提高反演分辨率的多道同时反演识别方法、装置及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种提高反演分辨率的多道同时反演识别方法、装置及介质，在地震反演中，不同变换域的反演方法具有不同的特点。时域地震反演方法在抗噪声方面优于频域地震反演方法，但在分辨率方面，频域地震反演方法优于时域地震反演方法。本发明专利技术结合了地震反演方法在时间域和频率域的优点，在保证抗噪声的前提下提高了反演结果的分辨率。针对传统逐道反演不考虑横向信息的问题，引入多道同时反演方法，增强了相邻地震道之间的相关性，提高了反演结果的横向连续性。根据地震资料的背景，通过调整时间域、频率域的权重系数，可以达到高抗噪性和高分辨率的目的。高分辨率的目的。高分辨率的目的。

【技术实现步骤摘要】
提高反演分辨率的多道同时反演识别方法、装置及介质


[0001]本专利技术涉及地震勘测
，特别是涉及一种提高反演分辨率的多道同时反演识别方法、装置及介质。

技术介绍

[0002]在地震勘探中，地震分辨率问题一直引领着地震勘探技术的发展方向。分辨率对地震采集、处理和解释有着巨大的影响。分辨率和信噪比是两个独立的概念，也是分别影响高分辨率勘探和高精度勘探的重要因素。
[0003]通常，地震反演只能在频率域或时间域中进行。频率域反演方法与时间域反演方法相比，可以提高地震反演的分辨率。但这仅限于无噪声或噪声影响较小的情况。当随机噪声能量过大时，频率域地震反演方法的抗噪性差，反演结果十分不稳定。与频率域地震反演相比，时间域地震反演方法发展更为迅速，利用低频模型和正则化约束的信息，可以有效缩小待反演参数的解空间。在时间域地震反演中，基于褶积模型的反演方法可以将地震反演问题转化为线性优化问题，获得相对稳定的解。同时，此类方法对噪声敏感性低，运算速度快，因此被广泛应用于地质构造探测和油藏生产任务中。然而，反演结果的分辨率依赖于地震数据的信噪比，这限制了时间域地震反演的效果。
[0004]此外，常规的地震反演都是通过逐道反演实现的，这会在很大程度上忽略相邻地震道之间的相关性，导致横向分辨率过低、对随机噪声的压制能力小等问题。

