基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法技术

本发明专利技术提供了一种基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法、装置、计算机可读存储介质和电子设备。该方法包括：基于近偏移距信息，通过求取Poynting矢量进行逆时偏移，并通过反偏移得到反射波场；基于自适应误差函数的反射波全波形反演技术求取速度的梯度，并通过照明能量补偿对速度的梯度进行预处理，利用预处理后的速度的梯度更新背景速度场，以此获取更精确的背景速度模型。本发明专利技术的方法应用于模型反演时，能够获得更加精确的背景速度模型，偏移剖面质量得到显著提升。偏移剖面质量得到显著提升。偏移剖面质量得到显著提升。

【技术实现步骤摘要】
基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法


[0001]本专利技术涉及油气地震勘探
，尤其涉及一种基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法、装置、计算机可读存储介质和电子设备。

技术介绍

[0002]随着油气勘探程度的不断深入，目标层位逐步由浅层过渡为深层，如何实现高精度的深层速度建模是一个亟待解决的问题。全波形反演基于最小二乘准则，通过减小观测记录与模拟记录之间的误差来重构地下介质，是一个病态的非线性问题。自上世纪八十年到提出以来，一直是地球物理领域研究的热点。全波形反演技术通过数据驱动，基于最优化算法和波动方程理论体系，相对于射线理论的走时层析有更高的分辨率与建模精度，能够更准确的描述地震波在地下介质中的传播过程。常规全波形反演主要利用潜水波信息，而陆上地震勘探受限于观测系统缺乏大偏移距信息从而影响了深层的建模精度，此时则需要充分利用观测记录中的反射波信息。
[0003]为了解决这一问题,Xu等(2012)提出了反射波波形反演的概念。其方法实施过程中,应用真振幅逆时偏移(Zhang等,2007)给出模型的高频速度扰动。这种真振幅偏移理论上给出了准确的相对AVO,但不能保证其反偏移中模拟数据的振幅能够准确地匹配上观测数据。在实际应用的过程中，观测数据的噪音污染，低频信息的缺失等问题更加重了匹配的难度。因此，如何使得观测记录与反偏移后的模拟记录进行有效的匹配是实现反射波波形反演的关键问题，而目前常规的最小二次误差函数无法有效匹配观测记录与反偏移记录。此外，观测记录中深层有效信号能量较弱，全波形反演迭代过程中深层的迭代速度较慢也是急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的实施例提供了一种基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法、装置、计算机可读存储介质和电子设备。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法，包括：
[0006]S100，对炮检波场观测记录进行关于背景速度场的逆时偏移和去噪处理，以获得相应的偏移剖面；
[0007]S200，对所述偏移剖面中的数据进行反偏移处理，以获得背景速度场中的反射波场，并根据所述反射波场确定反传背景波场；
[0008]S300，基于正传背景波场、反射波场以及反传背景波场，通过进行基于自适应误差函数的反射波全波形反演，获得背景速度场中的背景速度的梯度；
[0009]S400，通过炮检点的照明补偿，对所述背景速度的梯度进行预处理；
[0010]S500，根据经过预处理后的背景速度的梯度更新背景速度场，并根据更新后的背景速度场获取新的背景速度模型；
[0011]S600，判断新的背景速度模型是否满足收敛条件，如果不满足收敛条件，则基于更新后的背景速度场，重新执行步骤S100至S500，直至新的背景速度模型满足收敛条件。
[0012]根据本专利技术的实施例，在步骤S100中，所述去噪处理包括通过求取炮检波场传播Poynting矢量来消除逆时偏移噪音。
[0013]根据本专利技术的实施例，通过求取炮检波场传播Poynting矢量来消除逆时偏移噪音，包括：
[0014]根据下式，求取炮检波场传播Poynting矢量，并根据所述矢量计算传播夹角，
[0015][0016][0017][0018][0019][0020]根据下式，通过设定的夹角限制条件对逆时偏移进行滤波，以消除逆时偏移噪音，
[0021][0022][0023]式中，I(z,x)为成像值，u(t,z,x)为t时刻震源处震源信号正传背景波场，r(t,z,x)为t时刻检波点反传背景波场，k(θ)为与传播夹角有关的权重函数，θ1为夹角限制条件。
[0024]根据本专利技术的实施例，在步骤S200中，对所述偏移剖面中的数据进行反偏移处理，以获得背景速度场中的反射波场，包括：
[0025]获取通过炮点激发正向延拓得到的正传背景波场，并求取正传波场的时间导数；
[0026]将偏移剖面与正传波场的时间导数的零延迟互相关作为共轭震源正向延拓，得到反射波场。
[0027]根据本专利技术的实施例，基于正传背景波场、反射波场以及反传背景波场，通过进行基于自适应误差函数的反射波全波形反演，获得背景速度场中的背景速度的梯度，包括：
[0028]求取自适应误差函数关于背景速度的导数：
[0029][0030]式中，u0是指经过维纳滤波器校正后的正传背景波场，u
ref
是指经过维纳滤波器校正后的模拟反射波场，r0指经过维纳滤波器校正后的反传背景波场，r
ref
指经过维纳滤波器校正后的模拟反传背景波场；m是速度；
