[发明专利]时间域弹性波多参数全波形的反演方法及系统

说明书

本发明公开了一种时间域弹性波多参数全波形的反演方法及系统，该方法包括：对弹性波包络波形进行反演；建立纵横波初始速度的模型；基于纵横波初始速度的模型，进行弹性波多参数全波形的反演；获取纵横波速度和密度。其优点在于：本方法不受低频信息缺失的影响，可以有效恢复背景速度场，给后续的反演提供一个精度较高的初始速度模型，两步法多参数反演策略相比于常规的多参数同时反演，更好地考虑了纵横波速度和密度之间的相互影响，得到高精度的纵横波速度和密度的反演结果，通过时间域弹性波多参数反演策略可以在低频信息缺失的情况下实现纵横波速度和密度的高精度建模。

技术领域

本发明涉及油气地震勘探领域，更具体地，涉及一种时间域弹性波多参数全波形的反演方法及系统。

背景技术

波场的复杂性以及纵横波速度和密度之间的相互耦合使得多参数反演有非常强的非线性，这极大地增加了反演的难度。此外常规检波器受自身条件的限制，接受到的炮记录低频部分信噪比低不能使用，如何在低频缺失的情况下实现高精度的参数建模是一个亟待解决的问题。

目前业界针对低频缺失情况下的建模方法有很多。Luo and Schuster(1991)采用基于互相关函数的初至波走时层析，通过改变误差泛函来降低非线性。Zhang等(2011)在此方法的基础上进行了改善并运用于反射波走时层析中。互相关函数可以有效的削弱目标函数的非线性，但是它需要人为地进行同相轴的拾取，这样会降低反演的效率并引入人工误差。等(2011)提出利用包络和瞬时相位来构建目标泛函进行反演。包络求取时所采用的希尔伯特变换可以将振幅和相位分离，降低反演的非线性。王官超等(2016)采用弹性波包络波形进行了纵横波速度和密度的反演，为后续的全波形反演提供了低频信息丰富的初始模型，但是最终反演结果的精度仍然较低。如何在低频信息缺失时，利用包络波形反演，制定合理的多参数反演策略，提高反演精度，这类方法未见相应的文献研究。

常规的声波全波形反演主要反演纵波速度，将地下介质近似的看成是声波介质。如果只是单纯的考虑纵波速度并不能很好的反应地下介质的真实情况，不能为后续的地震资料解释所需要的横波速度、纵横波波阻抗等信息。

常规检波器由于受到自身条件的限制，接收到的地震信号低频段失真，信噪比较低。而丰富的低频信息是全波形反演恢复背景介质的关键。如何在低频信息缺失的情况下进行高精度的多参数反演建模是一个亟待解决的问题。

因此，有必要开发一种：不受炮记录低频失真或是信噪比较低的限制，能够得到较为理想的初始速度场，最终多参数反演结果精度较高的时间域弹性波多参数全波形的反演方法及系统。

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

本发明提出了一种时间域弹性波多参数全波形的反演方法及系统，其能够通过对弹性波多参数全波形的反演，能够获得较为理想的初始速度场，最终多参数反演结果精度较高。

根据本发明的一方面，提出了一种时间域弹性波多参数全波形的反演方法，所述方法包括：

对弹性波包络波形进行反演；

建立纵横波初始速度的模型；

基于所述纵横波初始速度的模型，进行弹性波多参数全波形的反演；

获取纵横波速度和密度。

优选地，所述建立纵横波初始速度的模型包括：

基于包络目标泛函数，计算纵横波速度和密度的梯度；

所述纵横波的梯度预处理后，对所述梯度能量加权，获取新的梯度；

通过基于预处理条件的有限内存拟牛顿算法优化迭代算法完成所述纵横波初始速度的模型的更新；