[发明专利]倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法及系统

说明书

本公开提供了一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法及系统，使用垂直横向各向同性介质和Bond矩阵的刚度矩阵，根据裂缝弱度和倾角推导出倾斜横向各向同性介质的刚度矩阵，结合刚度扰动和散射理论，分离两个弱各向异性倾斜横向各向同性介质的弱对比界面，得到该界面下PP波反射系数的方位角，以倾角作为先验信息，利用部分入射角叠加方位地震数据实现方位角叠前反演，根据反演结果估计贝叶斯框架中的裂缝弱度，合理的估计P波和S波模量和裂缝弱度，为地震波的传播研究和地震灾害预防提供了技术支持。

技术领域

本公开属于物理反演领域，具体涉及一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝 弱度反演方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在 先技术。

在具有倾角的横向各向同性介质中传播的地震波的速度随着不同的方向而 变化，水平横向各向同性(HTI)或垂直横向各向同性(VTI)可以被认为是倾 斜横向各向同性(TTI)的特殊情况。地震波在这种TTI介质中传播过程中表现 出方位角速度变化，由裂缝弱度定义的各向异性可以表征方位角速度变化。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱 度反演方法及系统，本公开在分离两个倾斜横向各向同性介质的界面情况下PP 波反射系数的方位角具有偏移参数化，以倾角作为先验信息，利用部分入射角 叠加方位地震数据实现方位角叠前反演，能够有效估计/预测贝叶斯框架中的裂 缝弱度，即能够合理的估计P波和S波模量和裂缝弱度，为地震波的传播研究 和地震灾害预防提供了技术支持。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法，包括以下步骤：

使用垂直横向各向同性介质和Bond矩阵的刚度矩阵，根据裂缝弱度和倾角 推导出倾斜横向各向同性介质的刚度矩阵，结合刚度扰动和散射理论，分离两 个弱各向异性倾斜横向各向同性介质的弱对比界面，得到该界面下PP波反射系 数的方位角，以倾角作为先验信息，利用部分入射角叠加方位地震数据实现方 位角叠前反演，根据反演结果估计贝叶斯框架中的裂缝弱度。

作为进一步的限定，根据法向和切向过剩弱度以及Bond变换对弱各向异性 垂直横向各向同性介质的刚度矩阵进行积分，根据法向和切向过剩弱度以及倾 角推导倾斜横向各向同性介质的刚度矩阵。

作为更进一步的限定，考虑由平面水平弱相对界面分离的两个均匀弱各向 异性倾斜横向各向同性介质，并且通过使用P波和S波速度作为坐标轴来参数 化半空间中的每个倾斜横向各向同性介质，融合密度、法向和切向裂缝弱度参 数、以及对称轴和z轴之间的角度差和方位角，确定倾斜横向各向同性介质的 刚度矩阵。

作为进一步的限定，将散射理论与倾斜横向各向同性介质刚度矩阵的扰动 相结合，根据背景P-和S-波模量、密度、裂缝弱度和倾斜角得出线性化PP波反 射系数，分离两个弱各向异性倾斜横向各向同性介质的弱对比界面。

作为进一步的限定，在贝叶斯框架下，进行方位角的反演，得到贝叶斯框 架下的裂缝弱度。

作为进一步的限定，利用Cauchy稀疏正则化和低频信息正则化以及迭代加 权最小二乘法优化算法的约束来实现方位角的叠前反演，根据反演结果估计裂 缝弱度。

作为更进一步的限定，使用Cauchy函数作为先验分布，使用高斯函数作为 似然函数，通过Cauchy先验分布和高斯似然函数联合解决后验分布，得到分布 最大化方程，将低频信息正则化与最大化方程相结合，使用迭代重加权最小二 乘算法来求解，得到模型参数的最终结果，即反演结果。

一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演系统，被配置为运行在服务 器或处理器上，执行以上倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法。