一种基于子波迭代估计的有限差分对比源全波形反演方法技术

本发明专利技术公开了一种基于子波迭代估计的有限差分对比源全波形反演方法，所述方法包括以下步骤：S1，输入初始速度模型，构建有限差分算子，并计算背景波场；S2，计算近似震源比，由此计算获得散射场，并获得对比源初始值、对比度初始值和总波场初始值；S3，计算每一炮初始对比源所对应的梯度值，构建共轭梯度方向；S4，求取每炮对比源更新的步长，并对对比源进行迭代更新；S5，判断此时的目标函数值与允许误差的大小决定迭代是否停止；S6，根据此时的对比度值计算得到波在介质的传播速度。本发明专利技术的方法有效克服了当所使用的子波与真实子波相差较大时，反演所得结果严重偏离真实模型的难点，且计算量显著降低。

A full waveform inversion method for finite difference contrast source based on wavelet iteration estimation

The invention discloses a full waveform inversion method of contrast source wavelet finite difference based on iterative estimation, the method comprises the following steps: S1, enter the initial velocity model, construct the finite difference operator, background wave field and calculation; S2, approximate calculation of focal ratio, the calculation of scattering field, and obtain the contrast source in contrast, the initial value of the initial value and the initial value of the total wave field; S3, the calculation of the gradient of each shot value corresponding to the initial contrast source, construct the conjugate gradient direction; S4, for each gun contrast source update step, and the contrast source update; S5, the objective function value judgment and the allowable error the size of the decision whether to stop the iteration; S6 value calculated by the wave in the medium speed according to the contrast. The method of the invention effectively overcomes the difficulty that the result of the inversion seriously deviates from the real model when the wavelet used is different from the real wavelet, and the amount of calculation is significantly reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种基于子波迭代估计的有限差分对比源全波形反演方法
本专利技术涉及一种基于子波迭代估计的有限差分对比源全波形反演方法，属于频率域声波全波形反演

技术介绍
全波形反演(FWI)依据地震数据的动力学特征提取速度参数，相比于旅行时层析等基于数据运动学特征的方法有望获得更加精确的地下速度结构。目前，从实现的方式来看主要分为两大类，时间域和频率域。其中，在频率域只需几个频率便能获得精度较高的反演结果，且易于实现多尺度计算而得到迅速推广。频率域全波形反演最主要的计算量在于大量的正演模拟，需求解一个庞大的线性方程组，由于直接法(如LU分解)具有计算多炮的优势，因此得到了广泛使用，其主要计算量为矩阵的分解运算，计算量较大。同时由于缺乏准确的震源子波信息，当模拟子波与真实子波相差过大时，其反演结果将会完全偏离真实模型。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种基于子波迭代估计的有限差分对比源全波形反演方法，它可以解决当前技术中存在的问题，显著降低计算量，同时在震源子波无法准确获取时，依然可以反演获得正确的速度模型结果。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种基于子波迭代估计的有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于子波迭代估计的有限差分对比源全波形反演方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据初始速度模型构建有限差分算子，并计算背景波场；S2，利用任意的某一炮所对应接收点处的模拟波场和观测波场计算初始的近似震源比，由此计算获得散射场，并根据散射场计算对比源初始值，由对比源初始值计算获得对比度初始值和总波场初始值；S3，根据反演目标函数，计算每一炮初始对比源所对应的梯度值，构建共轭梯度方向；S4，求取每炮对比源更新的步长，并对对比源进行迭代更新；S5，根据迭代更新后的对比源值，更新总波场、对比度和近似震源比，并判断此时的目标函数值与允许误差的关系，若目标函数值大于允许误差，则以更新后的对比源、对比...

【技术特征摘要】
1.一种基于子波迭代估计的有限差分对比源全波形反演方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据初始速度模型构建有限差分算子，并计算背景波场；S2，利用任意的某一炮所对应接收点处的模拟波场和观测波场计算初始的近似震源比，由此计算获得散射场，并根据散射场计算对比源初始值，由对比源初始值计算获得对比度初始值和总波场初始值；S3，根据反演目标函数，计算每一炮初始对比源所对应的梯度值，构建共轭梯度方向；S4，求取每炮对比源更新的步长，并对对比源进行迭代更新；S5，根据迭代更新后的对比源值，更新总波场、对比度和近似震源比，并判断此时的目标函数值与允许误差的关系，若目标函数值大于允许误差，则以更新后的对比源、对比度、总波场和近似震源比作为初始值转入步骤S3，否则进入步骤S6；S6，根据此时的对比度值计算得到波在介质中的传播速度。2.根据权利要求1所述的一种基于子波迭代估计的有限差分对比源全波形反演方法，其特征在于，所述步骤S2中近似震源比λ为r∈S，其中表示前述的某一炮所对应接收点处模拟波场组成的列向量,uref(r)则为某一炮的观测波场组成的列向量，星号“*”代表共轭转置，r表示空间位置，S为检波器所在区域。3.根据权利要求2所述的一种基于子波迭代估计的有限差分对比源全波形反演方法，其特征在于，所述步骤S2中采用如下方法计算散射场dj(r)：r∈S，其中j表示炮点位置，uj(r)表示观测波场，代表背景波场。4.根据权利要求3所述的一种基于子波迭代估计的有限差分对比源全波形反演方法，其特征在于，所述步骤S2中采用反传播方法获取对比源w...

【专利技术属性】
技术研发人员：解飞，黄建平，
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