[發明專利]一種數據阻尼全波形反演方法、裝置和計算機設備

有效

• 申請號: 202110324106.7
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113050160B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 周輝;方金偉;陳漢明
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 劉飛;賈磊

本文提供了一種數據阻尼全波形反演方法、裝置和計算機設備，其中方法包括：基于觀測數據、模擬數據和衰減函數，構建表征觀測數據與模擬數據之間數據殘差的目標函數；獲取震源的正傳波場；根據衰減函數獲得虛擬震源的反傳波場；根據正傳波場、反傳波場和目標函數關于速度場模型參數的梯度計算表達式，計算速度場模型參數的梯度；根據梯度對速度場模型參數進行迭代更新，直至數據殘差達到設定閾值或迭代更新次數達到預設值。本文提供的一種數據阻尼全波形反演方法，使用分段衰減函數作用于反傳源以模擬得到反傳波場，再分別對正傳和反傳波場實施波場解耦計算，能夠有效地降低反演中高波數噪聲的影響，從而得到高精度的反演結果。

技術領域

本發明涉及石油地地震勘探速度建模技術領域，尤其是一種數據阻尼全波形反演方法、裝置和計算機設備。

背景技術

石油和天然氣等能源產業支撐著我國經濟的快速穩定發展。隨著石油、天然氣勘探開發程度的加深，一些埋藏淺、構造簡單的油氣藏已經逐漸開發殆盡。為了實現對埋藏深、構造復雜及巖性油氣藏的開發利用，亟需先進的勘探手段和高精度的成像技術。近些年來，主要發展寬頻帶、寬方位、高密度的地震數據采集技術，通過地震成像技術來實現地下參數的高信噪比、高分辨率以及高保真度的建模。最終依據成像結果，進行地質解釋、油藏定位以及井位確定等工作。

全波形反演(Full Waveform Inversion，FWI)以層析反演或者速度分析結果為初始模型，可實現高分辨率的速度建模，結合保幅的偏移成像方法，獲得高質量的成像剖面，為地質解釋提供支撐和依據，因此全波形反演成為近些年來的研究熱點之一。然而，計算效率低下是制約全波形反演進行大規模計算以及實際資料處理的主要因素，現有的一種解決方法是使用震源編碼策略，其思想是通過某種震源組合方式將很多單炮形成一個超級震源，從而減少波場模擬的次數。其中被廣泛應用的一種為基于頻率選擇的同時源全波形反演方法，它可以獲得無串擾的反演結果，但是在一定程度上存在著反演質量差的現象：當初始模型和真實模型相差較大時，低頻模型不能被充分的更新，會導致模型里的高波數信息不能正確地更新，從而產生比較嚴重的高波數噪聲。

因此，如何提供一種新的同時源反演方法，能夠克服現有技術存在的反演精度差的問題是本領域技術人員亟需解決的技術難題。

發明內容

針對現有技術的上述問題，本文的目的在于，提供一種數據阻尼全波形反演方法、裝置和計算機設備，以解決現有技術中同時源反演產生的高波數噪聲問題。

為了解決上述技術問題，本文的具體技術方案如下：

第一方面，本文提供一種數據阻尼全波形反演方法，包括：

基于觀測數據、模擬數據和衰減函數，構建表征所述觀測數據與所述模擬數據之間數據殘差的目標函數；

獲取震源的正傳波場；

根據所述衰減函數獲得虛擬震源的反傳波場，所述虛擬震源與所述震源相對應；

根據所述正傳波場、所述反傳波場和所述目標函數關于速度場模型參數的梯度計算表達式，計算所述速度場模型參數的梯度；

根據所述梯度對所述速度場模型參數進行迭代更新，直至所述數據殘差達到設定閾值。

具體地，所述衰減函數為：

其中，α_γ為常數，m∈Z，T_p為最小積分區間。

具體地，所述目標函數為：