多波联合振幅随入射角变化反演方法技术

本发明专利技术适用于地震波技术领域，提供了一种多波联合振幅随入射角变化反演方法，适于地震波的多波叠前联合反演。所述方法包括：接收PP波与PS波的转换波道集，并提取PP波及压缩后的PS波的不同入射角的子波；根据不同入射角的子波，建立第一与第二矩阵；根据薄互层初始模型，建立第一与第二雅各比矩阵及第一与第二反射系数矩阵；根据所述PP波与PS波的转换波道集，建立第三与第四矩阵，并计算第一与第二目标函数；根据第一、第二、第三与第四矩阵、第一与第二雅各比矩阵、第一与第二反射系数矩阵，得到修正值，并修正薄互层初始模型，且调整所述目标函数。通过应用该方法，解决了现有技术存在的多波叠前反演方法会存在较大的误差的问题。

【技术实现步骤摘要】
多波联合振幅随入射角变化反演方法
本专利技术涉及地震波
，尤其涉及一种多波联合振幅随入射角变化反演方法。
技术介绍
目前从许多的文献来看，多波振幅随入射角变化(AmplitudeVariousAngle,AVA)叠前联合反演方法一般都是针对油气田的单界面反演，采用了阿基-理查德(Aki-Richards)近似公式以及与之相关的改造公式来模拟单界面的反射系数。这类反演方法的特点是假设界面上下的介质的波阻抗是弱反差的。但对于薄互层来说，薄互层的波阻抗一般与围岩相差太大，并且薄互层是薄层，对于地震波频带来说，薄互层顶、底板的反射是无法区分的，这也使得上述多波叠前AVA联合反演方法用于薄互层会存在较大的误差。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种多波联合振幅随入射角变化反演方法，以解决现有技术存在的多波叠前AVA联合反演方法用于薄互层会存在较大的误差的问题。为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种目标函数的计算方法，适于地震波的多波叠前联合反演。所述方法包括：1)接收PP波的转换波道集与PS波的转换波道集，并提取所述PP波的不同入射角的子波以及压缩后的所述PS波的不同入射角的子波，其中压缩后的所述PS波为压缩所述PS波至PP波的预设时；2)根据所述不同入射角的子波，建立第一矩阵与第二矩阵；根据一薄互层初始模型，建立第一雅各比矩阵与第二雅各比矩阵及对应所述薄互层初始模型的第一反射系数矩阵与第二反射系数矩阵；3)根据所述PP波的转换波道集与PS波的转换波道集，建立第三矩阵与第四矩阵，并计算第一目标函数与第二目标函数；4)根据所述第一矩阵、所述第二矩阵、所述第三矩阵、所述第四矩阵、所述第一雅各比矩阵、所述第二雅各比矩阵、所述第一反射系数矩阵与所述第二反射系数矩阵，得到修正值，并修正所述薄互层初始模型，且调整所述第一目标函数与所述第二目标函数。其中，所述第一矩阵、所述第二矩阵、所述第三矩阵、所述第四矩阵、所述第一雅各比矩阵、所述第二雅各比矩阵、所述第一反射系数矩阵、所述第二反射系数矩阵与所述修正值组合成如下公式：其中，Wpp为所述第一矩阵，Wps为所述第二矩阵，Gpp为所述第一雅各比矩阵，Gps为所述第二雅各比矩阵，Rpp0为所述第一反射系数矩阵，Rps0为所述第二反射系数矩阵，(Dpp-Wpp*Rpp0)为所述第三矩阵，Rps0为所述第四矩阵，ΔV为所述修正值。其中，所述公式更加入阻尼矩阵；其中所述阻尼矩阵为λI，其中I为单位向量矩阵，λ取极小值。其中，所述第一目标函数与第二目标函数分别为如下公式：Q(V)＝||Spp-Dpp||2+||Sps-Dps||2，其中，Dpp、Dps为实际地震记录，Spp＝Wpp*Rpp和Sps＝Wps*Rps为模型响应，i为反演得到的参数，w为测井模型外推得到的参数，λ1、λ2分别对应反演中地震道与测井模型约束作用的权重。其中，所述调整所述第一目标函数与所述第二目标函数包括迭代所述步骤1)、2)、3)、4)至所述第一目标函数与所述第二目标函数的值最小为止。其中，所述薄互层初始模型、所述PP波的转换波道集与PS波的转换波道集为标准地震数据记录格式。其中，所述不同入射角的子波为文本格式。根据本专利技术的技术方案，采用多波地震数据以及测井共同约束反演的结果，基于广义反演理论同时反演薄互层的纵波速度、横波速度以及密度。其中，PP波与PS波的反射系数采用策普里兹方程组精确求解。由于反射系数的求解过程无任何近似，所以本专利技术的目标函数的计算方法即使在无井约束的情况下也能对薄互层的储层参数精确反演。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的模拟得到的PP波的AVA道集的示意图；图2是根据本专利技术实施例的模拟得到的PS波的AVA道集的示意图；图3是根据本专利技术实施例的多波联合AVA反演方法的流程图。具体实施方式本专利技术的主要思想在于，采用多波地震数据以及测井共同约束反演的结果，基于广义反演理论同时反演薄互层的纵波速度、横波速度以及密度。其中，PP波与PS波的反射系数采用策普里兹(Zoeppritz)方程组精确求解。由于反射系数的求解过程无任何近似，所以本专利技术的目标函数的计算方法即使在无井约束的情况下也能对薄互层的储层参数精确反演。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术作进一步地详细说明。首先，在各向同性介质中，当一个平面纵波倾斜入射到两种介质分界面时，会产生四种波，即反射纵波、反射横波、透射纵波和透射横波，且满足斯涅尔定律(Snell'sLaw)，如公式(1.1)所示：根据边界条件解波动方程并引入纵波反射系数RPP、转换横波反射系数RPS、纵波透射系数TPP和转换横波透射TPS，可以得出四个波的位移振幅应当满足的策普里兹(Zoeppritz)方程组，如公式(1.2)所示：在公式(1.2)中，VP1和VS1分别为上层介质纵、横波速度；VP2和VS2为下层介质的纵、横波速度；ρ1和ρ2为上、下层介质的密度；α和α′为纵波入射角和透射角；β和β′为横波反射角和透射角。对上述公式(1.2)求解则可得到P-P波、P-SV波的反射系数RPP、RPS。根据公式(1.2)可以分析各向同性介质条件下薄互层的多波AVA地震响应特征。如表1所示为薄互层模型参数表，从浅至深的地层分别为：第四系地层、砂岩(Sand)、薄互层(Coal)、砂岩、砂岩，其中薄互层厚度(Thickness)为3米。层Vp(m/s)Vs(m/s)ρ(g/cc)层(m)第四系地层28009332.28100砂岩32本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多波联合振幅随入射角变化反演方法，适于地震波的多波叠前联合反演，其特征在于，所述目标函数的计算方法包括：1)接收反射纵波PP波的转换波道集与反射转换横波PS波的转换波道集，并提取所述PP波的不同入射角的子波以及压缩后的所述PS波的不同入射角的子波，其中压缩后的所述PS波为压缩所述PS波至PP波的预设时；2)根据所述不同入射角的子波，建立第一矩阵与第二矩阵；根据薄互层初始模型，建立第一雅各比矩阵与第二雅各比矩阵及对应所述薄互层初始模型的第一反射系数矩阵与第二反射系数矩阵；3)根据所述PP波的转换波道集与所述PS波的转换波道集，建立第三矩阵与第四矩阵，并计算第一目标函数与第二目标函数；4)根据所述第一矩阵、所述第二矩阵、所述第三矩阵、所述第四矩阵、所述第一雅各比矩阵、所述第二雅各比矩阵、所述第一反射系数矩阵与所述第二反射系数矩阵，得到修正值，并修正所述薄互层初始模型，且调整所述第一目标函数与所述第二目标函数。

