[发明专利]低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法

权利要求书

1.一种低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法，该方法包括以下步骤：

1)根据观测地震数据的包络和基于初始速度模型的模拟地震数据的包络，构建加窗归一化非零延迟的相位拟合互相关目标泛函；

2)基于所述互相关目标泛函构建相应的逆时传播伴随震源；

3)采用所述伴随震源反向传播求解伴随波场，并进行包络反演，从而对所述初始速度模型进行重构，得到低频数据缺失条件下重构后的速度模型；

4)验证包络反演的精度，在精度满足要求的情况下，把重构后的速度模型作为初始速度模型进行传统波动方程层析；

其中，求解所述伴随波场时采用如下各向同性介质中的声波波动方程：

式中：

其中b为密度的倒数，κ为体积模量，u(x,t)＝[v_x(x,t),v_y(x,t),v_z(x,t),p(x,t)]^T，s(x,t)＝[0,0,0,Adjsource]^T，u(x,t)表示伴随波场，表示对空间的导数，是对x方向的导数，是对y方向的导数，表示对z方向的导数，v_x(x,t),v_y(x,t),v_z(x,t),分别是x,y,z方向的质点震动速度伴随波场，p(x,t)为伴随应力波场，为伴随波场的时间导数。

2.根据权利要求1所述的低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法，其中，加窗归一化非零延迟的相位拟合互相关目标泛函χ_XcorNenlog表示为：

其中，XcorNen1og(τ,h)为观测地震数据包络自然对数和模拟地震数据包络自然对数的归一化互相关函数，P(τ)为加权时窗函数，τ为时移量，u(t,h)为观测地震数据，y(t,h)为模拟地震数据，u_H(t,h)为观测地震数据的希尔伯特变换，y_H(t,h)为模拟地震数据的希尔伯特变换，e_obs(t,h)为观测地震数据的包络，e_syn(t,h)为模拟地震数据的包络，c是为了避免自然对数真数为零引入的一个常数，h表示检波器的序号。

3.根据权利要求2所述的低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法，其中，伴随震源Adjsource表示为：

其中为观测地震数据的包络和模拟地震数据的包络的互相关，Hilbert表示信号的希尔伯特变换。

4.根据权利要求1所述的低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法，其中，包络反演采用预条件LBFGS优化算法或拟牛顿的预条件PLBFGS算法。

5.根据权利要求4所述的低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法，其中，采用的预条件算子为：

式中z表示深度。

6.根据权利要求1所述的低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法，其中，验证包络反演的精度包括：

对重构后的速度模型进行正演模拟，得到基于重构后的速度模型的模拟地震数据并求解其包络，用观测地震数据的包络与该模拟地震数据的包络进行加窗归一化零延迟互相关，并与观测地震数据包络的加窗归一化零延迟自相关进行对比，来验证包络反演的精度。

7.根据权利要求1所述的低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法，其中，验证包络反演的精度包括：

用重构后的速度模型作为初始速度模型并进行常规波动方程层析，若层析结果没有噪音，则表示包络反演的精度满足要求，若出现噪音则不满足要求。

8.根据权利要求1所述的低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法，还包括：

在包络反演的精度不满足要求的情况下，修改初始速度模型，重新执行步骤1)。

9.根据权利要求1所述的低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法，还包括：在包络反演的精度不满足要求的情况下，修改反演参数，重新执行步骤3)。