[發明專利]一種在相位空間利用相位解纏繞的地下介質參數反演方法

在審

• 申請號: 202011143818.0
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN113156497A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 杜向東;韓文明;張凱;張英德;曹向陽;張世鑫;陳寶書;劉志斌;李愛山;黃健良
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/28;G01V1/36
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王灝增

本發明提供一種在相位空間利用相位解纏繞的地下介質參數反演方法，包括用解纏繞后的相位替換目標函數中采樣前的波場，同時將波場方程替換為頻率域波動方程的相位形式，由此將由模型空間到波場空間的映射轉化為模型空間到相位空間的映射的步驟。本發明其具有以下優點：1.反演的非線性弱；2.對初始速度依賴性較小；3.可以直接反演地下的大尺度構造，分辨率高。

技術領域

本發明是關于一種在相位空間利用解纏繞相位對地下介質參數進行反演的方法，屬于油氣勘探地震資料處理領域。

背景技術

在地震數據處理的過程中，速度的準確性對地震處理至關重要，速度的不準確易導致地震成像位置不準確，從而影響地震解釋等工作。因此，對地震數據進行處理，以獲得準確的地下速度場，是地震數據處理中的重要環節之一。

在最小二乘的波形反演理論框架下，現有技術已經發展出針對不同問題的對應優化理論方法，例如多尺度波形反演、反射波波形反演和波場重構反演等，相位空間內的解纏繞相位反演作為一種新型的波形反演方法，由于利用解纏繞的相位信息進行反演，可以反映大尺度的地下構造；該方法在相位空間進行反演，其非線性得到了減弱。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種針對地下大尺度構造的利用解纏繞相位反演方法(Full Unwrapping Phase Inversion,下文簡稱為FUPI)。

本發明提供一種在相位空間利用相位解纏繞的地下介質參數反演方法，包括用解纏繞后的相位替換目標函數中采樣前的波場，同時將波場方程替換為頻率域波動方程的相位形式，由此將由模型空間到波場空間的映射轉化為模型空間到相位空間的映射的步驟。

進一步，本發明的在相位空間利用相位解纏繞的地下介質參數反演方法具體包括如下步驟：

1)觀測數據進行時頻轉換，對每炮轉換后的數據(時頻轉換后的數據)進行解纏繞，得到解纏繞的數據信息；

2)基于初始速度進行波場模擬，得到相應的相位信息，對相位信息進行解纏繞得到解纏繞的相位信息；

3)結合步驟1)的解纏繞的數據信息和步驟2)的解纏繞的相位信息得到相位殘差，進而得到伴隨相位；

4)基于步驟2)的解纏繞的相位信息和步驟3)的伴隨相位計算相位空間的模型梯度；

5)并通過迭代算法更新模型參數，直至炮記錄殘差的平方和小于閾值，得到反演的速度。

其中，所述步驟4)中的相位空間的模型梯度通過公式計算，其中θ(m_t)表示觀測到的真實相位，θ(m) 表示模擬的相位；θ_λ表示伴隨相位；h表示目標函數；F(θ，m)＝0表示波動方程的相位形式。

其中，所述步驟2)中，基于初始速度進行波場模擬，得到相應的相位信息：

頻率域波動方程的相位形式可以表示為：

(ω²diag[m(x)]+L)θ(x，ω)＝S(x，ω)，

其中ω表頻率，x是空間坐標，S表示激發地震的子波而L是離散的拉普拉自算子；代表波場u(x，ω)對應的相位。

其中，所述步驟2)中，伴隨相位可以通過伴隨狀態方程得到，所述伴隨狀態方程為F^*(θ_λ，m)＝(ω²diag[m(x)]+L)^*θ_λ(x，ω)＝P^*[Pθ(m)-θ(m_t)]，其中，θ_λ表示伴隨相位，x是空間坐標，θ(m_t)表示觀測到的真實相位，θ(m)表示模擬的相位； L是離散的拉普拉自算子，m表示當前介質參數。