[发明专利]用于地球物理成像的在拉普拉斯域中使用波形反演来进行速度分析的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于地球物理成像的在拉普拉斯域中使用波形反演来进行速度分析的方法。 

背景技术

地震成像被用于各种用途，例如，用于搜寻地下石油和气藏。在地震成像中，根据所收集的地震测量数据来构建地下物理图像或相关的地下信息模型(例如，速度模型)。一种类型的所收集的地震测量数据是在时域中的叠前反射数据。一般来说，为了收集叠前反射数据，使用多个专用震源将声波或弹性波发送到地底。震源通常散布在上表面以覆盖某些感兴趣的区域。然后，使用覆盖感兴趣的区域的多个专用接收器来在上表面收集来自地下的反射地震波。之后，通过以某些形式处理叠前反射数据来构建地下图像或相关速度模型。 

近来，随着计算硬件的快速发展，叠前反射数据的数学波形反演已经作为用于根据初始假想模型生成地下信息的一种处理形式再次出现。叠前反射数据的波形反演已经尝试用在时域和频域中，没有得到哪种方式最好的结论。两种方式已经以一定的成功度被应用到由已知理论基准模型生成的合成数据。然而，用于实数的所收集的叠前反射数据的波形反演的成功实施一直不清楚。用于成功实施的一个障碍是缺少实数中的低频成分，这使得很难得出长波长速度模型。阻止实数的成功波形反演的另一个原因是地下图像或速度模型的非唯一解决方案的可能性。 

发明内容

在一个实施方式中，提供了一种拉普拉斯变换系统，包括处理器、被测量的时域波场、速度模型以及拉普拉斯衰减常数，其中，处理器被编程以计算时域衰减波场的傅里叶变换的基本为零的频率成分，其中时域衰减波场通过拉普拉斯衰减常数被衰减以获得用于深层地下区域的长波长速度信息。 

在另一个实施方式中，提供了一种拉普拉斯域反演系统。该系统包括处理器、在拉普拉斯域中的衰减后的记录波场、波动方程、目标函数以及速度模型，其中处理器被编程以在拉普拉斯域中对波动方程进行求解、最小化目标函数、以及计算对应于衰减后的记录波场的速度模型从而分析地下区域。 

在又一个实施方式中，提供了一种用于分析地下区域的方法，包括：接收时域中的所收集的叠前反射数据；将时域叠前反射数据转换到拉普拉斯域反射数据；初始化表示地下结构的原始速度模型；计算对数目标函数、积分目标函数以及幂目标函数中的一者；检验目标函数是否满足收敛性判别标准；如果不满足收敛性判别标准，则更新速度模型；以及如果满足收敛性判别标准，则根据速度模型生成地下图像以分析地下区域。 

这些以及其它特征将从下面结合附图和权利要求的详细描述中更清楚地理解。 

附图说明

为了本公开的更彻底的理解，对下面的结合附图和详细描述的简要描述作了参考，其中相同的参考数字表示相同的部件。 

图1示出了拉普拉斯域波形反演方法的一个实施方式； 

图2中的a示出了未衰减的时域波场的一个实施方式； 

图2中的b示出了衰减后的时域波场的一个实施方式； 

图2中的c示出了衰减后的时域波场的另一个实施方式； 

图3示出了目标函数的一个实施方式； 

图4示出了适用于实施本公开的几个实施方式的示例性通用计算机系统； 

图5示出了根据本发明的一个实施方式的基于拉普拉斯域波形反演的地下结构成像装置的全部配置；以及 

图6示出了图5的数据处理单元。 

具体实施方式

一开始应当理解，虽然下面提供了一个或多个实施方式的示例性实施，但所公开的系统和/或方法可以使用任意数量的技术来被实施，无论该技术是当前公知的还是已经存在的。本公开不应当以任何方式局限于下面所示出的示例性的实施、附图和技术，包括这里示出和描述的示例性的设计和实施，而是可以在所附权利要求的范围及其等价物的全部范围内被修改。