【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地质勘探，特别涉及地震反演，具体涉及一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法和系统。
技术介绍
1、经过长期的勘探开发，我国易开发的高品质油气藏逐渐减少，复杂地质环境的油气藏资源的勘探开发利用对提高我国油气资源自给能力和保障国家能源安全至关重要。复杂地质环境油气藏的勘探开发对地震成像和反演提出了很高的要求。
2、地震偏移(或最小二乘偏移)和地震反演是紧密联系的地震勘探技术，都可以用于描绘地下图像进而定位油气藏，但它们也存在着差别。地震偏移根据反射地震数据推断地球介质特性快速变化的空间位置，也就是定位地下反射点。它通过对地震反射数据应用线性算子来求解地球介质内每个点的反射系数函数。反射系数不是地球固有的属性，而是岩石力学属性和入射/反射波的方向的函数。得到的偏移图像可以转换到角度域道集，然后应用avo/ava(amplitude versus offset/amplitude versus angle)分析得到弹性参数信息。另一方面，线性化波形反演则通过反射地震数据直接定量地反演岩石的内在弹性参数。通常，地震偏移和地震反演假设声学或各向同性弹性介质。在声学介质中，线性化波形反演和最小二乘偏移的术语可以互换使用，因为最小二乘偏移的叠加图像和线性化波形反演中得到的弹性参数的扰动具有一一对应的映射关系。而对于各向同性弹性介质，线性化波形反演同时建立多个弹性参数的扰动，例如密度、p波和s波速度的扰动。线性化波形反演估计岩石的固有弹性特性，而不是与角度相关的反射系数，属于地震反演的范畴。
3、地球介质广
技术实现思路
1、针对各向异性弹性波逆时偏移存在的偏移图像空间分辨率低、存在低频逆时偏移噪声、波模式串扰假象噪声、偏移图像振幅响应不均衡、精确纵横波场分离困难等技术难题，经过多次设计和研究，本专利技术提供各向异性介质弹性波线性化波形反演方法和系统，该方法可以直接反演各向异性弹性参数模型的局部扰动。
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，包括以下步骤：
4、1)基于预先构建的弹性参数背景模型、初始弹性参数扰动模型和震源端波场进行波恩近似，合成多分量反射地震数据；
5、2)计算合成多分量反射地震数据和实际多分量反射地震数据之间差异的目标函数，并判断目标函数值是否满足收敛条件，若目标函数值满足收敛条件，则输出反演的高分辨率弹性参数扰动模型，若目标函数值不满足收敛条件，则进入步骤3)；
6、3)基于合成多分量反射地震数据和实际多分量反射地震数据计算得到数据残差，沿逆时方向反向传播得到接收器端波场，并基于震源端波场和接收器端波场计算梯度信息，对初始弹性参数扰动模型进行更新；
7、4)返回步骤1)进入下一次循环，再重新合成多分量反射地震数据，计算目标函数，并判断目标函数值是否收敛，直到目标函数值满足收敛条件。
8、进一步，所述步骤1)中，基于预先构建的弹性参数背景模型、初始弹性参数扰动模型和震源端波场进行波恩近似，合成多分量反射地震数据，包括：
9、1.1)基于测井数据构建初始速度和各向异性介质的弹性参数背景模型；
10、1.2)应用交错网格有限差分法求解vti各向异性弹性波动方程，得到震源端波场；
11、1.3)基于弹性参数背景模型，初始弹性参数扰动模型和震源端波场合成多分量反射地震数据。
12、进一步，所述步骤1.2)中，应用交错网格有限差分法求解vti各向异性弹性波动方程，得到震源端波场，包括：
13、
14、其中，(vx,vz)是水平和垂直方向的质点速度，(σxx,σzz,σxz)是应力分量，(fx,fz)是震源，ρ是密度，cij是刚度矩阵的元素；x、z是空间坐标；t是时间坐标。
15、进一步，所述步骤1.3)中，基于弹性参数背景模型，初始弹性参数扰动模型和震源端波场合成多分量反射地震数据，包括：
16、1.3.1)将震源端波场与初始弹性参数扰动模型进行相乘，得到“二次震源”；
17、1.3.2)应用得到的“二次震源”进行交错网格有限差分法的各向异性弹性波正向传播数值模拟，在检波器位置提取合成的多分量反射地震数据。
18、进一步，所述步骤2)中，目标函数为：
19、
20、其中，mi是第i次迭代的弹性参数扰动模型mprior是先验模型，可由测井信息得到；l是线性化正演算子；dobs是实际的多分量反射地震数据；‖·‖代表矢量的l2范数，μ是正则化参数，wd和wm分别是数据和模型的先验权重算子。
21、进一步，所述步骤3)中，基于合成多分量反射地震数据和实际多分量反射地震数据计算得到数据残差，沿逆时方向反向传播得到接收器端波场，并基于震源端波场和接收器端波场计算梯度信息，对初始弹性参数扰动模型进行更新，包括：
