【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地球物理学，具体涉及一种基于多瞬时属性和时间域的全波形反演初始速度建模方法。
技术介绍
1、全波形反演(fwi)作为从记录的数据集中检索地下模型参数的有效方法，已被广泛应用于石油勘探、地震监测等地球物理学领域。全波形反演通过最优化算法不断更新地层介质模型参数，使得模拟地震记录与实际观测记录之间的残差达到最小，得到与实际介质参数最接近的地层介质模型，从而确定地震三瞬属性，包括瞬时振幅、瞬时频率和瞬时相位，其中，瞬时振幅为反射强度的量度，瞬时相位为地震剖面上同相轴连续性的量度，瞬时频率为相位的时间变化率。
2、全波形反演的反演效果依赖于初始速度模型的精度，应用地震瞬时属性可以提高全波形反演中初始速度模型的精度。本领域技术人员对此进行了相关研究，例如，等利用包络信息为全波形反演进行初始速度模型；wu等利用瞬时振幅对全波形反演的局部极值进行了压制；luo等在时间域中基于声波指数相位属性构建全波形反演初始速度模型。
3、但是，全波形反演过程中深层信号弱且对目标函数的贡献较小，上述方法对于深层弱信号的提取能力均是有限的，且上述方法中均采用单一的瞬时属性构建初始速度模型，未充分利用实际采集的地震数据。因此，亟需提出一种基于多瞬时属性和时间域的全波形反演初始速度建模方法，联合多种地震瞬时属性提高对地层深层弱信号的提取能力，提高深层速度提取的精确度。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决地层深层弱信号提取困难的问题，充分利用多种地震瞬时属性精确获取深层速度，提出
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、基于多瞬时属性和时间域的全波形反演初始速度建模方法，具体包括以下步骤：
4、步骤1，选取研究区，获取研究区的地质资料和原始地震记录；
5、步骤2，根据研究区的地质资料构建全波形反演初始速度模型，利用全波形反演初始速度模型进行数值模拟，得到全波形反演初始速度模型地震波场值，获取模拟地震记录；
6、步骤3，利用原始地震记录和模拟地震记录的瞬时振幅属性进行全波形反演，得到基于瞬时振幅属性的初始速度模型；
7、步骤4，再对基于瞬时振幅属性的初始速度模型中的一阶近似指数频率属性进行全波形反演，得到基于一阶近似瞬时频率的全波形反演初始速度建模目标函数，确定基于多瞬时属性联合时间域的全波形反演初始速度模型；
8、步骤5，利用基于多瞬时属性联合时间域的全波形反演初始速度模型进行常规全波形反演，得到研究区的速度反演结果。
9、优选地，所述步骤1中，原始地震记录通过在研究区内进行野外采集获得。
10、优选地，所述步骤2中，根据研究区的地质资料构建全波形反演初始速度模型，采用雷克子波或反演拟合子波作为震源子波，基于弹性波波动方程，对卷积完全匹配层进行边界吸收，通过交错网格有限差分方法进行数值模拟，得到初始速度模型所对应的地震波场值，根据数值模拟过程中各时刻全波形反演初始速度模型中各检波点处的波场值，获取模拟地震记录。
11、优选地，所述步骤3中，利用原始地震记录和模拟地震记录的瞬时振幅属性进行全波形反演时，基于瞬时振幅属性设置全波形反演的目标泛函，得到基于瞬时振幅属性的初始速度模型，如公式(1)所示：
12、
13、式中，
14、
15、
16、式中，e(·)为瞬时振幅属性全波形反演的目标泛函，v为速度，t为地震记录的总采样时间，t为时间；acal为模拟地震记录中弹性波场的瞬时振幅面函数，aobs为原始地震记录中弹性波场的瞬时振幅面函数，dcal为模拟地震记录，dobs为原始地震记录，h(·)为地震记录的希尔波特变换处理结果；
17、利用瞬时振幅属性全波形反演的目标泛函构建基于瞬时振幅属性的初始速度模型，将输入的地震记录转换为瞬时振幅面地震记录，转换过程中伴随波动方程中的震源项为：
18、
19、式中，ecal为模拟地震记录的瞬时振幅，eobs为原始地震记录的瞬时振幅。
