[發明專利]一種基于混合高階分數階ATpV稀疏正則化的地震反演方法

有效

• 申請號: 201910601645.3
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN110208862B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 吳昊;彭真明;何艷敏;廖龍;張天放;曹思穎;李美惠
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01V1/50
• 分類號: G01V1/50
• 代理公司: 成都智言知識產權代理有限公司 51282
• 代理人: 徐金瓊

本發明公開了一種基于混合高階分數階ATpV稀疏正則化的地震反演方法，屬于地球物理反演及油氣儲層預測領域，解決現有的采用一階差分求全變分導致的問題。本發明對地震記錄進行預處理后提取層位信息，提取層位信息后基于測井數據獲取待反演參數的初始模型；基于待反演參數的初始模型和預處理后的地震記錄計算初始波阻抗對數，再構建基于混合高階分數階ATpV稀疏正則化的正演模型；基于地震記錄、地震子波，結合交替方向乘子方法和正演模型對初始波阻抗對數進行更新，得到更新后的波阻抗對數和用于更新下一個波阻抗對數的參數；判斷更新前后的值是否滿足條件，若是，更新下一個波阻抗對數，若否，獲得待反演參數。本發明用于地震反演。

技術領域

一種基于混合高階分數階ATpV稀疏正則化的地震反演方法，用于地震反演，屬于地球物理反演及油氣儲層預測領域。

背景技術

地震反演是油氣儲層預測的重要手段，它是根據檢測到的地震記錄與待反演物理量的數學關系建立正演模型，并采用最優化方法對正演模型進行求解的最優估計的過程。基于稀疏正則化的地震反演技術是地震反演的重要方法。它將稀疏正則化約束引入正演模型中，利用稀疏的信息，成功地提高了反演結果的分辨率和魯棒性。

基于ATpV稀疏正則化的地震反演方法是基于稀疏正則化的地震反演技術的重要方法，該方法采用ATpV稀疏正則項作為約束項構建正演模型，通過交替方向乘子算法對正演模型構成的最優化問題進行迭代更新，最終得到待反演參數。Sidky提出了ATpV并在CT成像上論證了其理論的合理性。Li將ATpV作為稀疏正則項用于地震反演，并證明了ATpV在地震反演中的可行性，但現有技術中的ATpV只考慮一階的全變分，且采用一階差分求全變分，導致了反演結果階梯效應嚴重，從而降低了分辨率和魯棒性差。

發明內容

針對上述研究的問題，本發明的目的在于提供一種基于混合高階分數階ATpV稀疏正則化的地震反演方法，解決現有技術中采用一階差分求全變分，導致了反演結果階梯效應嚴重，從而降低了分辨率和魯棒性差的問題。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于混合高階分數階ATpV稀疏正則化的地震反演方法，包括如下步驟：

步驟1：獲取地震數據，地震數據包括地震記錄S、地震子波w和測井數據，對地震記錄S進行預處理后提取層位信息，提取層位信息后基于測井數據獲取待反演參數的初始模型；

步驟2：基于待反演參數的初始模型和預處理后的地震記錄S₀計算初始波阻抗對數L₀，再基于初始波阻抗對數L₀計算分數階差分矩陣構建基于混合高階分數階ATpV稀疏正則化的正演模型；

步驟3：基于預處理后的地震記錄S₀、地震子波w，結合交替方向乘子方法和正演模型對L₀進行更新，得到更新后的波阻抗對數Lⁱ⁺¹和用于更新下一個波阻抗對數的參數；

步驟4：判斷更新前后的值是否滿足||Lⁱ⁺¹-Lⁱ||₂/||Lⁱ||₂＞tol，若是，i＝i+1，再轉到步驟3進行下一個波阻抗對數的更新，若否，則根據待反演參數與波阻抗對數的關系獲得待反演參數。

進一步，所述步驟1包括如下步驟：

步驟1.1：獲取地震數據，地震數據包括地震記錄S、地震子波w和測井數據；

步驟1.2：對地震記錄S進行預處理，得到預處理后的地震記錄S₀，預處理的方式為靜校正、動矯正或疊加中的一種或多種；