[发明专利]一种起伏地表的地下构造成像方法

说明书

本发明公开了一种起伏地表的地下构造成像方法，包括以下步骤：S1，输入观测数据，偏移速度场，同时预先设置反射系数模型的初始值；S2，对观测数据进行基于相关系数的采样或重新采样，得到偏移数据；S3，根据当前的反射系数模型和偏移数据获得数据残差；S4，根据数据残差，确定梯度，基于梯度进行反射系数模型迭代，获得最终的反射系数模型。本发明方法通过引入基于相关系数的采样策略，避免了随机采样，在减小偏移数据量的同时能有效地避免偏移数据随迭代次数产生巨大变化，进而减弱更换偏移数据对梯度方向共轭性的破坏及收敛曲线的抖动现象，提高了迭代时的计算效率和最终的成像质量。

技术领域

本发明涉及一种起伏地表的地下构造成像方法，属于油气物探工程领域。

背景技术

随着我国勘探开发的深入，勘探重点区域逐渐转移到西部探区。西部探区的勘探开发存在如下主要特点：(1)地表起伏剧烈，近地表构造复杂；(2)背景构造复杂，例如逆掩推覆和盐下成像等；(3)储层埋藏较深，信号较弱。因此，西部探区勘探的重点问题是如何实现起伏地表条件下的高效、高精度保幅成像。

当前的常规反演成像方法通过最速下降法、共轭梯度法等迭代算法求解，虽然可以得到高质量的成像结果，但计算量过于庞大。如果对观测数据进行随机采样，在每次更新模型时只计算部分数据，可以减小计算量。然而，随机采样策略导致反演成像时的误差函数和梯度都具有随机性。由于对观测数据随机采样，当地下构造复杂或地表起伏剧烈时，相邻两次迭代中偏移数据间相关性较差，随机梯度下降法的收敛曲线常出现剧烈抖动，在进行地下结构成像时成像质量较差，收敛速度较慢，计算效率低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种起伏地表的地下构造成像方法，它可以解决当前技术中存在的问题，提高起伏地表条件下成像时的计算效率，同时不影响其成像质量。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种起伏地表的地下构造成像方法，包括以下步骤：

S1，输入观测数据，偏移速度场，同时预先设置反射系数模型的初始值；

S2，对观测数据进行基于相关系数的采样或重新采样，得到偏移数据；

S3，根据当前的反射系数模型和偏移数据获得数据残差；

S4，根据数据残差，确定随机梯度和/或随机共轭梯度，基于随机梯度和/或随机共轭梯度进行反射系数模型迭代，获得最终的反射系数模型。

与现有技术相比，用本发明的方法在起伏地表条件下成像时，在减小偏移数据量的同时能有效地减小偏移数据随迭代次数的变化，进而减弱更换偏移数据对梯度方向共轭性的破坏及收敛曲线的抖动现象，提高了迭代时的收敛稳定性及其成像质量。此外，本发明将最小二乘反演思想中引入起伏地表逆时偏移，能够压制成像噪音、均衡成像振幅、提高成像分辨率，能够对近地表构造及深层构造高精度成像。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的流程框图；

图2为本发明的一个实施例的偏移速度场；

图3为本发明的一个实施例的起伏地表高程信息；

图4为本发明的一个实施例的观测地震数据；

图5为本发明的一个实施例的对观测数据进行基于相关系数炮数据采样后得到的偏移数据；

图6为本发明的一个实施例的起伏地表逆时偏移结果；

图7为基于随机梯度下降法的起伏地表最小二乘逆时偏移结果；

图8为本发明的一个实施例的起伏地表最小二乘逆时偏移结果；

图9为本发明一个实施例与其他两种成像方法结果的单道振幅对比；