随机多维反射系数反演方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种随机多维反射系数反演方法及系统，所述方法包含：获得待输入的地震数据和预置反射参数，于所述地震数据中预设一初始地震子波；根据预置反射参数和所述初始地震子波建立粒子群体，并记录所述粒子群体随机产生的初始信息；通过最小二乘法反演所述粒子群体中各粒子的反射系数振幅值；根据反射系数振幅值计算各粒子对应的适应度函数，根据各粒子对应的适应度函数和所述初始信息计算获取所述粒子群体的更新信息；比较所述粒子群体的初始信息与更新信息获得误差值，将所述误差值与预设条件比较；当比较结果满足所述预定条件时，根据所述更新信息所对应的粒子群体计算获得反射系数反演和地层倾角信息。得反射系数反演和地层倾角信息。得反射系数反演和地层倾角信息。

【技术实现步骤摘要】
随机多维反射系数反演方法及系统


[0001]本专利技术属于信号处理及地球物理勘探高分辨率处理、反演和解释
，尤其涉及一种随机多维反射系数反演方法及系统。

技术介绍

[0002]在地球物理勘探领域中，采集的地震资料是地震子波与反射系数褶积的结果，即地面激发的子波在经过地下传播和界面反射后被接收时的波形叠加。近年来，地震资料反射系数反演得到了广泛的研究和应用。由于受地震子波的带限特性等因素的影响，反射系数反演是一个非唯一性问题。在大多数反演应用中，正则化需要在众多可能的解中选择一个最优模型，并将先验信息集成到反演过程中。此外，为了给目标函数增加稀疏约束，一些反演方法假设反射系数服从一定的分布，如基于稀疏贝叶斯学习方法自适应检索非零脉冲，有助于利用反射系数的高斯分布先验信息或者利用反射系数的某范数来量化稀疏性。对于随机稀疏反射系数反演，可以看作是寻找位置的非线性问题和求解一系列非零脉冲振幅的线性问题的组合。
[0003]在油气勘探程度日益提高的情况下，利用更多资料信息实现对已开发或即将开发的油气资源的最大化利用是地球物理方法需要解决的关键问题。解决这一问题需要更准确模拟地下特征，更有针对性地选取方法，从而获得分辨率更高的宽频处理结果。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种利用粒子群群体智能优化算法来进行多维组稀疏反射系数反演的流程和系统，以期达到提高非平稳资料分辨率的目的，同时扫描得到自适应倾角，为后续综合解释提供有效指示信息。
[0005]为达上述目的，本专利技术所提供的随机多维反射系数反演方法，所述方法包含：获得待输入的地震数据和预置反射参数，于所述地震数据中预设一初始地震子波；根据预置反射参数和所述初始地震子波建立粒子群体，并记录所述粒子群体随机产生的初始信息；通过最小二乘法反演所述粒子群体中各粒子的反射系数振幅值；根据各粒子的反射系数振幅值计算各粒子对应的适应度函数，根据各粒子对应的适应度函数和所述初始信息计算获取所述粒子群体的更新信息；比较所述粒子群体的初始信息与更新信息获得误差值，将所述误差值与预设条件比较；当比较结果满足所述预定条件时，根据所述更新信息所对应的粒子群体计算获得反射系数反演和地层倾角信息。
[0006]在上述随机多维反射系数反演方法中，优选的，记录所述粒子群体随机产生的初始信息包含：根据所述粒子群体的初始位置和初始速度计算定位适应度函数值最小的粒子，并根据适应度函数值最小粒子的位置信息获得初始群体位置；根据所述初始群体位置筛选所述粒子群体中经历过所述初始群体位置的粒子获得一个或多个初始粒子位置；根据所述初始群体位置、所述初始粒子位置、所述初始位置和所述初始速度生成初始信息后，对所述初始群体位置和所述初始粒子位置初始化。
[0007]在上述随机多维反射系数反演方法中，优选的，根据各粒子对应的适应度函数和所述初始信息计算获取所述粒子群体的更新信息包含：根据各粒子对应的适应度函数分析定位适应度函数值最小的粒子，并根据适应度函数最小粒子的位置信息获得更新群体位置；根据所述更新群体位置筛选所述粒子群体中经历过所述更新群体位置的粒子获得一个或多个更新粒子位置；根据所述初始信息中的初始位置和初始速度与所述初始群体位置和所述初始粒子位置计算获得更新位置和更新速度；通过所述更新位置、所述更新速度、所述更新群体位置和所述更新粒子位置生成更新信息。
