[發(fā)明專利]基于時頻域目標(biāo)函數(shù)的鹽下構(gòu)造最小二乘逆時偏移方法

有效

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• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111999764B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡勇;許永忠;胡明順;楊磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/32;G01V1/34
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 程化銘

本發(fā)明公開了一種基于時頻域目標(biāo)函數(shù)的鹽下構(gòu)造最小二乘逆時偏移方法，利用地震信號的時頻域局部化特征和弱地震信號的時頻域振幅相位信息，提高鹽下構(gòu)造的成像精度。首先，對地震信號進(jìn)行時頻變換，構(gòu)建時頻域最小二乘偏移目標(biāo)函數(shù)；其次，引入振幅調(diào)節(jié)因子，增強(qiáng)時頻域目標(biāo)函數(shù)中相位信息的權(quán)重，減弱地震數(shù)據(jù)振幅信息對深部成像結(jié)果影響，提高鹽下構(gòu)造對應(yīng)的弱地震信號的成像精度；最后，推導(dǎo)時頻域振幅相位聯(lián)合目標(biāo)函數(shù)對應(yīng)的梯度算子，并利用優(yōu)化算法對擾動模型進(jìn)行更新迭代。通過鹽丘模型的數(shù)值測試，驗證了本專利方法可以獲得鹽下構(gòu)造的高精度成像結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種地下構(gòu)造逆時偏移方法，具體說是一種基于時頻域目標(biāo)函數(shù)的鹽下構(gòu)造最小二乘逆時偏移方法。

背景技術(shù)

隨著油氣勘探技術(shù)的不斷發(fā)展，對地下構(gòu)造探測精度需求逐漸提高，如今正從構(gòu)造勘探階段逐步轉(zhuǎn)向巖性勘探階段。偏移方法在地下構(gòu)造成像中占有重要的地位，多年來為了不斷地提高地下構(gòu)造的成像精度，從基于射線理論的Kirchhoff偏移和波束偏移方法，逐漸發(fā)展為基于波動理論的偏移方法(Baysal等，1983)。在復(fù)雜構(gòu)造成像過程中，逆時偏移方法具有成像精度高的優(yōu)點，能夠適用于橫向速度變化劇烈的區(qū)域，獲取地下模型高精度反射系數(shù)(Xu等，2011)。但是逆時偏移算子是正演算子的共軛轉(zhuǎn)置，而不是它的逆(Claerbout 1992)。因此在觀測范圍有限的情況下，基于互相關(guān)成像條件的逆時偏移方法會產(chǎn)生低頻噪音，降低分辨率，無法獲得準(zhǔn)確的反射系數(shù)。

針對逆時偏移成像過程中存在的問題，發(fā)展了最小二乘逆時偏移方法，并在反演的理論框架下，利用反偏移數(shù)據(jù)來不斷地與觀測數(shù)據(jù)相匹配，并通過優(yōu)化算法更新迭代，最終獲取地下高精度反射系數(shù)信息。關(guān)于最小二乘偏移方法，首先由Nemeth等(1999)在最小二乘目標(biāo)函數(shù)的框架下實現(xiàn)了Kirchhoff偏移。隨后，Dai等(2011，2012)利用多源地震數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘逆時偏移測試，很大程度上提高了計算效率。任浩然等(2013)將Hessian算子應(yīng)用于最小二乘逆時偏移中，得到相對振幅保真的成像結(jié)果，改善了地震偏移成像的精度。Tan等(2014)在原始最小二乘逆時偏移方法的基礎(chǔ)上，提出了波場分離成像條件，并通過更新震源波場實現(xiàn)陡傾角斷層的高精度成像。為了克服初始模型依賴問題，劉玉金等(2015)提出擴(kuò)展成像條件下的最小二乘逆時偏移方法，測試結(jié)果表明該方法可以獲得更準(zhǔn)確的振幅屬性信息。此外，為了減弱地震數(shù)據(jù)振幅信息對成像結(jié)果的影響，在互相關(guān)目標(biāo)函數(shù)的基礎(chǔ)上提出了很多改進(jìn)的偏移方法(Zhang等，2015；Liu等2016；李慶洋等，2016；Liu等，2017；Yi等，2019)。陳生昌和周華敏(2018)在反射波動方程的基礎(chǔ)上，考慮了入射波傳播算子與反射波傳播算子對偏移成像作用的不同。方修政等(2018)指出基于常規(guī)互相關(guān)成像條件的最小二乘逆時偏移方法梯度含有很強(qiáng)的低頻噪音，為此提出了基于逆散射成像條件的最小二乘逆時偏移方法方法。鞏向博等(2019)利用多源地震數(shù)據(jù)，在稀疏約束的理論框架下，針對小尺度地質(zhì)構(gòu)成像問題造展開研究。Liu等(2020)在單步最小二乘逆時偏移方法的理論框架下，加入了Gabor反褶積濾波，增強(qiáng)模擬數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)的可匹配程度，進(jìn)而提高鹽下構(gòu)造的成像精度。Li等(2020)通過引入權(quán)重因子衰減地震數(shù)據(jù)中較強(qiáng)的反射波信息，進(jìn)而實現(xiàn)增強(qiáng)地下的散射信號，有效地提高了深部構(gòu)造的成像質(zhì)量。經(jīng)過多年的研究，最小二乘逆時偏移方法技術(shù)得到了很快地發(fā)展，逐漸成為當(dāng)前的研究熱點問題。但是地震波場在地下傳播是一個極其復(fù)雜的過程，受到粘彈介質(zhì)的影響，致使在數(shù)據(jù)的匹配過程中的振幅信息對最小二乘逆時偏移結(jié)果影響較為嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，利用地震信號的時頻域局部化特征，提出了一種基于時頻域目標(biāo)函數(shù)的鹽下構(gòu)造最小二乘逆時偏移方法，充分利用弱地震信號的時頻域相位信息，提高地構(gòu)造的成像精度。

本發(fā)明基于時頻域目標(biāo)函數(shù)的鹽下構(gòu)造最小二乘逆時偏移方法，其步驟是：

步驟1.使用MATLAB軟件及其地震數(shù)據(jù)處理軟件Crews工具包對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并將預(yù)處理后的地震數(shù)據(jù)作為時頻域最小二乘逆時偏移的數(shù)據(jù)輸入。