一种粘声介质中的成像方法及装置制造方法及图纸

技术编号:19487783 阅读:16 留言:0更新日期:2018-11-17 11:43
本说明书实施例公开了一种粘声介质中的成像方法及装置。基于最小二乘反演理论,根据需要成像的介质参数,通过Born近似将原有波动方程线性化,建立逆时偏移所对应的反偏移算子,在反演的理论框架下建立最小二乘偏移的目标函数,并借助伴随状态法推导迭代反演算法,实现粘声介质最小二乘逆时偏移。对于粘声介质的地震数据进行反演成像时,将有效提高复杂介质条件下地质体的成像精度,合理消除由于地层吸收、透射及几何扩散等作用对振幅、频率及相位的影响作用,实现保幅、保真、具有较高的分辨率成像。

【技术实现步骤摘要】
一种粘声介质中的成像方法及装置
本说明书涉及地球物理勘探领域,尤其涉及一种粘声介质中的成像方法及装置。
技术介绍
在地下勘探中,根据观测资料对地下介质成像时必不可少的一个环节。目前地震勘探反演成像时,大都基于在理想弹性各向同性介质假设的条件下推导。然而,地震勘探中面临的实际地下介质其实普遍存在着粘滞性,地震波在地下介质中传播时,由于地下介质的吸收衰减作用,地震波的部分弹性能量不可逆转的转化为热能而发生耗散,使得地震波的能量发生衰减,相位产生畸变,降低了地震资料的分辨率和信噪比。现有的常规逆时深度偏移方法只能对地下构造模糊成像,仅提供比较准确的构造信息,而较难提供准确的振幅信息,无法满足岩性油气藏以及非常规油气藏勘探与开发的要求。基于此,需要一种更准确的粘声介质中的成像方案。
技术实现思路
本说明书实施例提供一种粘声介质中的成像方法及装置,用于解决如下问题:以提供以中更准确的粘声介质中的成像方案。基于此,本说明书实施例提供一种粘声介质中的成像方法,包括:建立粘声介质的波动方程所对应的反偏移算子;根据所述反偏移算子确定目标函数;获取观测数据,根据所述目标函数进行迭代反演,生成成像结果。同时,本说明书的实施例还提供一种粘声介质中的成像装置,包括:算子建立模块,建立粘声介质的波动方程所对应的反偏移算子;目标函数确定模块,根据所述反偏移算子确定目标函数;成像模块,获取观测数据,根据所述目标函数进行迭代反演,生成成像结果。本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果:从粘声介质理论出发,基于最小二乘反演理论,根据需要成像的介质参数,通过Born近似将原有波动方程线性化,建立逆时偏移所对应的反偏移算子,在反演的理论框架下建立最小二乘偏移的目标函数,并借助伴随状态法推导迭代反演算法,实现粘声介质最小二乘逆时偏移。对于粘声介质的地震数据进行反演成像时,将有效提高复杂介质条件下地质体的成像精度,合理消除由于地层吸收、透射及几何扩散等作用对振幅、频率及相位的影响作用,实现保幅、保真、具有较高的分辨率成像。附图说明图1为当前技术中进行粘声介质逆时偏移技术的流程示意图;图2为本说明书实施例所提供的方法流程示意图;图3为本说明书实施例提供的迭代成像的流程示意图;图4a为常规最小二乘逆时偏移的反演结果,图4b为本说明书实施例所提供的方案的反演结果;图5为本说明书实施例所提供的成像装置的结构示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。在当前技术中,由于粘声介质的特性,对于粘声介质中的数据进行逆时偏移时,其采用的方法流程,基本上如图1所示,在这种成像方式下,只能对地下构造模糊成像,仅提供比较准确的构造信息,而较难提供准确的振幅信息,无法满足岩性油气藏以及非常规油气藏勘探与开发的要求。基于此,本说明书实施例提供一种粘声介质中的成像方案,将粘声介质逆时偏移与最小二乘思路相结合,合理消除在粘声介质中由于地层吸收、透射及几何扩散等作用对振幅、频率及相位的影响,提高成像分辨率,改善振幅属性,实现保幅成像。下面将详细说明本说明书的实施例提供的成像方法处理过程,该过程具体包括以下步骤,如图2所示:S201,建立粘声介质的波动方程所对应的反偏移算子。反偏移主要通过背景波场与慢度扰动的互相关产生所需要的反射波,并不像一般的正演过程那样需要其界面信息。该方法可以在光滑的背景速度场中获取反射波。根据波场的叠加原理,令:p(x,l)=p0(x,l)+ps(x,l)(1)这里,p0为背景波场,ps为扰动波场,物理上,可以把在介质中传播的波场p(x,l)分开成两部分,由背景介质中传播的背景波场p0(x,l)和扰动波场ps(x,l)的叠加。