技术实现思路

[0005]提供了本专利技术以解决现有技术中存在的上述问题。因此，需要一种提高反演分辨率的多道同时反演识别方法、装置及介质，在地震反演中，不同变换域的反演方法具有不同的特点。时域地震反演方法在抗噪声方面优于频域地震反演方法，但在分辨率方面，频域地震反演方法优于时域地震反演方法。混合地震反演方法（本专利技术提供的方法）结合了地震反演方法在时间域和频率域的优点，在保证抗噪声的前提下提高了反演结果的分辨率。
[0006]根据本专利技术的第一方案，提供了一种提高反演分辨率的多道同时反演识别方法，所述方法包括：基于褶积模型，通过如下公式（1）表示地震记录：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）式中，表示地震数据，表示地震反射系数序列，表示噪声，表示子波矩阵；其中所述地震反射系数序列中的地震反射系数用阻抗表示：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）式中，R
i
表示地震反射系数序列中的第i个地震反射系数，Z
i+1
和Z
i
分别表示第i+1
个和第i个阻抗，ln表示对数计算，D表示差分矩阵；设L=lnZ，表示阻抗的对数，将公式（1）变成：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）通过傅里叶变换得到在频率域中的褶积模型：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（4）式中，表示地震资料的频谱，表示地震反射系数序列的频谱，表示噪声的频谱，表示子波的频谱；基于所述公式（4），得到频率域和时间域的正演方程，如公式（5）和公式（6）所示：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（5）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（6）式中，分别为时间域的子波核矩阵，、分别为频率域的地震记录和正演算子矩阵，表示随机噪音；基于所述公式（5）和公式（6），确定混合域的目标函数如公式（7）所示：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（7）式中，表示初始模型的权重系数，表示初始模型的对数形式；在所述混合域的目标函数引入纵向和横向差分算子，实现多道同时反演： （8）式中，表示差分算子的权重系数，表示L1范数，、分别表示横向差分算子和纵向差分算子；用拉格朗日乘子代替L1范数中的矩阵运算，得到有约束的目标函数如下：（9）式中，、表示拉格朗日乘子；引入对偶项、将有约束目标函数转化为无约束目标函数，得到：（10）式中，表示对偶项的权重系数，它决定了拉格朗日乘子与差分算子之间的关联程度；
基于软阈值收缩方法，将公式（10）分解为若干单约束问题求解：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（11）
ꢀꢀꢀꢀ
（12）
ꢀꢀꢀ
（13）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（14）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（15）根据求解结果，反演得到阻抗。
[0007]根据本专利技术的第二技术方案，提供一种提高反演分辨率的多道同时反演识别装置，所述装置包括处理器，所述处理器被配置为：基于褶积模型，通过如下公式（1）表示地震记录：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）式中，表示地震数据，表示地震反射系数序列，表示噪声，表示子波矩阵；其中所述地震反射系数序列中的地震反射系数用阻抗表示：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）式中，R
i
表示地震反射系数序列中的第i个地震反射系数，Z
i+1
和Z
i
分别表示第i+1个和第i个阻抗，ln表示对数计算，D表示差分矩阵；设L=lnZ，表示阻抗的对数，将公式（1）变成：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（3）通过傅里叶变换得到在频率域中的褶积模型：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（4）式中，表示地震资料的频谱，表示地震反射系数序列的频谱，表示噪声的频谱，表示子波的频谱；基于所述公式（4），得到频率域和时间域的正演方程，如公式（5）和公式（6）所示：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（5）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（6）
式中，分别为时间域的子波核矩阵，、分别为频率域的地震记录和正演算子矩阵，表示随机噪音；基于所述公式（5）和公式（6），确定混合域的目标函数如公式（7）所示：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（7）式中，表示初始模型的权重系数，表示初始模型的对数形式；在所述混合域的目标函数引入纵向和横向差分算子，实现多道同时反演： （8）式中，表示差分算子的权重系数，表示L1范数，、分别表示横向差分算子和纵向差分算子；用拉格朗日乘子代替L1范数中的矩阵运算，得到有约束的目标函数如下：（9）式中，、表示拉格朗日乘子；引入对偶项、将有约束目标函数转化为无约束目标函数，得到：（10）式中，表示对偶项的权重系数，它决定了拉格朗日乘子与差分算子之间的关联程度；基于软阈值收缩方法，将公式（10）分解为若干单约束问题求解：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（11）
ꢀꢀꢀꢀ
（12）
ꢀꢀꢀ
（13）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（14）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（15）
根据求解结果，反演得到阻抗。
[0008]根据本专利技术的第三技术方案，提供一种提高反演分辨率的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高反演分辨率的多道同时反演识别方法，其特征在于，所述方法包括：基于褶积模型，通过如下公式（1）表示地震记录：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）式中，表示地震数据，表示地震反射系数序列，表示噪声，表示子波矩阵；其中所述地震反射系数序列中的地震反射系数用阻抗表示：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）式中，R
i
表示地震反射系数序列中的第i个地震反射系数，Z
i+1
和Z
i
分别表示第i+1个和第i个阻抗，ln表示对数计算，D表示差分矩阵；设L=ln Z，表示阻抗的对数，将公式（1）变成：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（3）通过傅里叶变换得到在频率域中的褶积模型：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（4）式中，表示地震资料的频谱，表示地震反射系数序列的频谱，表示噪声的频谱，表示子波的频谱；基于所述公式（4），得到频率域和时间域的正演方程，如公式（5）和公式（6）所示：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（5）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（6）式中，分别为时间域的子波核矩阵，、分别为频率域的地震记录和正演算子矩阵，表示随机噪音；基于所述公式（5）和公式（6），确定混合域的目标函数如公式（7）所示：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（7）式中， 表示初始模型的权重系数， 表示初始模型的对数形式；在所述混合域的目标函数引入纵向和横向差分算子，实现多道同时反演： （8）式中， 表示差分算子的权重系数， 表示L1范数，、 分别表示横向差分算子和纵向差分算子；用拉格朗日乘子代替L1范数中的矩阵运算，得到有约束的目标函数如下：（9）
式中，、表示拉格朗日乘子；引入对偶项、将有约束目标函数转化为无约束目标函数，得到：（10）式中， 表示对偶项的权重系数，它决定了拉格朗日乘子与差分算子之间的关联程度；基于软阈值收缩方法，将公式（10）分解为若干单约束问题求解：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（11）
ꢀꢀꢀꢀꢀ
（12）
ꢀꢀꢀꢀ
（13）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（14）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（15）根据求解结果，反演得到阻抗。2.一种提高反演分辨率的多道同时反演识别装置，其特征在于，所述装置包括处理器，所述处理器被配置为：基于褶积模型，通过如下公式（1）表示地震记录...

【专利技术属性】
技术研发人员：林凯，赵炼，张天悦，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：