20、优选地，所述步骤4中，所述一阶近似指数频率属性全波形反演过程中，一阶近似指数频率的目标函数为：
21、
22、并且，
23、
24、其中，f为基于多瞬时属性联合时间域的全波形反演初始速度模型，如公式(7)所示：
25、
26、式中，efre(·)为一阶近似指数频率的目标函数，w为地震记录的瞬时相位，为模拟地震记录中瞬时振幅的指数相位，为原始地震记录中瞬时振幅的指数相位；j为当前采样时刻，j＝0,1,2,...,t，j为整数，j+δt为下一个采样时刻，δt为采样时间间隔；dj为模拟地震记录中第j个地震记录数据，uj为原始地震记录中第j个地震记录数据，e(dj_为模拟地震记录中第j个地震记录数据所对应的包络，e(uj)为原始地震记录中第j个地震记录数据所对应的包络；
27、将各道地震记录数据视为由多个采样点相连而成的离散曲线，则当前时刻地震记录数据对时间的偏导数等于下一时刻地震记录数据对时间的偏导数，如公式(8)所示：
28、
29、确定基于多瞬时属性联合时间域的全波形反演初始速度模型的伴随方程震源项为：
30、
31、式中，为第j个模拟地震记录，为第j个模拟地震记录所对应的下一个地震记录，a为弹性波场的瞬时振幅面函数。
32、本专利技术所带来的有益技术效果：
33、本专利技术提出的一种基于多瞬时属性和时间域的全波形反演初始速度建模方法，
34、通过充分利用地震数据中所包含的瞬时振幅与瞬时频率二种地震瞬时属性信息，将瞬时振幅低频且保幅的优势以及将一阶近似指数频率用于提取深层弱信号的优势相结合，大幅度改善了深层弱地震信号的提取效果的同时提高了全波形反演深层速度收敛效果，为地层深层弱地震信号的获取提供了技术支持。
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1.基于多瞬时属性和时间域的全波形反演初始速度建模方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于多瞬时属性和时间域的全波形反演初始速度建模方法，其特征在于，所述步骤1中，原始地震记录通过在研究区内进行野外采集获得。
3.根据权利要求1所述的基于多瞬时属性和时间域的全波形反演初始速度建模方法，其特征在于，所述步骤2中，根据研究区的地质资料构建全波形反演初始速度模型，采用雷克子波或反演拟合子波作为震源子波，基于弹性波波动方程，对卷积完全匹配层进行边界吸收，通过交错网格有限差分方法进行数值模拟，得到初始速度模型所对应的地震波场值，根据数值模拟过程中各时刻全波形反演初始速度模型中各检波点处的波场值，获取模拟地震记录。
4.根据权利要求1所述的基于多瞬时属性和时间域的全波形反演初始速度建模方法，其特征在于，所述步骤3中，利用原始地震记录和模拟地震记录的瞬时振幅属性进行全波形反演时，基于瞬时振幅属性设置全波形反演的目标泛函，得到基于瞬时振幅属性的初始速度模型，如公式(1)所示：
5.根据权利要求4所述的基于多瞬时属性和时间域
...【技术特征摘要】
1.基于多瞬时属性和时间域的全波形反演初始速度建模方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于多瞬时属性和时间域的全波形反演初始速度建模方法，其特征在于，所述步骤1中，原始地震记录通过在研究区内进行野外采集获得。
3.根据权利要求1所述的基于多瞬时属性和时间域的全波形反演初始速度建模方法，其特征在于，所述步骤2中，根据研究区的地质资料构建全波形反演初始速度模型，采用雷克子波或反演拟合子波作为震源子波，基于弹性波波动方程，对卷积完全匹配层进行边界吸收，通过交错网格有限差分方法进行数值模拟，得到初始速度模型所对应的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王敬伊，李振春，徐夷鹏，贺紫林，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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