22、3.1)计算合成多分量反射地震数据与实际多分量反射地震数据之间的数据残差作为伴随震源；
23、3.2)沿逆时方向进行波场反向传播数值模拟，得到接收器端波场；
24、3.3)通过震源端波场和接收器端波场计算得到各向异性介质弹性波线性化波形反演的梯度；
25、3.4)根据各向异性介质弹性波线性化波形反演梯度计算更新步长和共轭梯度的方向，更新弹性参数扰动模型。
26、进一步，所述检波器端波场的计算公式为：
27、
28、其中，是水平和垂直方向的伴随质点速度场，(τxx,τzz,τxz)是伴随应力场分量，(rx,rz)是数据残差，作为伴随震源；x、z是空间坐标；t是时间坐标；ρ是密度，cij是刚度矩阵的元素；
29、所述震源端波场和检波器端波场计算得到各向异性介质弹性波线性化波形反演的梯度的表达式为：
30、
31、其中，(ψx,ψz)是水平和垂直方向的伴随质点位移场；(vx,vz)是水平和垂直方向的质点速度；
32、
33、所述更新步长α的计算公式为：
34、
35、其中，共轭梯度方向c(i+1)的计算公式为：
36、c(i+1)＝pg(i+1)+βc(i)
37、
38、其中，l是各向异性弹性波动方程的波恩近似算子，p是预条件算子，β是系数。
39、第二方面，本专利技术提供一种各向异性介质弹性波线性化波形反演系统，包括：
40、波恩近似模块，用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，其特征在于，所述步骤1)中，基于预先构建的弹性参数背景模型、初始弹性参数扰动模型和震源端波场进行波恩近似，合成多分量反射地震数据，包括：
3.如权利要求1所述的一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，其特征在于，所述步骤1.2)中，应用交错网格有限差分法求解VTI各向异性弹性波动方程，得到震源端波场，包括：
4.如权利要求1所述的一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，其特征在于，所述步骤1.3)中，基于弹性参数背景模型，初始弹性参数扰动模型和震源端波场合成多分量反射地震数据，包括：
5.如权利要求1所述的一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，其特征在于，所述步骤2)中，目标函数为：
6.如权利要求1所述的一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，其特征在于，所述步骤3)中，基于合成多分量反射地震数据和实际多分量反射地震数据计算得到数据残差，沿逆时方向反向传播得到接收器端波场，
7.如权利要求5所述的一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，其特征在于，所述检波器端波场的计算公式为：
8.一种各向异性介质弹性波线性化波形反演系统，其特征在于，包括：
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1至7所述方法中的任一方法。
10.一种计算设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器及存储器，所述存储器中存储有一个或多个程序，并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1至7所述方法中的任一方法的指令。
...【技术特征摘要】
1.一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，其特征在于，所述步骤1)中，基于预先构建的弹性参数背景模型、初始弹性参数扰动模型和震源端波场进行波恩近似，合成多分量反射地震数据，包括：
3.如权利要求1所述的一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，其特征在于，所述步骤1.2)中，应用交错网格有限差分法求解vti各向异性弹性波动方程，得到震源端波场，包括：
4.如权利要求1所述的一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，其特征在于，所述步骤1.3)中，基于弹性参数背景模型，初始弹性参数扰动模型和震源端波场合成多分量反射地震数据，包括：
5.如权利要求1所述的一种各向异性介质弹性波线性化波形反演方法，其特征在于，所述步骤2)中，目标函数为：
6.如权利要求1所述的一种各向异性介质弹性波...
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