[0008]在上述随机多维反射系数反演方法中，优选的，根据所述初始信息中的初始位置和初始速度与所述初始群体位置和所述初始粒子位置计算获得更新位置和更新速度包含：通过以下公式计算获得更新位置和更新速度：
[0009]v
i
(t+1)＝ωv
i
(t)+c1φ1[p
i
(t)-x
i
(t)]+c2φ2[p
g
(t)-x
i
(t)]；
[0010]x
i
(t+1)＝x
i
(t)+av
i
(t+1)；
[0011]在上式中，ω为惯性系数；c1、c2为加速常数；φ1、φ2为两个独立的正态分布函数；a为约束因子，常数；v
i
(t+1)为更新后速度；v
i
(t)为初始速度；p
g
(t)为初始群体位置；p
i
(t)为初始个体粒子位置；x
i
(t)为初始位置；x
i
(t+1)为更新后位置。
[0012]在上述随机多维反射系数反演方法中，优选的，根据所述更新信息所对应的粒子群体计算获得反射系数反演包含：比较所述粒子群体的初始信息与更新信息获得误差值，将所述误差值与预设条件比较；当比较结果满足所述预定条件时，根据所述更新信息中更新群体位置获得目标道非零反射系数时间位置和斜率；根据所述目标道非零反射系数时间位置和斜率获得反射系数反演结果。
[0013]在上述随机多维反射系数反演方法中，优选的，根据所述更新信息所对应的粒子群体计算获得地层倾角信息包含：比较所述粒子群体的初始信息与更新信息获得误差值，将所述误差值与预设条件比较；当比较结果满足所述预定条件时，根据所述更新信息中更新群体位置获得目标道非零反射系数的斜率；根据所述斜率的反正切获得地层倾角信息。
[0014]在上述随机多维反射系数反演方法中，优选的，所述方法还包含：当比较结果不满足所述预定条件时，通过最小二乘法计算当前粒子群体中各粒子的反射系数振幅值；当迭代计算次数到达预设阈值时，根据最后一次迭代计算获得的粒子群体计算获得反射系数时间位置信息和地层倾角信息。
[0015]在上述随机多维反射系数反演方法中，优选的，通过以下公式计算获得各粒子对应的适应度函数：
[0016][0017]在上式中，J为适应度函数；Δl代表相邻道和目标道之间的间隔道数，Δl＝...-1,0,1,....；l为地震数据的道数；为目标道地震数据的反射系数序列中非零脉冲对应的时间位置；s
(l+Δl)
是目标道地震数据；为第l道地震数据的斜率；α
(l)
为第l道地震数据的反射系数序列中非零脉冲对应的幅值；K为非零脉冲的个数，N为地震道道数；A为N
×
K构成的矩阵。
[0018]本专利技术还提供一种随机多维反射系数反演系统，所述系统包含：数据获取模块、粒
子群生成模块、计算模块和比较模块；所述数据获取模块用于获得待输入的地震数据和预置反射参数，于所述地震数据中预设一初始地震子波；所述粒子群生成模块用于根据预置反射参数和所述初始地震子波建立粒子群体；所述计算模块用于记录所述粒子群体随机产生的初始信息；以及，通过最小二乘法计算所述粒子群体中各粒子的反射系数振幅值；根据各粒子的反射系数振幅值计算各粒子对应的适应度函数，根据各粒子对应的适应度函数和所述初始信息计算获取所述粒子群体的更新信息；所述比较模块用于比较所述粒子群体的初始信息与更新信息获得误差值，将所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随机多维反射系数反演方法，其特征在于，所述方法包含：获得待输入的地震数据和预置反射参数，于所述地震数据中预设一初始地震子波；根据预置反射参数和所述初始地震子波建立粒子群体，并记录所述粒子群体随机产生的初始信息；通过最小二乘法反演所述粒子群体中各粒子的反射系数振幅值；根据各粒子的反射系数振幅值计算各粒子对应的适应度函数，根据各粒子对应的适应度函数和所述初始信息计算获取所述粒子群体的更新信息；比较所述粒子群体的初始信息与更新信息获得误差值，将所述误差值与预设条件比较；当比较结果满足所述预定条件时，根据所述更新信息所对应的粒子群体计算获得反射系数反演和地层倾角信息。