[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

本發明公開了一種基于Rytov?WKBJ近似的疊前地震反演方法。包括以下步驟：步驟1：獲取儲層的共中心點疊前地震數據、疊前角道集數據、疊后地震數據和測井數據；步驟2：獲得深度域地震數據；步驟3：利用地震層位數據和儲層的測井數據構建深度域低頻模型；步驟四：構建目標函數；步驟5：利用高斯?牛頓法求解目標函數獲得模型更新量，并更新模型擾動量；步驟6：若疊前地震角道集數據和合成地震數據兩者的誤差水平達到預設殘差閾值，輸出反演結果，反之進入步驟7；步驟7：更新迭代次數，返回步驟4進入下一次迭代，直至迭代終止。本發明應用于疊前地震反演中，可有效且快速的模擬強非均質性、復雜地質構造儲層的復雜地震波場。

技術領域

本發明屬于地震勘探技術領域，具體涉及一種基于Rytov-WKBJ近似的疊前地震反演方法。

背景技術

隨著全球范圍內對石油和天然氣需求的不斷增長，油氣勘探方向逐步由傳統的簡單構造油氣儲層轉向復雜地質構造油氣儲層^[1]。這些復雜地質構造油氣儲層往往具有較強的非均勻性及橫向不連續性。目前常規地震反演算法仍主要針對地質構造相對簡單的儲層開展研究，因此如果將該類算法用于預測地質構造相對復雜的儲層時，則會引起構造和巖性預測的偏差。對于構造較為復雜的儲層而言，由于可能存在斷層、裂縫、以及特殊地質體等原因，對儲層的準確定位和描述提出了更好的要求^[2-3]。因此，針對目前復雜地質構造油氣儲層反演預測的技術瓶頸，需要開展針對性理論研究，以提高該類儲層地震反演的預測精度，為后期的精準開發提供可靠的數據支撐。

不同于構造較為簡單、地層平緩的地層，復雜構造儲層常發育有斷層、裂縫以及特殊地質體。而正是這些非均質體的存在，地震波場表現出較強的散射特征^[4-5]。在傳統的地震儲層彈性參數預測中，通常基于Zoeppritz及其近似式的AVO/AVA反演是目前應用最為廣泛的技術方法。然而這種基于半空間無限介質、單一界面假設條件的方法，并不能用于模擬非均勻性較強的復雜地質構造儲層的地震波場。而基于一維波動方程的反射率法反演，也無法克服這一缺陷。因此，基于散射積分方程求解的正演模擬方法被提出應用于地震反演算法當中。原則上講，Green函數只能用于描述均一介質條件下點源所產生的波場，而對于復雜背景條件下Green函數是沒有解析波場的^[6]。WKBJ近似的提出使得復雜構造條件下，求解散射積分方程成為可能，進而提出了Lippmann-Schiwinger方程^[7]。然而求解Lippmann-Schiwinger方程，需要消耗大量的計算量。因此Born近似的引入使得該方法得以在工業生產中得到應用。然而Born近似是通過對波場振幅的泰勒展開并省去高階項得到的線性化公式，其地震波場模擬精度不高^[8-10]。因此基于Born-WKBJ近似的地震波正演模擬，很難用于準確模擬強擾動所引起的波場^[11-13]。不準確的波場模擬也會導致最終反演結果出現偏差。

模擬地震波在非均勻性強的復雜地質構造介質傳播是影響地震反演結果質量的重要因素。在Lippman-Schwinger方程的基礎上，引入更為精確的近似替代一階Born近似是提高地震波模擬精度的關鍵因素。

[1]Sen,M.K.,and I.G.Roy,2003,Computation of differential seismogramsand iteration adaptive regularization in prestack waveform inversion:Geophysics,68,2026-2039.

[2]Abubakar,A.,P.M.van den Berg,and S.Y.Semenov,2004,A robustiterative method for born inversion:IEEE Transactions on Geoscience andRemote Sensing,42,342-354.