[发明专利]一种基于稀疏反演的偏移速度分析方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于勘探地震技术领域，涉及一种基于稀疏反演的偏移速度分析方法，本发明还涉及基于稀疏反演的偏移速度分析装置。

背景技术

地震叠前深度偏移结果对速度模型敏感性强，使得基于偏移数据的速度分析方法成为速度建模的一种有力工具。近年来，随着复杂地质构造成像精度的不断提升，偏移速度分析在地震勘探领域所体现的价值越来越重要。从反演理论的角度来看，偏移速度分析是一个非线性反演问题，通过叠前深度偏移和速度分析两大步骤相互迭代更新弹性参数。由于在每次偏移速度分析迭代过程中，都需要在叠前深度偏移剖面上拾取反射界面倾角、在共成像道集上拾取剩余校正量等作为反演的输入数据。因此，偏移速度分析是一项很耗时、耗力的处理过程。

在实际应用中，偏移速度分析模型大都是利用最小二乘构建的目标函数，往往使得反演结果稳定性差且具有多解性，并且该求解过程通常采用线性共轭梯度法数值求解，存在迭代不足或迭代过度的缺点。本发明通过引入L2范数和非光滑范数L1范数构建了新的最优化稀疏模型，能够以更少的迭代次数达到较好的收敛效果，并且反演获得的速度模型误差较小，具有一致收敛性，从而提高了偏移速度分析效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于稀疏反演的偏移速度分析方法，该方法基于稀疏优化反演算法，充分考虑了地下介质的物理特征，从而形成了一种专门偏移速度分析技术，该技术考虑了非光滑特性，因此反演模型分辨率高，并且可以快速逼近真实模型，大大减少人工作业强度。

本发明的另一目的是提供了一种基于稀疏反演的偏移速度分析装置。

本发明所采用的技术方案是，一种基于稀疏反演的偏移速度分析方法，该方法包括以下步骤：

步骤101，根据地震数据与初始速度模型，通过叠前深度偏移，得到共成像点道集；

步骤102，拾取共成像点道集中同相轴剩余深度，作为系统输入数据；

步骤103，利用剩余深度与待求速度模型，建立偏移速度分析稀疏反演模型；

步骤104，利用非线性迭代算法求解速度模型；

步骤105，返回执行上述共成像点道集生成、拾取、模型构建与求解步骤，直至满足停机准则，反演出最终偏移速度模型。

本发明所采用的另一技术方案是，一种基于稀疏反演的偏移速度分析装置，包括共成像点道集生成单元，用于根据地震数据与初始速度模型，通过叠前深度偏移，得到共成像点道集；

剩余深度拾取单元，用于拾取共成像点道集中同相轴剩余深度，作为系统输入数据；

稀疏反演模型构建单元，用于利用所述剩余深度与待求速度模型，建立偏移速度分析稀疏反演模型；

模型非线性求解单元，用于非线性迭代算法求解速度模型；

模型更新迭代单元，用于返回执行上述包括共成像点道集生成、拾取、模型构建与求解步骤，直至满足停机准则，反演出最终偏移速度模型。

本发明的有益效果是根据本发明技术实施例的技术方案，利用L2光滑范数和L1非光滑范数建立稀疏反演模型，该模型一方面通过L2范数拟合实际数据，另一方面通过非光滑L1范数约束减少多解性。在目标函数求解过程中，采用非线性迭代算法，该求解方法具有全局收敛性，并且是一种正则化方法，因此，在大规模地震速度建模应用中具有良好的应用价值，在经济效益方面，本发明公开的技术方案可大大释放人工劳动力，缩短速度建模周期。

附图说明

图1是偏移速度分析方法流程图。

图2是装置结构框图。

图3是实施例的方法流程图。

图4为本实施例利用初始模型获得的叠前深度偏移结果图。

图5为本实施例最终叠前深度偏移结果图。

图6为本实施例偏移速度模型图。

图7为本实施例迭代过程中共成像点道集内同相轴变化情况图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种基于稀疏反演的偏移速度分析方法，该方法包括以下步骤：

步骤101，根据地震数据与初始速度模型，通过叠前深度偏移，得到共成像点道集；

步骤102，拾取共成像点道集中同相轴剩余深度，作为系统输入数据；

步骤103，利用所述剩余深度与待求速度模型，建立偏移速度分析稀疏反演模型；

步骤104，利用非线性迭代算法求解速度模型；

步骤105，返回执行上述步骤，包括共成像点道集生成、拾取、模型构建与求解步骤，直至满足停机准则，反演出最终偏移速度模型。