一种基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法技术

本发明专利技术公开了一种基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法，首先通过测井曲线获取地层速度、地层厚度参数，构建第一初始速度模型，并从原始地震记录中提取初至波走时，其次利用LTI射线追踪法进行正演计算，并采用最速下降法进行快速反演计算，获取较为精确的反演速度结构图，构建第二初始速度模型，最后将第二初始速度模型作为约束条件，代入反演方程，并在反演迭代初期利用最速下降法加快迭代速度，在反演迭代后期采用共轭梯度法加速收敛，从而获得反演方程的最优解，不仅减少反演迭代所需时间，而且获得较高的反演精度。而且还有效地抑制了地震走时层析反演方程求解过程中的多解性问题，可以对地下结构进行快速精确成像。

【技术实现步骤摘要】
一种基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法
本专利技术涉及地震资料处理
，特别涉及一种基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法。
技术介绍
工程地震勘探是浅层地表工程勘察常用的手段之一，地震初至波走时层析成像常应用于岩土分层、岩溶勘察和孤石探测等领域，而采用地震初至波走时进行单独成像，往往存在因观测系统布置而导致射线密度不同、数据干扰、成像算法等问题，造成求解反演方程时存在多解性问题，从而导致无法对地下结构精确成像。因此，如何解决对地下结构精确成像的问题，成为同行从业人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种至少部分解决上述技术问题的基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法，可有效限制反演问题中存在的多解性问题，能够很好地揭示地下地层结构、地质构造形态，进行精确成像。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法，包括：根据测井曲线获取地层速度参数、地层厚度参数，构建第一初始速度模型；从接收到的各震源的原始地震记录中提取初至波走时；将所述第一初始速度模型和所述初至波走时代入第一反演方程，利用LTI射线追踪法进行正演计算，采用最速下降法进行快速反演计算，获取反演速度结构图；根据所述反演速度结构图，构建第二初始速度模型；根据所述第二初始速度模型，采用LTI射线追踪法进行正演计算，建立第二反演方程；采用迭代法求解所述第二反演方程，并在反演迭代初期利用最速下降法，在反演迭代后期采用共轭梯度法，从而获得最优解；基于所述最优解对地下结构进行快速精确成像。进一步地，根据测井曲线获取地层速度参数、地层厚度参数，构建第一初始速度模型；包括：根据测井曲线的深度参数和地层厚度参数获取地层速度参数，基于所述地层速度参数和深度参数，构建第一初始速度模型V′ij。进一步地，将所述第一初始速度模型和所述初至波走时代入第一反演方程，利用LTI射线追踪法进行正演计算；包括：将所述第一初始速度模型V′ij和所述初至波走时Tij代入第一反演方程：其中f1(ms)为地震正演计算走时数据，ds为实际观测到的走时数据Tij，α1为阻尼因子，ms为地层速度参数，m0为模型先验信息；利用LTI射线追踪算法进行射线追踪，获取射线路径数据集L1ij(i＝1,2,…,N，j＝1,2,…,N)和走时数据集T1ij(i＝1,2,…,N，j＝1,2,…,N)。进一步地，根据所述第二初始速度模型，采用LTI射线追踪法进行正演计算，建立第二反演方程；包括：根据所述第二初始速度模型V″ij，利用LTI射线追踪算法进行射线追踪，获取射线路径数据集L2ij(i＝1,2,…,N，j＝1,2,…,N)和走时数据集T2ij(i＝1,2,…,N，j＝1,2,…,N)；建立第二反演方程：其中，f2(ms)为地震正演计算走时数据；ds为实际观测到的走时数据；α2为阻尼因子；ms为速度参数；m0为模型先验信息。进一步地，采用迭代法求解所述第二反演方程，并在反演迭代初期利用最速下降法，在反演迭代后期采用共轭梯度法，从而获得最优解；基于所述最优解进行成像，包括：将所述第二反演方程化简为用于迭代求解的公式：Vk＝Vk-1+ΔV(3)(3)式中，Vk为当前模型的更新速度值；Vk-1为上一次模型的更新速度值；ΔV为模型更新量；k∈{2，3，…N}，N为正整数；联合反演算法进行迭代求解(3)式，判断是否满足迭代终止条件，当满足迭代终止条件，输出最优解；反之，继续迭代，直至满足所述迭代终止条件。