[发明专利]低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法

说明书

涉及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。

技术领域

本发明涉及石油地震勘探领域，更具体地，涉及低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法。

背景技术

传统的基于波动方程的全波形层析技术由于其利用叠前地震数据运动学和动力学信息，在反演过程中匹配地震波的波形、振幅、和相位信息，因而具有较高的分辨率，被认为是速度建模精度最高的方法。由于匹配地震波所有的信息，采用复杂模型记录的地震数据进行反演时，该技术是一高度的非线性问题，目标泛函往往存在着大量的局部极小值，其反演的精度严重依赖于初始模型的精度(Bunk等1995)。为了削弱反演的非线性性，Bunks等(1995)、Sigure和Pratt(2004)分别从时间空间域和频率空间域的角度给出了从低频到高频的多尺度反演策略。Baeten等(2013)指出实际地震资料中的1.5Hz到2.0Hz的数据对于恢复地下介质宏观背景模型起着至关重要的作用。然而实际地震资料往往缺乏5Hz以下的低频信息，或低频段信息不可靠，因而采用低频缺失的地震数据进行多尺度全波形层析技术也无法使反演结果收敛到全局极小值。

Wu和Luo(2013)在地震勘探领域采用数据残差形式的包络反演去解决常规时间域波动方程层析由于地震数据低频缺失引起的反演结果不稳定问题。在地震数据采集过程中，由于受震源强度、震源响应、表层吸收衰减、各种噪音干扰、传播机制、地质因素及检波器耦合效应等影响，陆上地震资料震源和检波点能量不均衡现象十分严重，即使采用地表一致性振幅补偿，不同震源的能量也可达一个数量级。采用不同振幅能量数量级的包络残差反演会使包络反演的解不稳定，且当包络的时间延迟大于包络信号的半个周期时，包络反演也同样面临着陷入局部极值的风险。

发明内容

为此，本发明给出一种基于归一化非零延迟相位拟合的包络反演，以重构初始的宏观背景速度模型，削弱传统波动方程层析对低频高度依赖的缺陷，并且使该技术更加适用于陆上地震资料的反演，提高其稳健性。

一方面提出了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。

本发明属于石油地震勘探领域在低频地震数据缺失条件下稳健的宏观背景速度建模方法。针对传统时间域波动方程层析在实际陆上资料高精度速度建模过程中严重依赖地震数据低频信息，且由于地表不一致、震源和检波器能量不均衡导致的反演不稳定问题，本发明给出基于加窗归一化非零延迟相位拟合的包络数据反演方法，削弱传统波动方程层析对低频高度依赖的缺陷，并且使该技术更加适用于陆上地震资料的反演，提高其稳健性。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明实施例的一种低频地震数据缺失下的背景速度模型重构方法的流程图；

图2示出了低频缺失雷克子波及其包络的示意图；

图3示出了低频缺失子波正演炮集；