[发明专利]一种陆地地震数据的全波形反演方法

说明书

本发明属于一种陆地勘探地震数据反演领域，具体公开一种陆地地震数据的全波形反演方法，建立光滑初始化各向异性参数模型；从单炮地震记录中获取分频带地震观测记录；根据参数模型和地震观测系统，获取地震正演模拟合成数据集；计算合成地震数据与实际观测地震数据的残差；计算基于KR‑OT目标函数的伴随场震源；计算高斯加权函数；计算KR‑OT伴随场震源；设定基于伴随场震源的目标函数，并利代替步骤三中参数模型；重复上述步骤三至步骤八，直至数据残差满足精度要求，即为全波形反演获得的模型。本发明的方法利用KR‑OT目标函数，通过拟合体波和面波的地震数据，实现陆地地震勘探数据浅部和深部地质结构的精细反演。

技术领域

本发明属于陆地勘探地震数据反演领域，具体涉及一种全波形目标函数的设计及反演方法。

背景技术

面波对于陆地数据全波形反演带来极大挑战。面波振幅强，但是穿透深度浅。而深部成像依靠的是穿透深度较深的体波(包括压缩波P波和剪切波S波)，面波的出现会掩盖体波(尤其是反射波部分)对于反演的贡献。目前流行的方法包括两种。第一，将观测数据中的面波滤除，使用声波方程来拟合观测到的体波部分。这种折衷方案减少了计算代价，但是只能在低频带适用。当频率增高之后，弹性效应明显，体波部分受到剪切波速度参数的影响也相应增大；此时用声波模拟体波并不合适。第二，放弃声波反演，应用弹性全波形反演，同时保留陆地数据中的面波。由于面波的频散特性，传统的2范数目标函数经常会出现跳周问题；目前流行的解决方法是使用其它目标函数拟合面波，比如包络线目标函数。虽然面波会被部分拟合，但面波残差依然是比体波部分大很多，所以体波携带的模型深部信息无法被提取。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陆地地震数据的全波形反演方法，该方法利用KR-OT目标函数，通过同时拟合体波和面波的地震数据，实现陆地地震勘探数据浅部和深部地质结构的精细反演。

实现本发明目的的技术方案：

一种陆地地震数据的全波形反演方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤一，建立陆地地震的光滑的初始化各向异性参数模型；

步骤二，从单炮地震记录中获取分频带的地震观测记录；

步骤三，根据参数模型和实际的地震观测系统，获取地震正演模拟合成数据集；

步骤四，计算合成地震数据与实际观测地震数据的残差δd_s,r；

步骤五，对于每一地震道，以体波第一个波包的中心作为高斯函数的中心点，计算高斯加权函数W_s,r(t)；

步骤六，利用上述步骤五求取的高斯加权函数W_s,r(t)，计算KR-OT伴随场震源D_d；

步骤七，设定基于KR-OT伴随场震源的目标函数计算目标函数参数模型更新的方向和大小，并利用目标函数参数模型代替步骤三中使用的参数模型；

步骤八，重复上述步骤三至步骤七，直至最终的目标函数满足精度要求，此时的参数模型即为全波形反演在当前频带所获得的陆地地震数据的各项异性参数模型。

所述的步骤二的具体步骤如下：并从低频到高频，对观测数据进行带通滤波，获取分频带的地震观测记录。

所述的步骤三的具体步骤如下：从最低频带开始，采用交错网格，开展复杂地质情形下的地震波正演模拟计算，空间精度8阶，时间精度2阶，获取地震正演模拟合成数据集。

所述的步骤四中的合成地震数据与实际观测地震数据的残差

所述的步骤五中的高斯加权函数

所述的步骤六中的伴随场震源

所述的步骤七中的伴随场震源的目标函数