[发明专利]一种地震速度反演方法及装置

权利要求书

1.一种地震速度反演方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取初始观测地震数据、初始速度场和极性编码矩阵；所述极性编码矩阵是一个K×N_s的矩阵，矩阵中的值为随机生成的正负1，K为迭代总次数，N_s为编码的总炮数；

根据所述初始观测地震数据、初始速度场和极性编码矩阵迭代求取速度场，直至达到迭代总次数或者生成的速度场满足设定要求，得到最终的速度场；

其中，第k次迭代的速度场通过以下步骤得到：

结合最大时移量、迭代总次数和组合叠加的个数得到第k次迭代的组合时移量，1≤k≤K；所述最大时移量利用所述初始观测地震数据的主频计算得到，所述组合时移量中包含的时移量个数等于组合叠加的个数；

利用所述极性编码矩阵对所述初始观测地震数据进行编码，得到第k次迭代的合成极性编码超级炮，并利用第k次迭代的组合时移量及组合时移量中每个时移量对应的加权系数和第k次迭代的合成极性编码超级炮，得到第k次迭代的组合编码超级炮；

利用第k次迭代的组合时移量及组合时移量中每个时移量对应的加权系数、主频与所述初始观测地震数据的主频相等的地震子波和极性编码矩阵，得到第k次迭代的组合震源，并利用第k次迭代的组合震源和第k-1次迭代的速度场得到第k次迭代的正演超级炮；其中，k＝1时，第k-1次迭代的速度场为所述初始速度场；

利用第k次迭代的正演超级炮与第k次迭代的组合编码超级炮做差反传，互相关得到第k次迭代的反演梯度场；

结合第k次迭代的更新步长、第k次迭代的反演梯度场和第k-1次迭代的速度场得到第k次迭代的速度场。

2.根据权利要求1所述的地震速度反演方法，其特征在于，所述生成的速度场满足设定要求是指生成的速度场能使正演超级炮与组合编码超级炮的差小于设定阈值；在每次迭代后均判断本次迭代生成的速度场是否满足设定要求，若满足设定要求，则本次迭代的速度场即为最终的速度场；若达到迭代总次数时生成的速度场仍不满足设定要求，则从历次迭代得到的速度场中选取一个能使正演超级炮与组合编码超级炮的差最小的速度场作为最终的速度场。

3.根据权利要求1或2所述的地震速度反演方法，其特征在于，所述组合时移量的计算公式为：

式中，τ_i,k表示第k次迭代的组合时移量中的第i个时移量，i的取值范围为1～C_max，所有的τ_i,k共同构成组合时移量，C_max为组合叠加的个数，为最大时移量，K为迭代总次数。

4.根据权利要求3所述的地震速度反演方法，其特征在于，所述组合时移量中每个时移量对应的加权系数的计算公式为：

λ_i＝2^[0.5*(C_max+1)-abs[0.5*(C_max+1)-i]-1]

式中，λ_i为第k次迭代的组合时移量中第i个时移量对应的加权系数，^为乘方运算，abs[]为取绝对值。

5.根据权利要求4所述的地震速度反演方法，其特征在于，所述第k次迭代的组合编码超级炮通过以下公式得到：

式中，为第k次迭代的组合编码超级炮，d_n(t-τ_i,k)表示初始观测地震数据第n炮在t时刻经过τ_i,k时移量的炮记录，e_n,k表示极性编码矩阵第k次迭代第n炮的极性值，λ_i为第k次迭代的组合时移量中第i个时移量对应的加权系数，/为卷积运算。