[發(fā)明專(zhuān)利]一種陸地地震數(shù)據(jù)的全波形反演方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911327139.6
• 申請(qǐng)日: 2019-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111045077B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬寶平;賀偉光;潘自強(qiáng);曹成寅;黃昱丞;胡英才
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01V1/28
• 分類(lèi)號(hào): G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 核工業(yè)專(zhuān)利中心 11007
• 代理人: 閆兆梅

本發(fā)明屬于一種陸地勘探地震數(shù)據(jù)反演領(lǐng)域，具體公開(kāi)一種陸地地震數(shù)據(jù)的全波形反演方法，建立光滑初始化各向異性參數(shù)模型；從單炮地震記錄中獲取分頻帶地震觀測(cè)記錄；根據(jù)參數(shù)模型和地震觀測(cè)系統(tǒng)，獲取地震正演模擬合成數(shù)據(jù)集；計(jì)算合成地震數(shù)據(jù)與實(shí)際觀測(cè)地震數(shù)據(jù)的殘差；計(jì)算基于KR?OT目標(biāo)函數(shù)的伴隨場(chǎng)震源；計(jì)算高斯加權(quán)函數(shù)；計(jì)算KR?OT伴隨場(chǎng)震源；設(shè)定基于伴隨場(chǎng)震源的目標(biāo)函數(shù)，并利代替步驟三中參數(shù)模型；重復(fù)上述步驟三至步驟八，直至數(shù)據(jù)殘差滿(mǎn)足精度要求，即為全波形反演獲得的模型。本發(fā)明的方法利用KR?OT目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)擬合體波和面波的地震數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)陸地地震勘探數(shù)據(jù)淺部和深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)的精細(xì)反演。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陸地勘探地震數(shù)據(jù)反演領(lǐng)域，具體涉及一種全波形目標(biāo)函數(shù)的設(shè)計(jì)及反演方法。

背景技術(shù)

面波對(duì)于陸地?cái)?shù)據(jù)全波形反演帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。面波振幅強(qiáng)，但是穿透深度淺。而深部成像依靠的是穿透深度較深的體波(包括壓縮波P波和剪切波S波)，面波的出現(xiàn)會(huì)掩蓋體波(尤其是反射波部分)對(duì)于反演的貢獻(xiàn)。目前流行的方法包括兩種。第一，將觀測(cè)數(shù)據(jù)中的面波濾除，使用聲波方程來(lái)擬合觀測(cè)到的體波部分。這種折衷方案減少了計(jì)算代價(jià)，但是只能在低頻帶適用。當(dāng)頻率增高之后，彈性效應(yīng)明顯，體波部分受到剪切波速度參數(shù)的影響也相應(yīng)增大；此時(shí)用聲波模擬體波并不合適。第二，放棄聲波反演，應(yīng)用彈性全波形反演，同時(shí)保留陸地?cái)?shù)據(jù)中的面波。由于面波的頻散特性，傳統(tǒng)的2范數(shù)目標(biāo)函數(shù)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)跳周問(wèn)題；目前流行的解決方法是使用其它目標(biāo)函數(shù)擬合面波，比如包絡(luò)線(xiàn)目標(biāo)函數(shù)。雖然面波會(huì)被部分?jǐn)M合，但面波殘差依然是比體波部分大很多，所以體波攜帶的模型深部信息無(wú)法被提取。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種陸地地震數(shù)據(jù)的全波形反演方法，該方法利用KR-OT目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)同時(shí)擬合體波和面波的地震數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)陸地地震勘探數(shù)據(jù)淺部和深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)的精細(xì)反演。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：

一種陸地地震數(shù)據(jù)的全波形反演方法，該方法具體包括以下步驟：

步驟一，建立陸地地震的光滑的初始化各向異性參數(shù)模型；

步驟二，從單炮地震記錄中獲取分頻帶的地震觀測(cè)記錄；

步驟三，根據(jù)參數(shù)模型和實(shí)際的地震觀測(cè)系統(tǒng)，獲取地震正演模擬合成數(shù)據(jù)集；

步驟四，計(jì)算合成地震數(shù)據(jù)與實(shí)際觀測(cè)地震數(shù)據(jù)的殘差δd_s,r；

步驟五，對(duì)于每一地震道，以體波第一個(gè)波包的中心作為高斯函數(shù)的中心點(diǎn)，計(jì)算高斯加權(quán)函數(shù)W_s,r(t)；

步驟六，利用上述步驟五求取的高斯加權(quán)函數(shù)W_s,r(t)，計(jì)算KR-OT伴隨場(chǎng)震源D_d；

步驟七，設(shè)定基于KR-OT伴隨場(chǎng)震源的目標(biāo)函數(shù)計(jì)算目標(biāo)函數(shù)參數(shù)模型更新的方向和大小，并利用目標(biāo)函數(shù)參數(shù)模型代替步驟三中使用的參數(shù)模型；

步驟八，重復(fù)上述步驟三至步驟七，直至最終的目標(biāo)函數(shù)滿(mǎn)足精度要求，此時(shí)的參數(shù)模型即為全波形反演在當(dāng)前頻帶所獲得的陸地地震數(shù)據(jù)的各項(xiàng)異性參數(shù)模型。

所述的步驟二的具體步驟如下：并從低頻到高頻，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行帶通濾波，獲取分頻帶的地震觀測(cè)記錄。

所述的步驟三的具體步驟如下：從最低頻帶開(kāi)始，采用交錯(cuò)網(wǎng)格，開(kāi)展復(fù)雜地質(zhì)情形下的地震波正演模擬計(jì)算，空間精度8階，時(shí)間精度2階，獲取地震正演模擬合成數(shù)據(jù)集。

所述的步驟四中的合成地震數(shù)據(jù)與實(shí)際觀測(cè)地震數(shù)據(jù)的殘差

所述的步驟五中的高斯加權(quán)函數(shù)

所述的步驟六中的伴隨場(chǎng)震源

所述的步驟七中的伴隨場(chǎng)震源的目標(biāo)函數(shù)