[發明專利]局部平面波域彈性波成像方法及裝置

在審

• 申請號: 202011192235.7
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112415590A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 岳玉波;宋強功;張建磊;岳媛媛;慕文韜;吳建魯
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/34
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 單曉雙;董驍毅

本發明提供了一種局部平面波域彈性波成像方法及裝置。所述方法包括：根據速度擾動公式得到彈性波的反射率；利用彈性波的反射率，根據Born近似理論，輸入光滑的彈性波速度模型及彈性波反射率模型，計算彈性波高斯束Born正演的多波型局部平面波數據，將其作為反演觀測數據；利用彈性波高斯束疊加的Born正演模擬，得到正演模擬局部平面波數據；在多波型局部平面波域構建目標函數，利用共軛梯度算法對目標函數進行迭代求解，將目標函數的極小值對應的解作為彈性波成像結果。本發明在最小二乘偏移框架下，迭代更新彈性波成像剖面，使成像振幅趨近于地層真實的反射率，達到保幅成像的目的，成像分辨率得到提高，串擾噪聲得到壓制。

技術領域

本發明涉及石油地球物理勘探地震數據成像技術領域，尤指一種局部平面波域彈性波成像方法及裝置。

背景技術

高斯束偏移作為一種靈活、準確、高效的深度域偏移成像方法，兼具射線類和波動方程類偏移成像的優勢，適用于復雜地質構造，特別是三維陡傾構造的成像。然而，傳統高斯束偏移成像技術，由于偏移算子僅僅是正演算子的共軛轉置，不是它的逆算子，因此成像模糊，無法實現地層高保真度的成像。隨著計算機技術的飛速發展和對復雜構造油氣藏精確成像的需求，最小二乘偏移成為保幅偏移成像的一種新的思路，該方法將成像問題作為一個反問題處理，在最小二乘目標函數的約束下，反演地層真實的反射率。

目前最小二乘高斯束偏移成像技術主要限于聲波方面，針對各向同性和各向異性介質彈性波高斯束最小二乘偏移方法的討論非常少。最小二乘偏移通常采用梯度引導的方法迭代求解，每一次迭代都包含一次從震源到地下散射點的正向傳播，和一次來自接收點位置的反向傳播，因此需要很大的計算量。并且，對于三維最小二乘偏移成像的應用，計算量更是成倍地增加。另外，該反演方法存在不適定性，原因包含震源子波的頻率范圍有限、實際地震觀測數據中通常包含一定程度的噪聲和非一次反射波等因素。

發明內容

本發明實施例的主要目的在于提供一種局部平面波域彈性波成像方法及裝置，實現靈活、高效的彈性波高斯束最小二乘偏移成像，得到振幅準確、分辨率高的彈性波成像剖面。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種局部平面波域彈性波成像方法，所述方法包括：

根據速度擾動公式得到彈性波的反射率；

利用所述彈性波的反射率，根據Born近似理論，輸入光滑的彈性波速度模型及彈性波反射率模型，計算得到彈性波高斯束Born正演的多波型局部平面波數據，將所述彈性波高斯束Born正演的多波型局部平面波數據作為反演觀測數據；

利用彈性波高斯束疊加的Born正演模擬，得到正演模擬局部平面波數據；

根據所述反演觀測數據及所述正演模擬局部平面波數據，在多波型局部平面波域構建目標函數，利用共軛梯度算法對所述目標函數進行迭代求解，將所述目標函數的極小值對應的解作為彈性波成像結果。

可選的，在本發明一實施例中，所述利用彈性波高斯束疊加的Born正演模擬，得到正演模擬局部平面波數據包括：利用彈性波高斯束疊加的Born正演模擬，確定基于彈性波高斯束疊加的Born正演模擬的地震波場表達式；根據所述地震波場表達式，得到正演模擬局部平面波數據。

可選的，在本發明一實施例中，所述根據所述反演觀測數據及所述正演模擬局部平面波數據，在多波型局部平面波域構建目標函數包括：在多波型局部平面波域，確定所述反演觀測數據及所述正演模擬局部平面波數據的數據殘差，將所述數據殘差的二范數作為所述目標函數。

可選的，在本發明一實施例中，所述利用共軛梯度算法對所述目標函數進行迭代求解，將所述目標函數的極小值對應的解作為彈性波成像結果包括：對所述目標函數中數據殘差做偏移，根據數據殘差的偏移，利用共軛梯度算法進行迭代求解，得到所述目標函數的極小值對應的解，并將其作為彈性波成像結果。