【技术特征摘要】
1.一种多波联合振幅随入射角变化反演方法，适于地震波的多波叠前联合反演，其特征在于，所述方法包括：1)接收反射纵波PP波的转换波道集与反射转换横波PS波的转换波道集，并提取所述PP波的不同入射角的子波以及压缩后的所述PS波的不同入射角的子波，其中压缩后的所述PS波为将所述PS波的时间压缩至所述PP波的时间；2)根据所述PP波的不同入射角的子波和所述PS波的不同入射角的子波，分别建立第一矩阵与第二矩阵；根据薄互层初始模型，建立与初始模型参数相关的第一雅各比矩阵与第二雅各比矩阵及对应所述薄互层初始模型的第一反射系数矩阵与第二反射系数矩阵；3)根据所述PP波的转换波道集与所述PS波的转换波道集，分别建立第三矩阵与第四矩阵，并计算第一目标函数与第二目标函数；4)根据所述第一矩阵、所述第二矩阵、所述第三矩阵、所述第四矩阵、所述第一雅各比矩阵、所述第二雅各比矩阵、所述第一反射系数矩阵与所述第二反射系数矩阵，得到修正值，并修正所述薄互层初始模型，且调整所述第一目标函数与所述第二目标函数；其中，所述第一矩阵、所述第二矩阵、所述第三矩阵、所述第四矩阵、所述第一雅各比矩阵、所述第二雅各比矩阵、所述第一反射系数矩阵、所述第二反射系数矩阵与所述修正值组合成如下公式：其中，Wpp为所述第一矩阵，Wps为所述第二矩阵，Gpp为所述第一雅各比矩阵，Gps为所述第二雅各比矩阵，Rpp0为所述第一反射系数矩阵，Rps0为所述第二反射系数矩阵，(Dpp-W...

【专利技术属性】
技术研发人员：石瑛，芦俊，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11