[發明專利]基于角度域直接包絡反演的鹽丘速度密度估計方法

有效

• 申請號: 201910104791.5
• 申請日: 2019-02-01
• 公開（公告）號: CN110007340B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 羅靜蕊;王婕
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 胡燕恒

1.基于角度域直接包絡反演的鹽丘速度密度估計方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1、設置炮點和檢波點，采集得到觀測數據u_obs(t,x_r；x_s)，其中t表示時間變量；x_r,x_s分別表示檢波點和炮點的位置；

步驟2、構建矩形網格地質模型，根據技術指標及工區要求設定模型大小Nx×Nz，并設定正演模擬的空間采樣間隔、時間采樣間隔dt、最大采樣時間Nt，所述空間采樣間隔包括橫向采樣間隔dx和縱向采樣間隔dz；

步驟3、給定速度模型v(x)和密度模型ρ(x)的初始速度模型v₀(x)和初始密度模型ρ₀(x)，給定直接包絡反演階段待優化的目標函數J_e(v(x),ρ(x))；

步驟4、給定用于速度長波長速度分量反演的散射角范圍；

步驟5、固定密度模型為初始密度模型ρ₀(x)，通過直接包絡反演和迭代優化算法對目標函數J_e(v(x),ρ(x))進行優化，得到速度模型的長波長分量v_l(x)；

步驟6、通過Gardner公式得到密度模型的長波長分量ρ_l(x)，并給定下一階段新的待優化目標函數J(v(x),ρ(x))；

步驟7、固定密度模型為長波長分量ρ_l(x)，通過最速下降法對目標函數J(v(x),ρ(x))進行優化，得到精細的速度結構v_f(x)；

步驟8、給定用于密度反演的散射角范圍；

步驟9、固定速度模型v_f(x)，通過最速下降法對目標函數進行進一步優化，得到精細的密度結構ρ_f(x)。

2.根據權利要求1所述的基于角度域直接包絡反演的鹽丘速度密度估計方法，其特征在于，步驟3中，設定目標函數J_e(v(x),ρ(x))為觀測數據包絡平方與計算數據包絡平方之間殘差的二范數，具有如下形式：

式(1)中，e_obs(t)和e_cal(t)分別表示觀測波場u_obs(t,x；x_s)和計算波場u_cal(t,x；x_s)的包絡，其中計算波場通過有限差分正演模擬計算得到；r(t)為包絡平方殘差；上標*表示取共軛；T為波場最大觀測時間；表示關于炮點和檢波點進行求和運算。

3.根據權利要求2所述的基于角度域直接包絡反演的鹽丘速度密度估計方法，其特征在于，步驟3中，所述計算波場u_cal(t,x；x_s)滿足如下聲波方程：

式(2)中，v(x)和ρ(x)分別為空間位置x處的介質速度和密度值；δ(x-x_s)f(t)表示位于x_s處的震源函數，信號包絡可通過希爾伯特變換得到，定義如下：

式(4)中H{u(t)}表示信號u(t)的希爾伯特變換。

4.根據權利要求3所述的基于角度域直接包絡反演的鹽丘速度密度估計方法，其特征在于，步驟4中，散射角通過坡印廷矢量計算得到，形式如下：

式(5)中，Θ表示入射波場與散射波場之間的夾角，即散射角；P_i和P_g分別表示入射波場的坡印廷矢量和散射波場的坡印廷矢量，P_i和P_g通過如下計算得到：

式(6)中，和分別表示來自于炮點的正傳波場和來自于檢波點的反傳波場，正傳波場的源信號即公式(2)中所示的震源信號；反傳波場通過采用新的Fréchet導數進行能量傳播得到；

在進行速度長波長分量反演階段，選取散射角范圍依次為0°～30°和0°～60°。