[发明专利]最小二乘偏移成像优化方法及系统

说明书

公开了一种最小二乘偏移成像优化方法及系统。该方法包括：基于时窗内地震信号能量信息测度、时窗内地震信号对比度测度及时窗内结构相似度测度，获得地震数据结构相关系数；基于所述地震数据结构相关系数，建立由所述地震数据结构相关系数加权的最小二乘偏移成像模型；以及对由所述地震数据结构相关系数加权的最小二乘偏移成像模型求解，获得地震反射系数成像。本发明方法利用地震观测数据和反偏移正演模拟数据之间的相关性构造相关系数，作用在数据残差上，可以减少由于数据匹配不当对梯度造成的污染，从而提高目标泛函凸性，提高成像精度。

技术领域

本发明涉及地震勘探资料数字处理技术领域，更具体地，涉及一种最小二乘偏移成像优化方法及系统。

背景技术

最小二乘偏移是基于反演理论的成像方法，算法核心是根据反偏移模拟数据与观测数据的匹配程度来判定成像的准确性，并根据残差对成像结果进行修正。用于理论模型时，速度模型、数据正演模拟算法是已知的，并且震源子波都是已知的，这些都提高了数据匹配程度，但是在实际资料情况下是做不到的。对于实际资料来说，首先，由于模拟算法的因素，模拟地震记录只含有一次反射波，而观测数据中还有除一次反射波之外的地震波场以及噪音，从而影响数据匹配程度。其次，最小二乘偏移要求给定的背景速度是准确的，否则合成的地震同相轴与观测数据对应的同相轴会有时移(尤其在大偏移距)，导致数据残差失真，影响梯度。另外，由于子波未知的因素，正演算子无法完美的模拟地震波传播，从而也会影响数据匹配，不准确的匹配残差通过反投影混叠在梯度中，影响算法的收敛。种种这些因素均会增加反演的不确定性，给反演解中引入假象。

目前有很多学者在研究最小二乘偏移成像方法，如沈雄君等(2012)研究了裂步法最小二乘偏移。黄建平等(2011，2013)推导并实现了基于克西霍夫(Kirchhoff)成像算子的叠前最小二乘偏移算法。刘玉金等(2013)实现了局部倾角约束最小二乘偏移方法，讨论了最小二乘偏移对缺道不规则数据成像的优势。但目前的最小二乘偏移技术都是处于基本实现，没有深入讨论最小二乘偏移在遇到实际情况时出现数据不匹配时的情况。

发明人发现，目前缺乏最小二乘偏移在实际应用中，出现数据不匹配时的优化处理方法。因此，有必要开发一种最小二乘偏移成像优化方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种最小二乘偏移成像优化方法及系统，其能够通过对地震数据结构相关系数加权的最小二乘偏移成像模型求解，实现获得地震反射系数成像。

根据本发明的一方面，提出了一种最小二乘偏移成像优化方法。所述方法可以包括：基于时窗内地震信号能量信息测度、时窗内地震信号对比度测度及时窗内结构相似度测度，获得地震数据结构相关系数；基于所述地震数据结构相关系数，建立由所述地震数据结构相关系数加权的最小二乘偏移成像模型；以及对由所述地震数据结构相关系数加权的最小二乘偏移成像模型求解，获得地震反射系数成像。

根据本发明的另一方面，提出了一种最小二乘偏移成像优化系统，所述系统可以包括：用于基于时窗内地震信号能量信息测度、时窗内地震信号对比度测度及时窗内结构相似度测度，获得地震数据结构相关系数的单元；用于基于所述地震数据结构相关系数，建立由所述地震数据结构相关系数加权的最小二乘偏移成像模型的单元；以及用于对由所述地震数据结构相关系数加权的最小二乘偏移成像模型求解，获得地震反射系数成像的单元。

本发明是对最小二乘偏移技术向实用化推进的技术优化，本发明方法利用地震观测数据和反偏移正演模拟数据之间的相关性构造相关系数，作用在数据残差上，可以减少由于数据匹配不当对梯度造成的污染，从而提高目标泛函凸性，提高成像精度。