[發明專利]數據驅動的快速構造約束疊前地震多道反演方法

有效

• 申請號: 202110339971.9
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113156500B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 李坤;印興耀;楊亞明;宗兆云
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/36
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 亓贏

本發明公開了一種數據驅動的快速構造約束疊前地震多道反演方法。該方法包括：步驟1，估算地層傾角，并在旋轉坐標系下分別構建平行于地層傾角和垂直于地層傾角的構造算子；步驟2，基于地震數據的互相關系數描述地下介質的地震反射特征，并構建數據局部優化算子；步驟3，構建數據驅動的快速構造約束疊前地震多道反演方法的目標泛函；步驟4，構建數據驅動的快速構造約束疊前地震反演的優化算法，并進一步驗證反演方法的可行性。本發明從地震反射系數近似方程出發，考慮地下介質局部連續性和地震資料本身信噪比對反演結果的影響，能實現地下介質各彈性參數的穩定反演。

技術領域

本發明針對油氣地震勘探領域，涉及復雜地質構造區域和地震資料質量低的疊前地震多道反演，特別是高傾角構造區的彈性參數確定性預測。

背景技術

疊前地震反演作為油氣地球物理勘探領域獲取地下介質彈性、物性、巖性和含流體性質的關鍵技術，是儲層定量預測和含油氣性檢測的重要途徑。基于地震振幅隨偏移距或角度變化(Amplitude variation with offset/angle)信息，疊前地震反演通過地下介質彈性、物性參數與地層反射系數的定量關系，實現儲層巖性圈閉刻畫和含油氣性展布研究。然而，疊前地震反演具有強不確定性和不穩定性，反演參數的空間連續性有待改善。基于此，將多道地震處理技術應用于疊前地震反演的研究越來越廣泛。多道地震處理技術考慮地震數據相鄰地震道的相關性，能夠有效壓制隨機噪聲，提高地震解釋的穩定性。多道地震處理技術在地震勘探領域已經被廣泛研究，例如：噪聲壓制、地震資料處理和地震資料插值等。

近年來，多道地震處理技術由于其穩定性強而發展迅速，尤其是多道地震反演技術。一維橫向無約束多道地震反演(laterally unconstrained inversion(1D-LUI))是一種經典的多道反演方法，與單道地震反演相比，能有效壓制噪聲。實際上，1D-LUI僅求解反演參數的全局最優解，未考慮相鄰地震道的內在聯系，反演參數的連續性有待提高。與之相比，一維橫向約束多道反演技術(laterally constrained inversion(1D-LCI))具有更好的橫向連續性，該技術假設地下介質為水平層狀分布，通常用一個全變差算子最為橫向約束。1D-LCI在地下結構簡單、成層分布時，通常能取得好的應用效果，然而當地下結構復雜時，該方法容易出現地層邊界過于平滑或邊界模糊的現象，降低反演參數的分辨率，尤其在高傾角區域。基于此，基于地下構造或地震反射特征的橫向約束方法相繼被提出。目前，多道地震反演的研究趨向于發展更合理、更符合實際情況的橫向約束或空間約束。然而，橫向約束算子引入目標泛函通常采取降維策略，即將地震數據逐道排列成一列向量，這不可避免的會產生大型矩陣，嚴重影響了計算機存儲和運算效率，制約其廣泛實際應用。為克服這一問題，許多相應的快速算法相繼發展，如Block Coordinate Dencent(BCD)快速算法，該算法的思想是在每次迭代中逐道估計局部最優解直至收斂，這使得實現大規模的地震資料多道反演相對容易。然而，BCD算法在每次迭代中循環估計各個地震道，解決了計算機存儲問題，但計算效率提高并不明顯，并且逐道估計局部最優解來逼近全局最優解，不能保證反演參數為全局的最優解，且地震反演的精度仍需要進一步得到改善。

發明內容

本發明要解決的就是復雜構造區域疊前地震反演缺乏穩定性和連續性的問題。

為實現上述目的，解決現有方法存在的關鍵問題，本發明采用下述技術方案：一種數據驅動的快速構造約束疊前地震多道反演方法，其包括如下步驟：

步驟1，估算地層傾角，并在旋轉坐標系下分別構建平行于地層傾角和垂直于地層傾角的構造算子；

步驟2，基于地震數據的互相關系數描述地下介質的地震反射特征，并構建數據局部優化算子；

步驟3，構建數據驅動的快速構造約束疊前地震多道反演方法的目標泛函；

步驟4，構建數據驅動的快速構造約束疊前地震反演的優化算法。

優選的，所述步驟1包括：