[发明专利]一种基于深度域地震记录的叠前线性反演方法

权利要求书

1.一种基于深度域地震记录的叠前线性反演方法，其特征在于，包括：

步骤101：利用基于点传播非稳态褶积运算，对深度域测井数据进行深度域正演模拟得到深度域地震记录，将模拟的深度域地震记录与实际深度域地震记录进行平移匹配，从而获得深度域测井数据在地震尺度上的准确位置，即得到准确匹配的深度域测井数据；

步骤102：首先对整个工区的实际深度域地震记录进行层位拾取，然后将拾取的层位信息与深度构造解释结果结合，对步骤101中已经准确匹配的深度域测井数据进行插值，并将沉积模式作为协同数据参与插值，最终获取整个工区的初始低频弹性参数数据体；

步骤103：首先对整个工区的时间域地震记录进行时间域地震子波提取，然后基于点传播函数与时间域地震子波的对应关系进一步将时间转换为深度从而获取整个工区的点传播函数；

步骤104：利用获取的点传播函数构建对应的非稳态褶积矩阵形式，具体为：先通过时间域地震子波求取点传播函数，再按照稳态褶积子波矩阵对应位置截取子波元素以构建非稳态褶积子波矩阵；

步骤105：将非稳态褶积子波矩阵与反射系数线性近似公式结合，并利用贝叶斯推理线性反演方法进行整个工区的弹性参数反演。

2.根据权利要求1所述的叠前线性反演方法，其特征在于，在所述步骤101中，实际深度域地震记录即成像结果：

s＝M*d (1)

式中，M表示深度偏移算子；d表示偏移前时间域地震记录；

而偏移前时间域地震记录满足常规稳态褶积运算，其矩阵形式表达为：

d＝W*R (2)

式中，W表示常规稳态褶积运算构建的子波矩阵；R为反射系数；

由式(1)和式(2)得：

s＝(M*W)*R＝H*R (3)

式中，H表示正演运算与偏移运算结合的矩阵算子。

3.根据权利要求2所述的叠前线性反演方法，其特征在于，在所述步骤103中，一维速度模型下，点传播函数与时间域地震子波满足以下对应关系：

式中，T表示时间域地震子波的周期；表示点传播函数在一个波长λ内的慢度；h表示点传播函数的深度；v表示速度；

在均匀速度介质中，考虑双程旅行时，式(4)改写为：

式中，f＝1/T表示频率；k＝1/λ为波速。

4.根据权利要求3所述的叠前线性反演方法，其特征在于，在所述步骤104具体为：将步骤103获取的整个工区的点传播函数利用对应的非稳态褶积矩阵形式进行排列，并在矩阵边界进行对应的点传播函数截取，以保持子波矩阵大小与常规稳态褶积一致。

5.根据权利要求4所述的叠前线性反演方法，其特征在于，非稳态褶积表示为：

式中，s(t)表示地震记录；w(t,τ)表示变化的子波；r(t)为反射系数的向量形式；

将式(6)转换为如下离散形式：

式中，s(i)、w(i,j)和r(i)分别表示地震记录、子波和反射系数的离散形式；i和j表示离散形式下的深度索引；

其中，将反射系数r(i)利用单位脉冲函数δ(i)分解为：

将式(8)代入式(7)得：

与式(2)中常规稳态褶积运算相同，此时非稳态褶积具备同样的矩阵形式：

式中，n表示子波序列的长度；m表示反射系数序列的长度；

在常规稳态褶积中：

其中，W表示稳态褶积子波矩阵，表示非稳态褶积子波矩阵，其子波元素的上标表示不同深度下的点传播函数。

6.根据权利要求5所述的叠前线性反演方法，其特征在于，在所述步骤105具体包括：

①将非稳态褶积子波矩阵与反射系数线性近似公式结合，得到深度域正演矩阵为：

式中，s表示观测数据向量，即实际深度域地震记录；m为模型参数向量，即待反演的弹性参数；F为线性反射系数矩阵；

式(12)简记为：

s＝Gm (13)

式中，G表示深度域正演矩阵；

②基于贝叶斯推理框架构建反演目标函数为：

式中，σ_d表示数据的方差；R(m)表示模型的先验约束；

③对反演目标函数求导可得：

式中，μ表示模型均值用初始模型代替；当选取高斯分布为先验分布时，C_m表示弹性参数的协方差矩阵；

④令导数等于0，此时式(15)整理得到：

式中，μ_h表示先验信息权重系数，且

⑤对于式(16)采用迭代重加权最小二乘算法求解最终得到准确的弹性参数，该弹性参数即可用于储层预测与流体的准确识别。