[发明专利]基于时频域目标函数的盐下构造最小二乘逆时偏移方法

说明书

本发明公开了一种基于时频域目标函数的盐下构造最小二乘逆时偏移方法，利用地震信号的时频域局部化特征和弱地震信号的时频域振幅相位信息，提高盐下构造的成像精度。首先，对地震信号进行时频变换，构建时频域最小二乘偏移目标函数；其次，引入振幅调节因子，增强时频域目标函数中相位信息的权重，减弱地震数据振幅信息对深部成像结果影响，提高盐下构造对应的弱地震信号的成像精度；最后，推导时频域振幅相位联合目标函数对应的梯度算子，并利用优化算法对扰动模型进行更新迭代。通过盐丘模型的数值测试，验证了本专利方法可以获得盐下构造的高精度成像结果。

技术领域

本发明涉及一种地下构造逆时偏移方法，具体说是一种基于时频域目标函数的盐下构造最小二乘逆时偏移方法。

背景技术

随着油气勘探技术的不断发展，对地下构造探测精度需求逐渐提高，如今正从构造勘探阶段逐步转向岩性勘探阶段。偏移方法在地下构造成像中占有重要的地位，多年来为了不断地提高地下构造的成像精度，从基于射线理论的Kirchhoff偏移和波束偏移方法，逐渐发展为基于波动理论的偏移方法(Baysal等，1983)。在复杂构造成像过程中，逆时偏移方法具有成像精度高的优点，能够适用于横向速度变化剧烈的区域，获取地下模型高精度反射系数(Xu等，2011)。但是逆时偏移算子是正演算子的共轭转置，而不是它的逆(Claerbout 1992)。因此在观测范围有限的情况下，基于互相关成像条件的逆时偏移方法会产生低频噪音，降低分辨率，无法获得准确的反射系数。

针对逆时偏移成像过程中存在的问题，发展了最小二乘逆时偏移方法，并在反演的理论框架下，利用反偏移数据来不断地与观测数据相匹配，并通过优化算法更新迭代，最终获取地下高精度反射系数信息。关于最小二乘偏移方法，首先由Nemeth等(1999)在最小二乘目标函数的框架下实现了Kirchhoff偏移。随后，Dai等(2011，2012)利用多源地震数据进行最小二乘逆时偏移测试，很大程度上提高了计算效率。任浩然等(2013)将Hessian算子应用于最小二乘逆时偏移中，得到相对振幅保真的成像结果，改善了地震偏移成像的精度。Tan等(2014)在原始最小二乘逆时偏移方法的基础上，提出了波场分离成像条件，并通过更新震源波场实现陡倾角断层的高精度成像。为了克服初始模型依赖问题，刘玉金等(2015)提出扩展成像条件下的最小二乘逆时偏移方法，测试结果表明该方法可以获得更准确的振幅属性信息。此外，为了减弱地震数据振幅信息对成像结果的影响，在互相关目标函数的基础上提出了很多改进的偏移方法(Zhang等，2015；Liu等2016；李庆洋等，2016；Liu等，2017；Yi等，2019)。陈生昌和周华敏(2018)在反射波动方程的基础上，考虑了入射波传播算子与反射波传播算子对偏移成像作用的不同。方修政等(2018)指出基于常规互相关成像条件的最小二乘逆时偏移方法梯度含有很强的低频噪音，为此提出了基于逆散射成像条件的最小二乘逆时偏移方法方法。巩向博等(2019)利用多源地震数据，在稀疏约束的理论框架下，针对小尺度地质构成像问题造展开研究。Liu等(2020)在单步最小二乘逆时偏移方法的理论框架下，加入了Gabor反褶积滤波，增强模拟数据与观测数据的可匹配程度，进而提高盐下构造的成像精度。Li等(2020)通过引入权重因子衰减地震数据中较强的反射波信息，进而实现增强地下的散射信号，有效地提高了深部构造的成像质量。经过多年的研究，最小二乘逆时偏移方法技术得到了很快地发展，逐渐成为当前的研究热点问题。但是地震波场在地下传播是一个极其复杂的过程，受到粘弹介质的影响，致使在数据的匹配过程中的振幅信息对最小二乘逆时偏移结果影响较为严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术存在的缺陷，利用地震信号的时频域局部化特征，提出了一种基于时频域目标函数的盐下构造最小二乘逆时偏移方法，充分利用弱地震信号的时频域相位信息，提高地构造的成像精度。

本发明基于时频域目标函数的盐下构造最小二乘逆时偏移方法，其步骤是：

步骤1.使用MATLAB软件及其地震数据处理软件Crews工具包对地震数据进行预处理，并将预处理后的地震数据作为时频域最小二乘逆时偏移的数据输入。