2.根据权利要求1所述的随机多维反射系数反演方法，其特征在于，记录所述粒子群体随机产生的初始信息包含：根据所述粒子群体的初始位置和初始速度计算定位适应度函数值最小的粒子，并根据适应度函数值最小粒子的位置信息获得初始群体位置；根据所述初始群体位置筛选所述粒子群体中经历过所述初始群体位置的粒子获得一个或多个初始粒子位置；根据所述初始群体位置、所述初始个体粒子位置、所述初始位置和所述初始速度生成初始信息后，对所述初始群体位置和所述个体初始粒子位置初始化。3.根据权利要求1所述的随机多维反射系数反演方法，其特征在于，根据各粒子对应的适应度函数和所述初始信息计算获取所述粒子群体的更新信息包含：根据各粒子对应的适应度函数分析定位适应度函数值最小的粒子，并根据适应度函数值最小粒子的位置信息获得更新群体位置；根据所述更新群体位置筛选所述粒子群体中经历过所述更新群体位置的粒子获得一个或多个更新粒子位置；根据所述初始信息中的初始位置和初始速度与所述初始群体位置和所述初始粒子位置计算获得更新位置和更新速度；通过所述更新位置、所述更新速度、所述更新群体位置和所述更新粒子位置生成更新信息。4.根据权利要求1所述的随机多维反射系数反演方法，其特征在于，根据所述初始信息中的初始位置和初始速度与所述初始群体位置和所述初始粒子位置计算获得更新位置和更新速度包含：通过以下公式计算获得更新位置和更新速度：v
i
(t+1)＝ωv
i
(t)+c1φ1[p
i
(t)-x
i
(t)]+c2φ2[p
g
(t)-x
i
(t)]；x
i
(t+1)＝x
i
(t)+av
i
(t+1)；在上式中，ω为惯性系数；c1、c2为加速常数；φ1、φ2为两个独立的正态分布函数；a为约束因子，常数；v
i
(t+1)为更新后速度；v
i
(t)为初始速度；p
g
(t)为初始群体位置；p
i
(t)为初始个体粒子位置；x
i
(t)为初始位置；x
i
(t+1)为更新后位置。5.根据权利要求1所述的随机多维反射系数反演方法，其特征在于，根据所述更新信息
所对应的粒子群体计算获得反射系数反演包含：比较所述粒子群体的初始信息与更新信息获得误差值，将所述误差值与预设条件比较；当比较结果满足所述预定条件时，根据所述更新信息中更新群体位置获得目标道非零反射系数时间位置和斜率；根据所述目标道非零反射系数时间位置和斜率获得反射系数反演结果。6.根据权利要求1所述的随机多维反射系数反演方法，其特征在于，根据所述更新信息所对应的粒子群体计算获得地层倾角信息包含：比较所述粒子群体的初始信息与更新信息获得误差值，将所述误差值与预设条件比较；当比较结果满足所述预定条件时，根据所述更新信息中更新群体位置获得目标道非零反射系数的斜率；根据所述斜率的反正切获得地层倾角信息。7.根据权利要求1所述的随机多维反射系数反演方法，其特征在于，所述方法还包含：通过最小二乘法计算当前粒子群体中各粒子的反射系数振幅值；当迭代计算次数到达预设阈值时，根据最后一次迭代计算获得的粒子群体计算获得反射系数反演和地层倾角信息。8.根据权利要求1至7中任一项所述的随机多维反射系数反演方法，其特征在于，通过以下公式计算获得各粒子对应的适应度函数：在上式中，J为适应度函数；Δl代表相邻道和目标道之间的间隔道数，Δl＝...-1,0,1,....；l为地震数据的道数；为目标道地震数据的反射系数序列中非零脉冲对应的时间位置；s
(l+Δl)
是目标道地震数据；为第l道地震数据的斜率；α
(l)
为第l道地震数据的反射系数序列中非零脉冲对应的幅值；K为非零脉冲的个数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红兵，李勇根，高浩洋，袁三一，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：