[发明专利]一种VTI介质的各向异性参数分步反演方法

权利要求书

1.一种VTI介质的各向异性参数分步反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，获取研究工区的叠前地震道集数据，并从所述叠前地震道集数据中提取不同角度的地震子波序列；

步骤二，获取包含各向异性参数的测井数据，将各向异性参数转换为刚度参数，建立刚度参数的初始模型；

步骤三，利用VTI等效介质反射系数精确式模拟合成记录，计算合成记录和实际数据的残差；

步骤四，基于初始模型参数，计算精确方程正演算子对模型参数的偏导数；

步骤五，建立反演目标函数，计算目标函数的一阶导数；

步骤六，计算模型更新梯度，利用迭代获取模型更新结果；

步骤七，重复步骤三至步骤六，直到模型的数据残差降低到预设范围内，迭代停止，输出刚度参数的反演结果；

步骤八，利用刚度参数的反演结果，获取最终各向异性参数的估算结果。

2.根据权利要求1所述的一种VTI介质的各向异性参数分步反演方法，其特征在于，步骤一具体包括：

获取工区PP数据的叠前偏移距数据，基于速度数据，将所述叠前偏移距数据转换为叠前角道集数据；

从所述叠前角道集数据中提取地震子波序列，建立不同角度下的子波矩阵。

3.根据权利要求1所述的一种VTI介质的各向异性参数分步反演方法，其特征在于，步骤二具体包括：

获取井口处的弹性参数和各向异性参数，所述各向异性参数包括垂直方向纵波速度α₀、垂直方向横波速度β₀、密度ρ、Thomsen各向异性参数ε和Thomsen各向异性参数δ；

将所述各向异性参数的组合转换为包含刚度参数的新数据组合，所述新数据组合包括刚度参数c₁₁、c₁₃、c₃₃、c₅₅和密度ρ，具体表达式如下：

通过Backus平均算法获取新目标参数曲线的低频数据信息；

基于井口低频数据，利用层位解释结果做约束，插值获得2D/3D的低频初始模型。

4.根据权利要求1所述的一种VTI介质的各向异性参数分步反演方法，其特征在于，步骤三具体包括：

利用VTI等效介质反射系数精确方程计算反射系数序列：

r＝S^-1·b

其中，S和b矩阵表达式如下：

其中，上标(*)^T和(*)^B分别表示了上层和下层介质的属性参数，下标(*)_P和(*)_S分别表示与纵波和横波相关的属性参数；式中，符号l、n、a、b、e均为中间变量参数，且均为刚度参数c₁₁、c₁₃、c₃₃、c₅₅和密度ρ的函数；

利用子波矩阵W和反射系数序列r，计算合成记录d_syn：

d_syn＝G(m)＝W·r

计算实际道集数据d_obs和正演模拟记录d_syn的残差Δd：

Δd＝d_obs-d_syn＝d_obs-G(m)

其中，G(m)为精确式正演算子，m为目标模型参数向量。

5.根据权利要求1所述的一种VTI介质的各向异性参数分步反演方法，其特征在于，步骤四中，计算精确方程正演算子对模型参数的偏导数的方法为：

目标模型参数矩阵m具有如下形式：

精确式正演算子G(m)对模型参数m的导数为：

反射系数r对模型参数的导数为：

其中，和均为中间变量矩阵对模型参数的偏导数；c₁₁、c₁₃、c₃₃、c₅₅均为刚度参数；ρ为密度参数；W为子波矩阵；b、S为计算反射系数序列r的中间过程矩阵。