[發(fā)明專利]一種全波形反演方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910015469.5
• 申請(qǐng)日: 2019-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN109633742B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 桂生;劉洪;王建;馮海新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號(hào): G01V1/28
• 分類號(hào): G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;任默聞

本發(fā)明提供了一種全波形反演方法及裝置，該方法包括：利用一最優(yōu)反演頻率組對(duì)地層速度模型進(jìn)行正演；利用原始單炮數(shù)據(jù)及地層速度模型的正演結(jié)果生成地表接收波場(chǎng)；利用頻譜延拓方法生成所述原始單炮數(shù)據(jù)的基函數(shù)；利用所述基函數(shù)及所述地表接收波場(chǎng)恢復(fù)所述原始單炮數(shù)據(jù)的低頻數(shù)據(jù)；根據(jù)所述低頻數(shù)據(jù)生成預(yù)設(shè)數(shù)量單炮數(shù)據(jù)集的頻率域梯度場(chǎng)；利用所述頻率域梯度場(chǎng)及優(yōu)化步長(zhǎng)對(duì)所述地層速度模型進(jìn)行反演；執(zhí)行迭代操作，用另一最優(yōu)反演頻率組對(duì)反演后的地層速度模型進(jìn)行正演，得到對(duì)地層速度模型的最終反演結(jié)果。本發(fā)明能夠恢復(fù)地震資料低頻數(shù)據(jù)可以利用低頻數(shù)據(jù)得到準(zhǔn)確的的全波形反演結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油勘探領(lǐng)域，尤其是地震數(shù)據(jù)處理，具體涉及一種全波形反演方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著地震勘探不斷深入，所面臨的地質(zhì)問題日趨復(fù)雜；短波長(zhǎng)速度既可以改進(jìn)深度域偏移的準(zhǔn)確度，也可以用來指示小的不均勻體，從而可以指示砂體、縫洞、斷裂帶、超壓帶等具有巖石物性差異的地質(zhì)目標(biāo)。全波形反演方法，可以反演短波長(zhǎng)速度變化，既可以應(yīng)用于中淺層速度短波長(zhǎng)建模，也可以與反偏移結(jié)合用于反射波反演，是目前國(guó)際石油地震勘探資料處理方法中正在深入研究和發(fā)展迅速的方法。全波形反演在構(gòu)造高分辨率速度模型上具有明顯效果，但低頻信息缺失，增加了對(duì)高精度的初始模型的依賴，不精確的初始模型在低頻缺失情況下容易造成周期跳躍，不能很好的構(gòu)造背景速度，使得全波形反演得不到良好的結(jié)果。同時(shí)在實(shí)際子波缺失時(shí)，振幅信息難以應(yīng)用，基于波形相減的全波形反演難以正確修改速度，基于走時(shí)殘差的全波形反演會(huì)丟失部分振幅信息，由上所述，目前缺乏一種可以恢復(fù)地震資料低頻信息的全波形反演的方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明能夠建立一種可以恢復(fù)地震資料低頻信息的全波形反演方法，可以避免由于全波形反演的“病態(tài)性”，即初始地層速度模型與地震數(shù)據(jù)資料的不耦合，從而使得反演結(jié)果不收斂進(jìn)而導(dǎo)致陷入局部極值及數(shù)據(jù)缺少低頻帶來周期跳躍的現(xiàn)象和。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種全波形反演方法，包括：

利用一最優(yōu)反演頻率組對(duì)地層速度模型進(jìn)行正演；

利用原始單炮數(shù)據(jù)及地層速度模型的正演結(jié)果生成地表接收波場(chǎng)；

利用頻譜延拓方法生成原始單炮數(shù)據(jù)的基函數(shù)；

利用基函數(shù)及地表接收波場(chǎng)恢復(fù)原始單炮數(shù)據(jù)的低頻數(shù)據(jù)；

根據(jù)低頻數(shù)據(jù)生成預(yù)設(shè)數(shù)量單炮數(shù)據(jù)集的頻率域梯度場(chǎng)；

利用頻率域梯度場(chǎng)及優(yōu)化步長(zhǎng)對(duì)地層速度模型進(jìn)行反演；

執(zhí)行迭代操作，用另一最優(yōu)反演頻率組對(duì)反演后的地層速度模型進(jìn)行正演，得到對(duì)地層速度模型的最終反演結(jié)果。

一實(shí)施例中，在利用一最優(yōu)反演頻率組對(duì)地層速度模型進(jìn)行正演之前，還包括：將速度模型數(shù)據(jù)整體傳輸至GPU顯存。

一實(shí)施例中，在將速度模型數(shù)據(jù)整體傳輸至GPU顯存之前，還包括：

利用Sirgue頻率優(yōu)選策略選取最優(yōu)反演頻率；

根據(jù)預(yù)設(shè)頻率間隔對(duì)最優(yōu)反演頻率進(jìn)行分組。

一實(shí)施例中，利用一最優(yōu)反演頻率組對(duì)速度模型進(jìn)行正演，包括：

利用12階空間有限差分時(shí)間域傳播算子，根據(jù)最優(yōu)反演頻率組及地層速度模型進(jìn)行地震波數(shù)值模擬，生成地層速度模型的正演結(jié)果。

一實(shí)施例中，利用原始單炮數(shù)據(jù)及地層速度模型的正演結(jié)果生成地表接收波場(chǎng)，包括：

利用離散傅里葉變換方法，根據(jù)原始單炮數(shù)據(jù)及地層速度模型的正演結(jié)果，生成最優(yōu)反演頻率組的頻率域地表接收波場(chǎng)。