[发明专利]一种复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法

说明书

本发明属于陆上地震勘探技术领域，具体涉及一种复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法，包括：步骤一：人工提取出地震波场；步骤二：重构虚折射波场；步骤三：重构褶积型超级虚折射波场；步骤四：重构相关型超级虚折射波场；步骤五：重构叠加超级虚折射波场；步骤六：拾取初至波旅行时信息；步骤七：建立网格模型初始条件和边界条件，生成初始网格模型；步骤八：生成最终正交贴体网格模型数据；建立初始化慢度参数模型，步骤九：获取正演模拟合成数据集；步骤十：计算合成初至波旅行时与步骤六拾取的初至波旅行时的残差函数；步骤十一：求取伴随状态变量λ更新参数模型；步骤十二：重复步骤九至十一，得到初至波旅行时层析反演参数模型。

技术领域

本发明属于陆上地震勘探技术领域，具体涉及一种复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法。

背景技术

在高频近似的假设条件下，弹性波动力方程可以简化为程函方程和传递方程，通过求解这两个方程可以得到地震初至波旅行时和振幅信息。而基于初至波旅行时的层析反演可以获取地下介质的物性参数信息，为后续的全波形反演提供初始的宏模型。但是，在陆地勘探中，复杂的地形起伏和近地表的非均匀性往往会带来地震波旅行时的剧烈扰动，尤其在地震记录的远偏移距处，初至波场往往由于信噪比太低而无法准确分辨，进而影响了静校正的效果和偏移成像的质量。另一方面，在层析反演迭代的过程中，需要大量的正演计算，使得对正演方法的高效性也提出很高要求。但是，当存在地形起伏和低降速带的时候，强介质参数的变化会给正演模拟带来巨大困难，往往需要大量细致的网格剖分，进而导致计算成本过高而无法满足实际勘探的需求。

因此，基于复杂近地表条件下的地震波传播稳定、高效和准确的正演模拟亦面临巨大挑战。以上两方面问题已经成为制约初至波旅行时层析反演，甚至全波形反演的关键因素，严重影响了复杂近地表条件下地震勘探的效果。

在此基础上继续研究设计一种适用于复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法，用以实现陆地地震勘探数据宏参数模型的精确计算。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，提供一种复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法，用于解决现有技术中无法准确的对陆地地震勘探数据宏参数模型进行精确计算的技术问题。

本发明的技术方案如下所述：

一种复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法，包括如下步骤：

步骤一：针对实际采集的地震单炮记录进行时窗截取，人工提取出包含直达波和折射波初至的地震波场；

步骤二：针对不同的虚震源点A、检波点B，重构出A点激发、B点接收的虚折射波场；

步骤三：针对实际震源点X、不同检波点B，重构出X点激发、B点接收的褶积型超级虚折射波场；

步骤四：针对实际震源点X、不同检波点A，重构出X点激发、A点接收的相关型超级虚折射波场；

步骤五：针对实际震源点X、不同检波点R，重构出X点激发、R点接收的叠加超级虚折射波场；

步骤六：基于步骤五重构的初至波场，采用自动追踪加人工修正的方法，拾取初至波旅行时信息；

步骤七：针对实际采集的炮点和检波点分布的位置信息，建立网格模型的初始条件和边界条件，并插值生成初始网格模型；

步骤八：利用Gauss-Seidel迭代法对网格模型进行迭代更新，直至满足精度要求，生成最终正交贴体的网格模型数据；在此基础上，建立初始化的慢度参数模型，其慢度分布沿深度方向呈常慢度梯度变化；

步骤九：根据参数模型和实际的观测系统信息，基于快速扫描算法的自适应程函方程求解方法，开展复杂近地表条件下的初至波旅行时正演模拟计算，获取正演模拟合成数据集；