[0031]自适应误差函数：
[0032][0033]式中，P是与模拟记录u有关的Toeplitz矩阵，w为一维维纳滤波器，通过维纳滤波器使得模拟记录整体逼近观测记录，d是观测记录
[0034]根据本专利技术的实施例，在步骤S400中，按照下式，通过炮检点的照明补偿，对所述背景速度的梯度进行预处理：
[0035][0036]根据本专利技术的实施例，在所述步骤S500中，根据经过预处理后的背景速度的梯度更新背景速度场，包括：
[0037]根据经过预处理后的背景速度的梯度，按照强wolf准则求取更新步长，根据更新步长更新背景速度场。
[0038]第二方面，本专利技术还提供一种基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构装置，其特征在于，包括：
[0039]逆时偏移处理模块，用于获取炮检波场观测记录，基于炮检波场观测记录中的近偏移距信息，进行关于背景速度场的逆时偏移和去噪处理，以获得相应的偏移剖面；
[0040]反偏移处理模块，用于对所述偏移剖面中的数据进行反偏移处理，以获得背景速度场中的反射波场，并根据所述反射波场确定反传背景波场；
[0041]反射波全波形反演模块，用于基于正传背景波场、反射波场以及反传背景波场，通过进行基于自适应误差函数的反射波全波形反演，获得背景速度场中的速度的梯度；
[0042]梯度预处理模块，用于通过炮检点的照明补偿，对所述速度的梯度进行预处理；
[0043]背景速度更新模块，用于根据经过预处理后的背景速度的梯度更新背景速度场，并根据更新后的背景速度场获取新的背景速度模型；
[0044]收敛判断模块，用于判断新的背景速度模型是否满足收敛条件，如果不满足收敛条件，则基于更新后的背景速度场，重新调用所述逆时偏移处理模块、反偏移处理模块、反射波全波形反演模块、梯度预处理模块和背景速度更新模块执行各模块功能，直至新的背景速度模型满足收敛条件。
[0045]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被被处理器执行时，实现如前第一方面所述的一种基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法。
[0046]第四方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，其包括：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法，其特征在于，包括：S100，对炮检波场观测记录进行关于背景速度场的逆时偏移和去噪处理，以获得相应的偏移剖面；S200，对所述偏移剖面中的数据进行反偏移处理，以获得背景速度场中的反射波场，并根据所述反射波场确定反传背景波场；S300，基于正传背景波场、反射波场以及反传背景波场，通过进行基于自适应误差函数的反射波全波形反演，获得背景速度场中的背景速度的梯度；S400，通过炮检点的照明补偿，对所述背景速度的梯度进行预处理；S500，根据经过预处理后的背景速度的梯度更新背景速度场，并根据更新后的背景速度场获取新的背景速度模型；S600，判断新的背景速度模型是否满足收敛条件，如果不满足收敛条件，则基于更新后的背景速度场，重新执行步骤S100至S500，直至新的背景速度模型满足收敛条件。2.如权利要求1所述的基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法，其特征在于，在步骤S100中，所述去噪处理包括通过求取炮检波场传播Poynting矢量来消除逆时偏移噪音。3.如权利要求2所述的基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法，其特征在于，通过求取炮检波场传播Poynting矢量来消除逆时偏移噪音，包括：根据下式，求取炮检波场传播Poynting矢量，并根据所述矢量计算传播夹角，根据下式，求取炮检波场传播Poynting矢量，并根据所述矢量计算传播夹角，根据下式，求取炮检波场传播Poynting矢量，并根据所述矢量计算传播夹角，根据下式，求取炮检波场传播Poynting矢量，并根据所述矢量计算传播夹角，根据下式，求取炮检波场传播Poynting矢量，并根据所述矢量计算传播夹角，根据下式，通过设定的夹角限制条件对逆时偏移进行滤波，以消除逆时偏移噪音，根据下式，通过设定的夹角限制条件对逆时偏移进行滤波，以消除逆时偏移噪音，式中，I(z,x)为成像值，u(t,z,x)为t时刻震源处震源信号正传背景波场，r(t,z,x)为t时刻检波点反传背景波场，k(θ)为与传播夹角有关的权重函数，θ1为夹角限制条件。
4.如权利要求1所述的基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法，其特征在于，在步骤S200中，对所述偏移剖面中的数据进行反偏移处理，以获得背景速度场中的反射波场，包括：获取通过炮点激发正向延拓得到的正传背景波场，并求取正传波场的时间导数；将偏移剖面与正传波场的时间导数的零延迟互相关作为共轭震源正向延拓，得到反射波场。5.如权利要求1所述的基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法，其特征在于，基于正传背景波场、反射波场以及反传背景波场，通过进行基于自适...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙思宇，胡光辉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：