[發明專利]一種分偏移距掃描疊加的近地表速度分析方法

有效

• 申請號: 202110768163.4
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113433588B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 王華忠;盛燊;馮波
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/28
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 陸惠中;王永偉

本發明提供了一種分偏移距掃描疊加的近地表速度分析方法，首先對類/CMP道集進行掃描升維得到三維數據體，基于回轉波時距曲線關系，再結合地質實際情況，在三維數據體空間內全局尋優獲得最優速度模型參數，最后輸出速度模型，得到可視化界面。本發明利用地震數據初至波波形相關性和回轉波時距關系，在特征波反演框架下，對于含噪地震數據，解決基于初至拾取的旅行時層析反演的較差魯棒性和較大計算量問題。

技術領域

本發明屬于地球物理勘探技術領域，具體地涉及一種分偏移距掃描疊加的近地表速度分析方法。

背景技術

地震波反演成像是油氣勘探的核心問題。精確的地震波偏移成像結果或帶限反射系數估計需要非常準確的背景速度模型，然而精確的背景速度估計是一個強的非線性反問題。經典的反射波FWI(Tarantola，1984；Pratt，1990)利用數據中的所有的反射波信息進行反演，當初始的速度差異較大時，會出現來自不同“反射源”之間的反射波進行匹配的問題，這就是周期跳問題的物理實質。“同因之果”的差異度量是克服周期跳現象的物理要求。來自不同“反射源”之間的反射波的差異度量直接體現在了梯度計算中，導致梯度中包括了太多的“假象”，引起經典的反射波FWI反演不收斂。

對于勘探地震來說，通過觀測數據求取地下構造參數是典型的反問題，模型參數(縱橫波速度和密度等)與觀測波場之間為非線性關系，這也是勘探地震反演非線性的根本所在。除了施加對模型的先驗認識和重新定義更凸的誤差泛函外，基于勘探地震的介質分布特征、波場特征和數據觀測的特點，WPI研究組提出了特征波反演成像(CWI)方法(王華忠，2016，2017)，把強非線性的參數估計反問題轉化為一組較凸的反問題進行求解。

將非線性反問題轉為一系列較凸的反問題，常規初始(大尺度)速度采用基于初至波旅行時拾取的層析反演，然而該方案存在魯棒性較差和計算量大的問題，而且對于旅行時層析反演來說，初始速度往往選用人為給定的勻速或均勻變化速度模型，精度顯然欠缺。為此需要構建一套快速穩健的初始速度建模方法。

發明內容

本發明旨在于提供一種分偏移距掃描疊加的近地表速度分析方法；利用地震數據初至波波形相關性和回轉波時距關系，在特征波反演框架下，對于含噪地震數據，解決基于初至拾取的旅行時層析反演的較差魯棒性和較大計算量問題。

第一方面，本發明提供了一種分偏移距掃描疊加的近地表速度分析方法，首先對類/CMP道集進行掃描升維得到三維數據體，基于回轉波時距曲線關系，再結合地質實際情況，在三維數據體空間內全局尋優獲得最優速度模型參數，最后輸出速度模型，得到可視化界面。

第二方面，本發明還提供了一種分偏移距掃描疊加的近地表速度分析方法，具體包括如下步驟：

步驟1：輸入類/CMP道集，獲取地震數據及觀測系統；

所述觀測系統參數包括時間采樣、時間采樣間隔、空間采樣和空間采樣間隔；

步驟2：對類/CMP道集進行掃描升維時，偏移距x與觀測系統相關聯；地表速度v₀與對勘探工區的地下介質設置參數范圍，速度梯度β則根據地下介質的速度變化程度設定在10^-4量級；得到偏移距x、地表速度v₀和速度梯度β，進一步獲取三維數據體t(x，v₀，β)；

步驟3：對三維數據體t(x，v₀，β)進行全局尋優，由不同的偏移距x、地表速度v₀、速度梯度β參數確定對應的回轉波旅行時，在類/CMP道集中根據此旅行時取窗函數得到一段地震記錄，對不同的偏移距x，全局尋優地表速度v₀和速度梯度β，使不同的偏移距x所得到的地震記錄相關最大時，定義得到地表速度v₀(x)和β(x)；