应用于实际区全波形反演的地震资料预处理方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及地球物理勘探技术领域，特别涉及一种应用于实际区全波形反演的地震资料预处理方法及系统。该方法包括：获取地震炮集数据和初始模型数据，并进行坐标旋转；将地震炮集数据进行波场分离，拆分直达波数据和有效波数据，并基于直达波数据提取震源子波；根据稳定性条件和频散条件，对初始模型数据进行网格规则化；采用快速线性插值算法对炮集有效波数据进行重采样和归一化；建立炮集观测系统索引数据；开展实际区叠前全波形反演。本发明专利技术通过针对实际区全波形反演的地震资料预处理，很好的解决了现有地震资料预处理方法对实际区全波形反演缺乏针对性的问题，提高了全波形反演在复杂实际区地震资料中的适用性。在复杂实际区地震资料中的适用性。在复杂实际区地震资料中的适用性。

【技术实现步骤摘要】
应用于实际区全波形反演的地震资料预处理方法及系统


[0001]本专利技术涉及地球物理勘探
，特别涉及一种应用于实际区全波形反演的地震资料预处理方法及系统。

技术介绍

[0002]全波形反演是基于全波波动方程正演模拟技术，将正演波场与观测波场进行匹配，将数据残差最小化作为目标函数，从地震数据中反演地球物理参数的方法。利用地震反射波形的全波形反演方法是目前理论上精度最高的地震反演方法，能够充分利用地震波的走时、振幅、频率和相位等全波形信息，是建立高精度速度模型的有效手段。
[0003]现如今，全波形反演从二维到三维，从单参数到多参数，从各向同性介质到衰减介质、各向异性等复杂介质，逐步从理论模型走向了实际应用。然而，在实际工区中应用全波形反演还面临诸多的实际问题，集中表现在：观测系统不规则、测网方向不统一、资料数据量庞大、测网间隔不满足差分计算条件等，严重制约了全波形反演方法的实际应用推广。
[0004]中国专利申请CN106842295A公开了一种测井信息约束的波形反演方法，包括根据初始速度模型，对测井数据空间插值，构建准确的先验速度模型；利用交错网格有限差分方法合成地震记录，计算剩余波场；建立测井数据约束正则化反演方程，求取速度更新量，更新速度模型，通过地震正演得到的正传波场和反向传播波场并在测井数据的约束下计算梯度方向；对梯度方向进行修正，在时间域中运用共轭梯度的方法实现全波形的计算；通过迭代公式更新速度参数判断是否符合迭代收敛条件，输出结果。
[0005]中国专利申请CN109471167A公开了一种针对多震源缺失数据的波场重构反演方法，该方法包括采用声波近似正演算子，对多震源数据进行正演模拟，得到多震源地震数据；对多震源地震数据进行随机去除，以模拟实际生产中地震观测数据存在的缺道；采用波场重构反演方法，对随机去除后的多震源数据进行反演，得到多震源缺失数据的重构波场。
[0006]中国专利申请CN105389196A公开了一种利用虚拟化技术进行地震资料处理的方法，该方法包括：分析地震资料处理软件运行资源需求特点，根据资源需求特点将地震资料处理应用分成不同的资源需求类型，将节点分成不同的服务器类型，建立服务器模型；根据地震资料处理资源需求特点优化主机资源池，建立适于地震资料处理应用的虚拟存储和虚拟网络服务；根据地震资料处理服务器模型分别建立虚拟机模板，并优化存储和网络驱动；根据应用需求调度主机资源，部署相应的虚拟机服务器，组成虚拟集群实现地震资料处理软件的虚拟化应用。该方法通过虚拟化技术提高了地震资料处理中心设备整体资源利用率。
[0007]专利技术人发现，现有的地震资料预处理方法大都针对常规地震资料处理，无法针对性解决实际资料全波形反演的数据预处理需求，因此亟待开发一种应用于实际区全波形反演的地震资料预处理方法及系统。