背景波场的方程与传统方程一样,只是速度场参数由真实速度变为平滑速度,表示为:定义慢度扰动为扰动波场的方程与传统方程也类似,速度场参数由真实速度变为平滑速度,并且震源由地震子波替代成背景波场与慢度扰动的乘积,即,对于粘声介质的波动方程可以表示为:对于方程(4)可以通过反偏移算子来表示。在实际应用中,还可以对原有粘声介质的波动方程(4)进行线性化,在线性化的过程中,可以采用born近似,其基于如下物理原理:在背景场中没有扰动场;在扰动场中,只存在一次扰动场,born近似的有效区域依赖于目标尺度的大小,在目标尺度较小时,born近似有效。尽管用这种方式描述波传播与实际的波传播不同,但当二阶及二阶以上的扰动能量比较弱时,用Born近似进行PSDM(叠前深度偏移)和Tomography(地震成像层析技术)比较有效,这是当前最小二乘叠前深度偏移成像的基础。此时,对于粘声介质采用born近似线性化之后的波动方程,可以表示为:方程(5)即为采用born近似线性化之后的波动方程,将其记为线性化以后的波动方程所对应的反偏移算子L。这里,v0为背景速度,m(x)为反射系数,f(t)为加载震源,p0(x,t)是背景波场,p(x,t)是扰动波场。扰动波场p(x,t)的计算是通过两个过程计算得到:一是震源f(t)和背景速度v0产生p0(x,t);第二个也用到背景速度v0,但是震源项是S203,根据所述反偏移算子确定目标函数。由于地震反演的求解过程中,需要在反演解空间中随机寻找目标函数的全局最优解。理想情况下,正演模拟的数据应该与输入数据一样,二者的差别就是最小二乘方法试图校正和解决的偏移中的问题。因此,基于此思想,可以对目标函数进行自定义。例如,定义最小二乘优化的目标函数:其中,m代表反射系数模型,即成像结果,L为born近似下的反偏移算子,,d为实际输入数据(野外炮记录)。S205,获取观测数据,根据所述目标函数进行迭代反演,生成成像结果。在给定了目标函数之后,目标函数能量最小化时,认为估计的反射系数是所求的参数估计结果。求解其最小值,我们需要求它关于模型参数的梯度,然后在给定的初始模型附近寻找可以使目标函数减小的模型参数值。迭代求解即为给定初始模型,建立迭代求解公式,建立了第i+1次迭代更新模型的过程,在满足一定收敛条件后终止,最后一次的迭代更新结果便是最小二乘意义下的最优解。具体的迭代成像方法如图3所示。首先输入模型的初始数据和观测数据,每次迭代中,运用数据残差进行波场正向传播和反向传播,计算梯度和步长,更新当前迭代的反射系数。迭代的每一步需要在更新后对模型进行一次反偏移,然后将反偏移得到的正演数据从原始数据中减去,这样来判断误差是否达到要求,然后判断迭代是否终止。当迭代终止时,此时所的m即为成像结果。作为一种具体的实施方式,对于S205中,根据所述目标函数进行迭代反演,生成成像结果,可采用如下方式:确定所述反偏移算子L的伴随算子L*;根据所述反偏移算子L和伴随算子L*确定目标函数的梯度g(m)和迭代步长a;根据所述梯度g(m)、迭代步长a和伴随算子L*迭代更新反射系数m,m(k+1)=m(k)-mg(x)=m(k)-mL*(Lm-dobs),其中,k为迭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粘声介质中的成像方法,包括:建立粘声介质的波动方程所对应的反偏移算子;根据所述反偏移算子确定目标函数;获取观测数据,根据所述目标函数进行迭代反演,生成成像结果。

【技术特征摘要】
1.一种粘声介质中的成像方法,包括:建立粘声介质的波动方程所对应的反偏移算子;根据所述反偏移算子确定目标函数;获取观测数据,根据所述目标函数进行迭代反演,生成成像结果。2.如权利要求1所述的成像方法,建立粘声介质的波动方程所对应的反偏移算子,包括:将所述粘声介质的波动方程线性化,确定所述线性化后的波动方程所对应的反偏移算子。3.如权利要求1所述的方法,根据所述反偏移算子确定目标函数,包括:确定如下目标函数其中,m为反射系数,L为反偏移算子,d为观测数据,a为迭代步长。4.如权利要求3所述的方法,根据所述目标函数进行迭代反演,生成成像结果,包括:确定所述反偏移算子L的伴随算子L*...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙小东葛中慧宋煜贾延睿
申请(专利权)人:中国石油大学华东
类型:发明
国别省市:山东,37

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