[发明专利]一种地震数据的叠前同步反演方法

说明书

本申请提出了一种地震数据的叠前同步反演方法，包括以下步骤：S1、构建地震数据拟合差项；S2、构建反射系数稀疏约束项；S3、构建模型趋势约束项；S4、根据所述地震数据拟合差项、反射系数稀疏约束项和模型趋势约束项获取三参数反演结果。本发明提高了三参数反演结果的稀疏性和垂向分辨率，进一步降低了三参数反演的不适定性，尤其是提高了密度结果的稳定性。该发明同时涉及到模型趋势约束项，实现了反演结果的低频成分同模型的低频成分相一致，保证了反演的低频成分的正确性。

技术领域

本发明涉及油气勘探中地震资料解释与反演技术领域，尤其是涉及一种地震数据的叠前同步反演方法。

背景技术

叠前地震数据中包含了丰富的偏移距信息，振幅随偏移距、入射角的变化揭示了地下介质的岩性变化和孔隙内流体成分变化。因此利用叠前AVA(Amplitude VersusAngle)同步反演可以从角度部分叠加地震数据中提取多种岩石弹性参数，进一步降低了储层预测和流体识别中的不确定性。

然而常规叠前地震反演存在病态性和多解性，其原因主要有三方面：(1)子波的带限特性。地震子波频带中缺失低频信息和高频信息，只保留了地震的中频信息，因此反演中的子波褶积矩阵是不满秩的，这是所有地震反演多解性的根本原因；(2)介质弹性参数反射率向角度反射系数正演的不精确性以及地震噪声的存在。通常正演矩阵的广义逆矩阵的条件数较高，当地震数据中不含噪声时，可以较为精确地获取地下介质参数，但当地震数据中含有随机噪声时，较高的条件数会急剧降低反演的稳定性；(3)通常在有地质背景的条件下，三参数反射率(纵波阻抗/速度反射率、横波阻抗/速度反射率和密度反射率)并不是独立不相关的，这种不相关会造成反演的不适定性，尤其是密度的反演结果无法准确获取，然而密度结果通常对岩性和流体识别具有重要的意义。

针对上述问题，前人对叠前地震反演问题进行了深入的研究。Buland和More在2002年针对叠前地震反演的强不适定性，将贝叶斯理论引入地震反演，即以通过假设地震数据的似然函数和模型参数的先验分布均服从多变量高斯分布，给出了模型参数后验分布的均值和方差的解析解，并指出了确定性反演的解为模型参数后验分布的期望；而随机反演的解，可以通过MCMC等技术从后验概率中抽样实现。Downton在2004年在Buland和More的基础上，提出“长尾巴”分布相对高斯分布可以进一步提高反演的垂向分辨率，并借助于参数协方差矩阵的去相关技术去除三参数的相关性，提高了叠前反演的不适定性，针对长尾巴分布中的Lp范数分布、单变量柯西分布和Huber分布分别实现了叠前二项和三项反演。Hampson和Rusell在2005年通过引入岩石物理经验公式作为约束，进一步提高了叠前反演的稳定性，实现了基于角道集的叠前三参数同步反演算法，该算法为HRS软件的叠前反演模块的核心算法。

然而上述叠前反演算法仅仅考虑了反射系数的稀疏约束，在实际资料应用中单项约束并不能获取稳定的反演结果；另外地震资料中缺失0-10Hz的低频成分，因此直接从地震数据中获取的反演结果的低频信息是不准确，反演剖面通常出现不连续的“门帘”效应，需要后续进行低频补偿等二次处理流程，这势必会增加额外的计算量。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种地震数据的叠前同步反演方法，提高了三参数反演结果的稀疏性和垂向分辨率，进一步降低了三参数反演的不适定性，尤其是提高了密度结果的稳定性。该发明同时涉及到模型趋势约束项，实现了反演结果的低频成分同模型的低频成分相一致，保证了反演的低频成分的正确性。

本申请提出了一种地震数据的叠前同步反演方法，包括以下步骤：

S1、构建地震数据拟合差项；

S2、构建反射系数稀疏约束项；

S3、构建模型趋势约束项；

S4、根据所述地震数据拟合差项、反射系数稀疏约束项和模型趋势约束项获取三参数反演结果。