技术实现思路

[0008]针对全波形反演在实际应用上的不足，本专利技术提供一种应用于实际区全波形反演的地震资料预处理方法及系统，本专利技术方法通过对地震资料的预处理，提高了全波形反演在复杂实际区地震资料中的适用性。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术提供一种应用于实际区全波形反演的地震资料预处理方法，其包括以下步骤：
[0011]获取地震炮集数据和初始模型数据，并进行坐标旋转；
[0012]将地震炮集数据进行波场分离，拆分直达波数据和有效波数据，并基于直达波数据提取震源子波；
[0013]根据稳定性条件和频散条件，对初始模型数据进行网格规则化；
[0014]采用快速线性插值算法对炮集有效波数据进行重采样和归一化；
[0015]建立炮集观测系统索引数据；
[0016]开展实际区叠前全波形反演。
[0017]进一步地，获取的地震炮集数据使用前需要进行优化处理，所述优化处理包括面波压制、噪音衰减、能量补偿、多次波压制；
[0018]对于声波全波形反演，获取的初始模型数据包括初始纵波速度模型；对于弹性波全波形反演获取的初始模型数据包括初始纵波速度模型、初始横波速度模型和初始密度模型。
[0019]进一步地，进行坐标旋转的方法：将地震炮集数据和初始模型数据的地理坐标根据旋转原则变换至主测线方向为南北向或东西向的相对坐标，旋转公式为：
[0020][0021]式中，x、y为原始坐标；x0、y0为旋转中心点坐标，常采用首道坐标为旋转中心点；x
’
、y
’
为旋转后坐标；θ为旋转角度，以逆时针为正；
[0022]若数据采集方向本身为正南北向或正东西向，则不需要进行坐标旋转。
[0023]进一步地，所述旋转原则，包括就近旋转原则和手性旋转原则，近旋转原则是指将二维地震数据以最小的角度旋转至南北向或东西向；手性旋转原则是指根据地震采集方向确定地震数据的手性，进而旋转至对应手性的南北向或东西向主测线方向，其中，南北向采集的数据为典型的右旋手性，而东西向采集的数据为典型的左旋手性，以此为依据确定斜测线数据的手性。
[0024]进一步地，地震炮集数据进行波场分离的方法：将炮集数据拆分为直达波数据和有效波数据，即依据地表速度估算直达波到达时间，进而拆分出直达波范围和有效波范围；直达波到达时间由下式确定：
[0025][0026]式中，t0为直达波到达的时间，s为目标道的炮检距，v
x
为初始纵波速度模型中的地表采样点速度。
[0027]进一步地，对初始模型进行网格规则化方法：根据稳定性条件和频散条件确定初
始模型在x、y、z三个方向的网格间距，再采用线性插值的方法计算得到规则化的初始模型数据。
[0028]进一步地，根据下式确定稳定性条件：
[0029][0030]式中，c
m
为高阶有限差分因子，v(x,y,z)为初始速度模型中的最大速度，Δt为炮集采样间隔，Δx、Δy、Δz分别为初始模型在x、y、z方向的网格间距；
[0031]根据下式确定频散条件：
[0032][0033]式中，f
peak
为子波的主频，v(x,y,z)
min
为初始速度模型中的最小速度，(Δx,Δy,Δz)
max
为初始模型在x、y、z方向的网格间距中的最大值。
[0034]进一步地，快速线性插值算法包括：首先计算线性查找数组k
i
，表示重采样后第i个采样点对应原始记录中的采样点位置，再由下式逐道计算重采样后每一个采样点的值：
[0035][0036]式中，Y为该道重采样数据序列，X为该道原数据序列，T为该道原数据累计时差序列，i为采样点编号。
[0037]进一步地，建立炮集观测系统索引数据方法：结合规则化后的初始模型网格范围，对进行重采样和归一化处理后炮集有效波数据，建立观测系统索引，将每一道炮集数据索引到初始模型网格中，用于全波形反演残差和梯度计算。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于实际区全波形反演的地震资料预处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：获取地震炮集数据和初始模型数据，并进行坐标旋转；将地震炮集数据进行波场分离，拆分直达波数据和有效波数据，并基于直达波数据提取震源子波；根据稳定性条件和频散条件，对初始模型数据进行网格规则化；采用快速线性插值算法对炮集有效波数据进行重采样和归一化；建立炮集观测系统索引数据；开展实际区叠前全波形反演。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取的地震炮集数据使用前需要进行优化处理，所述优化处理包括面波压制、噪音衰减、能量补偿、多次波压制；对于声波全波形反演，获取的初始模型数据包括初始纵波速度模型；对于弹性波全波形反演获取的初始模型数据包括初始纵波速度模型、初始横波速度模型和初始密度模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行坐标旋转的方法：将地震炮集数据和初始模型数据的地理坐标根据旋转原则变换至主测线方向为南北向或东西向的相对坐标，旋转公式为：式中，x、y为原始坐标；x0、y0为旋转中心点坐标，常采用首道坐标为旋转中心点；x
’
、y
’
为旋转后坐标；θ为旋转角度，以逆时针为正；若数据采集方向本身为正南北向或正东西向，则不需要进行坐标旋转。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述旋转原则，包括就近旋转原则和手性旋转原则，近旋转原则是指将二维地震数据以最小的角度旋转至南北向或东西向；手性旋转原则是指根据地震采集方向确定地震数据的手性，进而旋转至对应手性的南北向或东西向主测线方向，其中，南北向采集的数据为典型的右旋手性，而东西向采集的数据为典型的左旋手性，以此为依据确定斜测线数据的手性。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，地震炮集数据进行波场分离的方法：将炮集数据拆分为直达波数据和有效波数据，即依据地表速度估算直达波到达时间，进而拆分出直达波范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家昀，慎国强，王玉梅，任海亭，王希萍，高侠，周琨，王钟远，赵华，余鹏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物探研究院，
类型：发明
国别省市：