[發明專利]一種基于漸進數據同化方法的震相特征識別波形反演方法

有效

• 申請號: 202010566721.4
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111722287B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 阮友誼;江文彬;王文闖
• 申請（專利權）人: 南京大學;中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司
• 主分類號: G01V1/36
• 分類號: G01V1/36;G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 彭雄

1.一種基于漸進數據同化方法的震相特征識別波形反演方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，獲取實際觀測地震記錄，作為觀測波形數據；

步驟2，利用傳統方法構建初始速度模型；

步驟3，針對每個震源，獲取震源子波；

步驟4，根據實際觀測系統設置炮點與檢波器位置，基于步驟2獲得的速度和步驟3獲得震源子波，利用譜元法進行波形正演獲得理論波形數據；

步驟5，存儲步驟4獲得的理論波形數據；

步驟6，將觀測波形數據和理論波形數據進行預處理；

步驟7，針對預處理后的觀測波形數據和理論波形數據，按照1-3倍主周期長度劃分為連續的波形段；

步驟8，對步驟7中選取的每一個波形段內的觀測波形數據和理論波形數據進行對比，比較其振幅比、互相關系數和互相關走時差，其公式為：

其中，ΔA為振幅比，T₁與T₂分別表示波形時窗的起始點與終點，A_d與A_s分別表示時窗T₁至T₂內觀測數據與理論數據的振幅平方和，d(t)為某個時窗內的觀測波形數據，s(t)為某個時窗內的理論波形數據，C(t)為d(t)與s(t)的互相關函數，t表示互相關函數的時間變量，t'表示理論波形時間采樣點，假設t＝Δt時C(t)函數值最大，C(t)函數值最大為C_ds；則該時窗內數據的互相關系數和互相關走時差分別為C_ds與Δt；若該時窗內d(t)與s(t)滿足以下條件：C_ds0.6，-T/2ΔtT/2,-1ΔA1，則該時窗符合擬合標準，進行下一步波形反演，T表示波形的周期；

波形反演目標函數為：

其中，Φ(m)表示波形反演目標函數，r表示檢波器，s表示震源理論數據，D_d表示預處理后的觀測波形，D_s表示預處理后的理論波形，t表示波形時間采樣點，T₁和T₂分別代表一段時窗的起點與終點，D為作用于地震波形數據的處理算子，x_r與x_s為檢波點和炮點坐標，m表示模型參數，d表示震源觀測數據；

步驟9，構建伴隨源函數，不滿足步驟8擬合標準的時窗內伴隨源設為0，同時，對不連續的波形段兩端進行平滑處理；

步驟10，計算正向傳播波場和逆時反向傳播伴隨波場，將兩個波場進行零時延互相關計算梯度；

步驟11，估計反演更新的步長，步長與梯度的乘積即為模型更新量，通過模型更新量對速度模型進行更新；

步驟12，通過更新的速度模型進行波形正演，計算觀測波形數據和理論波形數據的差值，判斷目標函數是否收斂；若不收斂，在該更新的速度模型的基礎上重復步驟3-12，迭代更新速度模型；若收斂，則該速度模型為最終反演結果，進入步驟14；

步驟14輸出最終反演結果。

2.根據權利要求1所述基于漸進數據同化方法的震相特征識別波形反演方法，其特征在于：步驟2中通過走時層析成像方法或者偏移速度分析方法獲得速度。

3.根據權利要求2所述基于漸進數據同化方法的震相特征識別波形反演方法，其特征在于：步驟3中震源子波通過近偏移距數據沿初至時間疊加獲得。

4.根據權利要求3所述基于漸進數據同化方法的震相特征識別波形反演方法，其特征在于：步驟6預處理包括去噪、濾波、截取。