[發明專利]一種基于Rytov-WKBJ近似的疊前地震反演方法

有效

• 申請號: 202110207893.7
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN113031067B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 黃廣譚
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/36;G01V1/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于Rytov-WKBJ近似的疊前地震反演方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：獲取儲層的共中心點疊前地震數據、疊前角道集數據d_obs、疊后地震數據和測井數據，疊前角道集數據d_obs包含全波場數據；

步驟二：對共中心點疊前地震數據進行動校正，獲取均方根速度信息，對時間域的疊前角道集地震數據進行時-深轉換，獲得深度域地震數據；

步驟三：對油氣儲層的疊后地震數據進行層位拾取，獲得油氣儲層段附近的地震層位數據，并利用地震層位數據和儲層的測井數據，基于反距離加權或克里金插值方法構建深度域低頻模型；

所述低頻模型由儲層的拉梅常數λ₀、μ₀以及密度參數ρ₀構成；其中，λ₀、μ₀和ρ₀為將低頻測井數據中的拉梅常數λ、μ和密度ρ進行空間插值獲取的結果；

步驟四：構建目標函數；

定義目標函數如下：

J(χ_i-1)＝||d_obs-P_s||₂+λ||χ_i-1||₂

其中，d_obs為疊前角道集數據，λ為拉梅常數；P_s為合成地震數據即散射波場；

將低頻模型作為背景模型m₀；χ_i-1表示反演模型m_i-1與背景模型m₀的差，即模型擾動量；i為迭代次數；

步驟五：利用高斯-牛頓法求解步驟四的目標函數，獲得模型更新量g_i，并更新模型擾動量；

步驟六：根據疊前地震角道集數據d_obs和合成地震數據P_s，計算兩者的誤差水平是否達到預設的殘差閾值；若達到預設的殘差閾值，將更新的模型擾動量χ_i轉換為對應的反演模型m_i，并輸出反演結果m_i；反之，進入步驟七；

步驟七：更新迭代次數，返回步驟四進入下一次迭代，直至達到預設殘差要求，則終止迭代過程；

所述步驟四中的合成地震數據P_s由模型擾動量χ和背景地震波場P₀計算得到，具體過程如下：

1)合成地震數據P_s和全波場P之間的關系如下：

P_s＝jωΔr·Gχ_i-1P

其中，j為復數單位，ω表示角頻率，Δr表示空間任意點到震源的距離，χ_i-1為模型擾動量，P和P_s分別代表全波場和合成地震數據；

全波場P等于背景地震波場P₀與合成地震數據P_s的加和，即：

P＝P₀+P_s

其中，背景地震波場P₀為背景模型所產生的地震波場；

2)令V(χ_i-1)＝jωΔr·χ_i-1，將其帶入公式P_s＝jωΔr·Gχ_i-1P中，并根據P＝P₀+P_s得到全波場：

P＝[I-GV(χ_i-1)]^-1P₀

其中，I表示單位對角矩陣；

3)通過引入Rytov近似計算合成地震數據P_s：

首先對公式P＝[I-GV(χ_i-1)]^-1P₀進行泰勒展開得到：

保留一階近似，則：

P＝P₀[1+φ(r)]

其中，φ表示相位角，r表示地震波接收點相對震源激發位置的傳播距離；

然后根據Rytov近似，令P＝P₀ exp[φ(r)]，并將V(χ_i-1)＝jωΔr·χ_i-1代入公式后得線性化近似式：

φ(χ_i-1)＝GjωΔr·χ_i-1

將φ(χ_i-1)＝GjωΔr·χ_i-1代入P＝P₀[1+φ(r)]中，進而通過公式P＝P₀+P_s得到合成地震數據P_s：

P_s＝GjωΔr·χ_i-1P₀

令F＝GjωΔrP₀，對合成地震數據P_s進行簡化得到：

P_s＝Fχ_i-1。