其收斂率是線性的，收斂速度較慢；

(2)常規的反射系數序列反演通常是逐道反演的，忽略了地震記錄的橫向連續性，進而使得后續疊加阻抗低頻噪聲嚴重。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種新的用于多道地震記錄反射系數序列同時反演方法。該方法基于地震記錄褶積模型，充分考慮臨近地震道之間的相關性，并利用近似零范數度量反射系數序列的稀疏特征，建立一種新的多道地震記錄反射系數同時反演模型。在數值實現上，基于褶積模型特點和反射系數稀疏性特征，利用預處理技術降低求解維度，然后采用信賴域二次規劃算法對本發明建立的反演模型進行求解，具有較高的計算效率和全局收斂性。該技術方案易于實現，可操作性強。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：

該種用于多道地震記錄反射系數序列同時反演方法，包括以下步驟：