[發明專利]一種復雜近地表條件下的初至波旅行時層析反演方法

在審

• 申請號: 201911375950.1
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111045078A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 喬寶平;王益嬋;潘自強;黃偉傳;曹成寅;胡英才
• 申請（專利權）人: 核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 王婷

本發明屬于陸上地震勘探技術領域，具體涉及一種復雜近地表條件下的初至波旅行時層析反演方法，包括：步驟一：人工提取出地震波場；步驟二：重構虛折射波場；步驟三：重構褶積型超級虛折射波場；步驟四：重構相關型超級虛折射波場；步驟五：重構疊加超級虛折射波場；步驟六：拾取初至波旅行時信息；步驟七：建立網格模型初始條件和邊界條件，生成初始網格模型；步驟八：生成最終正交貼體網格模型數據；建立初始化慢度參數模型，步驟九：獲取正演模擬合成數據集；步驟十：計算合成初至波旅行時與步驟六拾取的初至波旅行時的殘差函數；步驟十一：求取伴隨狀態變量λ更新參數模型；步驟十二：重復步驟九至十一，得到初至波旅行時層析反演參數模型。

技術領域

本發明屬于陸上地震勘探技術領域，具體涉及一種復雜近地表條件下的初至波旅行時層析反演方法。

背景技術

在高頻近似的假設條件下，彈性波動力方程可以簡化為程函方程和傳遞方程，通過求解這兩個方程可以得到地震初至波旅行時和振幅信息。而基于初至波旅行時的層析反演可以獲取地下介質的物性參數信息，為后續的全波形反演提供初始的宏模型。但是，在陸地勘探中，復雜的地形起伏和近地表的非均勻性往往會帶來地震波旅行時的劇烈擾動，尤其在地震記錄的遠偏移距處，初至波場往往由于信噪比太低而無法準確分辨，進而影響了靜校正的效果和偏移成像的質量。另一方面，在層析反演迭代的過程中，需要大量的正演計算，使得對正演方法的高效性也提出很高要求。但是，當存在地形起伏和低降速帶的時候，強介質參數的變化會給正演模擬帶來巨大困難，往往需要大量細致的網格剖分，進而導致計算成本過高而無法滿足實際勘探的需求。

因此，基于復雜近地表條件下的地震波傳播穩定、高效和準確的正演模擬亦面臨巨大挑戰。以上兩方面問題已經成為制約初至波旅行時層析反演，甚至全波形反演的關鍵因素，嚴重影響了復雜近地表條件下地震勘探的效果。

在此基礎上繼續研究設計一種適用于復雜近地表條件下的初至波旅行時層析反演方法，用以實現陸地地震勘探數據宏參數模型的精確計算。

發明內容

本發明目的是針對現有技術的不足，提供一種復雜近地表條件下的初至波旅行時層析反演方法，用于解決現有技術中無法準確的對陸地地震勘探數據宏參數模型進行精確計算的技術問題。

本發明的技術方案如下所述：

一種復雜近地表條件下的初至波旅行時層析反演方法，包括如下步驟：

步驟一：針對實際采集的地震單炮記錄進行時窗截取，人工提取出包含直達波和折射波初至的地震波場；

步驟二：針對不同的虛震源點A、檢波點B，重構出A點激發、B點接收的虛折射波場；

步驟三：針對實際震源點X、不同檢波點B，重構出X點激發、B點接收的褶積型超級虛折射波場；

步驟四：針對實際震源點X、不同檢波點A，重構出X點激發、A點接收的相關型超級虛折射波場；

步驟五：針對實際震源點X、不同檢波點R，重構出X點激發、R點接收的疊加超級虛折射波場；

步驟六：基于步驟五重構的初至波場，采用自動追蹤加人工修正的方法，拾取初至波旅行時信息；

步驟七：針對實際采集的炮點和檢波點分布的位置信息，建立網格模型的初始條件和邊界條件，并插值生成初始網格模型；

步驟八：利用Gauss-Seidel迭代法對網格模型進行迭代更新，直至滿足精度要求，生成最終正交貼體的網格模型數據；在此基礎上，建立初始化的慢度參數模型，其慢度分布沿深度方向呈常慢度梯度變化；

步驟九：根據參數模型和實際的觀測系統信息，基于快速掃描算法的自適應程函方程求解方法，開展復雜近地表條件下的初至波旅行時正演模擬計算，獲取正演模擬合成數據集；