[發(fā)明專利]應(yīng)用于實際區(qū)全波形反演的地震資料預(yù)處理方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110606528.3
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN115480303A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳家昀;慎國強;王玉梅;任海亭;王希萍;高俠;周琨;王鐘遠;趙華;余鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37224
• 代理人: 劉亞寧

1.一種應(yīng)用于實際區(qū)全波形反演的地震資料預(yù)處理方法，其特征在于，其包括以下步驟：

獲取地震炮集數(shù)據(jù)和初始模型數(shù)據(jù)，并進行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)；

將地震炮集數(shù)據(jù)進行波場分離，拆分直達波數(shù)據(jù)和有效波數(shù)據(jù)，并基于直達波數(shù)據(jù)提取震源子波；

根據(jù)穩(wěn)定性條件和頻散條件，對初始模型數(shù)據(jù)進行網(wǎng)格規(guī)則化；

采用快速線性插值算法對炮集有效波數(shù)據(jù)進行重采樣和歸一化；

建立炮集觀測系統(tǒng)索引數(shù)據(jù)；

開展實際區(qū)疊前全波形反演。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取的地震炮集數(shù)據(jù)使用前需要進行優(yōu)化處理，所述優(yōu)化處理包括面波壓制、噪音衰減、能量補償、多次波壓制；

對于聲波全波形反演，獲取的初始模型數(shù)據(jù)包括初始縱波速度模型；對于彈性波全波形反演獲取的初始模型數(shù)據(jù)包括初始縱波速度模型、初始橫波速度模型和初始密度模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的方法：將地震炮集數(shù)據(jù)和初始模型數(shù)據(jù)的地理坐標(biāo)根據(jù)旋轉(zhuǎn)原則變換至主測線方向為南北向或東西向的相對坐標(biāo)，旋轉(zhuǎn)公式為：

式中，x、y為原始坐標(biāo)；x₀、y₀為旋轉(zhuǎn)中心點坐標(biāo)，常采用首道坐標(biāo)為旋轉(zhuǎn)中心點；x’、y’為旋轉(zhuǎn)后坐標(biāo)；θ為旋轉(zhuǎn)角度，以逆時針為正；

若數(shù)據(jù)采集方向本身為正南北向或正東西向，則不需要進行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)原則，包括就近旋轉(zhuǎn)原則和手性旋轉(zhuǎn)原則，近旋轉(zhuǎn)原則是指將二維地震數(shù)據(jù)以最小的角度旋轉(zhuǎn)至南北向或東西向；手性旋轉(zhuǎn)原則是指根據(jù)地震采集方向確定地震數(shù)據(jù)的手性，進而旋轉(zhuǎn)至對應(yīng)手性的南北向或東西向主測線方向，其中，南北向采集的數(shù)據(jù)為典型的右旋手性，而東西向采集的數(shù)據(jù)為典型的左旋手性，以此為依據(jù)確定斜測線數(shù)據(jù)的手性。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，地震炮集數(shù)據(jù)進行波場分離的方法：將炮集數(shù)據(jù)拆分為直達波數(shù)據(jù)和有效波數(shù)據(jù)，即依據(jù)地表速度估算直達波到達時間，進而拆分出直達波范圍和有效波范圍；直達波到達時間由下式確定：

式中，t₀為直達波到達的時間，s為目標(biāo)道的炮檢距，v_x為初始縱波速度模型中的地表采樣點速度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對初始模型進行網(wǎng)格規(guī)則化方法：根據(jù)穩(wěn)定性條件和頻散條件確定初始模型在x、y、z三個方向的網(wǎng)格間距，再采用線性插值的方法計算得到規(guī)則化的初始模型數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，根據(jù)下式確定穩(wěn)定性條件：

式中，c_m為高階有限差分因子，v(x,y,z)為初始速度模型中的最大速度，Δt為炮集采樣間隔，Δx、Δy、Δz分別為初始模型在x、y、z方向的網(wǎng)格間距；

根據(jù)下式確定頻散條件：

式中，f_peak為子波的主頻，v(x,y,z)_min為初始速度模型中的最小速度，(Δx,Δy,Δz)_max為初始模型在x、y、z方向的網(wǎng)格間距中的最大值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，快速線性插值算法包括：首先計算線性查找數(shù)組k_i，表示重采樣后第i個采樣點對應(yīng)原始記錄中的采樣點位置，再由下式逐道計算重采樣后每一個采樣點的值：

式中，Y為該道重采樣數(shù)據(jù)序列，X為該道原數(shù)據(jù)序列，T為該道原數(shù)據(jù)累計時差序列，i為采樣點編號。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，建立炮集觀測系統(tǒng)索引數(shù)據(jù)方法：是指結(jié)合規(guī)則化后的初始模型網(wǎng)格范圍，對進行重采樣和歸一化處理后炮集有效波數(shù)據(jù)，建立觀測系統(tǒng)索引，將每一道炮集數(shù)據(jù)索引到初始模型網(wǎng)格中，用于全波形反演殘差和梯度計算。

10.一種應(yīng)用于實際區(qū)全波形反演的地震資料預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括處理器以及用于存儲處理器可執(zhí)行指令的存儲器，所述處理器執(zhí)行所述指令時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至9中任意一項所述方法的步驟。