[发明专利]基于混合Markov邻域的叠前地震多参数同步反演非线性方法

说明书

本发明是一种基于混合Markov邻域的叠前地震多参数同步反演非线性方法，本反演方法使用精确的Zoeppritz方程而非近似公式来实现叠前地震反演，并且引入两个约束条件，克服多参数反演中数量级的巨大差异所导致的在不同角度求解时的不稳定，然后使用快速模拟退火算法求解目标函数极小化，可以同步而准确的获取纵波速度、横波速度和密度三参数反演结果。将混合Markov随机域(MRF)的邻域用于边界保护正则化，以提高反演结果的精度、控制反演结果的稳定性、改善反演过程的时效性。使用本方法对合成地震资料进行反演取得满意的结果，与使用传统叠前地震反演相比反演效果改善明显。

技术领域

本发明涉及油气地球物理勘探技术领域，具体涉及一种基于混合Markov邻域的叠前地震多参数同步反演非线性方法。

背景技术

叠前地震反演是一种基于褶积模型的反演，它基于振幅随炮检距变化理论，可以同步获得纵波速度、横波速度和密度等多种弹性参数，可以有效识别储层流体类型和构造特征。因此，叠前地震反演是目前应用最广泛、发展最成熟的地震反演技术之一，在油气资源的勘探和开发过程中发挥重要作用。

地震反演是一个非线性优化问题，即使得估算的地层参数所对应的合成地震记录与观测地震记录间的误差达到最小。目前基于AVO理论的叠前地震反演应用广泛，它直接利用信息丰富的叠前道集数据，可以同步获得纵波速度、横波速度和密度。但叠前地震反演仍然存在诸多问题，尤其是多参数反演结果的不稳定性问题。在Zoeppritz方程中存在一个很大的问题，就是其中各参数及各系数在数量级上存在巨大的差异，将会导致在不同角度时求解的不稳定。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于模拟退火的叠前地震多参数同步反演非线性方法，以解决现有技术中存在的反演结果不稳定的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于混合Markov邻域的叠前地震多参数同步反演非线性方法，获取测井数据，包括测井速度和密度；

根据测井数据和Zoeppritz方程获取反射系数；

根据测井数据、假设条件和背景趋势关系获取拟合偏差值；

根据反射系数、拟合偏差值对目标函数进行求解得到反演数据。

进一步的，所述Zoeppritz方程为：

其中，R_PP代表纵波入射纵波反射的反射系数，R_PS代表纵波入射横波反射的反射系数，T_PP代表纵波入射纵波反射的透射系数，T_PS代表纵波入射横波反射的透射系数，v是测井速度，ρ₁为上覆介质的密度，ρ₂为下伏介质的密度，v_s1为上覆介质的横波速度，v_s2为下伏介质的横波速度，v_p1为上覆介质的纵波速度，v_p2为下伏介质的纵波速度，θ₁和θ₂分别表示纵波的反射角和透射角，和分别表示横波的反射角和透射角。

进一步的，所述假设条件包括：

令V_S/V_P为常数；

其中，V_S为测井横波速度，V_P为测井纵波速度；

所述背景趋势关系为：

lnV_S＝k·lnV_P+k_C+ΔL_S，