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的一种基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法，该方法基本思想是基于测井曲线的地层速度、层位信息进行模型约束，并利用最速下降法计算速度快，共轭梯度法收敛性好，稳定高的特点，在反演迭代前期采用最速下降法反演加快迭代速度，在反演迭代后期利用共轭梯度法进行快速收敛，获得反演方程最优解，使其不仅结合两者的优点，而且还有效地抑制了地震走时层析反演方程求解过程中的多解性问题，在缩短反演所需时间的同时，提高反演精度，从而可以对地下结构进行快速精确成像。附图说明图1为本专利技术实施例提供的基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法原理图；图3为采集的原始地震记录示意图；图4为第一初始速度模型示意图；图5为震源与检波器布置方式示意图；图6为单独反演速度结构图；图7为联合反演速度结构图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1所示，本专利技术提供的一种基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法，包括：S10、根据测井曲线获取地层速度参数、地层厚度参数，构建第一初始速度模型；S20、从接收到的各震源的原始地震记录中提取初至波走时；S30、将所述第一初始速度模型和所述初至波走时代入第一反演方程，利用LTI射线追踪法进行正演计算，采用最速下降法进行快速反演计算，获取反演速度结构图；S40、根据所述反演速度结构图，构建第二初始速度模型；S50、根据所述第二初始速度模型，采用LTI射线追踪法进行正演计算，建立第二反演方程；S60、采用迭代法求解所述第二反演方程，并在反演迭代初期利用最速下降法，在反演迭代后期采用共轭梯度法，从而获得最优解；基于所述最优解对地下结构进行快速精确成像。本实施例中，首先通过测井曲线获取地层速度参数、地层厚度参数，构建第一初始速度模型，并从原始地震记录中提取初至波走时，其次利用LTI射线追踪法进行正演计算，并采用最速下降法进行快速反演计算，获取较为精确的反演速度结构图，构建第二初始速度模型，最后将第二初始速度模型作为约束条件，代入反演方程，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法，其特征在于：包括：/n根据测井曲线获取地层速度参数、地层厚度参数，构建第一初始速度模型；/n从接收到的各震源的原始地震记录中提取初至波走时；/n将所述第一初始速度模型和所述初至波走时代入第一反演方程，利用LTI射线追踪法进行正演计算，采用最速下降法进行快速反演计算，获取反演速度结构图；/n根据所述反演速度结构图，构建第二初始速度模型；/n根据所述第二初始速度模型，采用LTI射线追踪法进行正演计算，建立第二反演方程；/n采用迭代法求解所述第二反演方程，并在反演迭代初期利用最速下降法，在反演迭代后期采用共轭梯度法，从而获得最优解；基于所述最优解对地下结构进行快速精确成像。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法，其特征在于：包括：
根据测井曲线获取地层速度参数、地层厚度参数，构建第一初始速度模型；
从接收到的各震源的原始地震记录中提取初至波走时；
将所述第一初始速度模型和所述初至波走时代入第一反演方程，利用LTI射线追踪法进行正演计算，采用最速下降法进行快速反演计算，获取反演速度结构图；
根据所述反演速度结构图，构建第二初始速度模型；
根据所述第二初始速度模型，采用LTI射线追踪法进行正演计算，建立第二反演方程；
采用迭代法求解所述第二反演方程，并在反演迭代初期利用最速下降法，在反演迭代后期采用共轭梯度法，从而获得最优解；基于所述最优解对地下结构进行快速精确成像。


2.根据权利要求1所述的一种基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法，其特征在于：根据测井曲线获取地层速度参数、地层厚度参数，构建第一初始速度模型；包括：
根据测井曲线的深度参数和地层厚度参数获取地层速度参数，基于所述地层速度参数和深度参数，构建第一初始速度模型V′ij。


3.根据权利要求2所述的一种基于测井曲线的快速地震初至波走时联合反演方法，其特征在于：将所述第一初始速度模型和所述初至波走时代入第一反演方程，利用LTI射线追踪法进行正演计算；包括：
将所述第一初始速度模型V′ij和所述初至波走时Tij代入第一反演方程：



其中f1(ms...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱实，张平松，田雨桐，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34