[发明专利]一种地震速度反演方法及装置

说明书

本发明提供了一种地震速度反演方法及装置，属于油气物探工程领域。该方法包括：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；结合第k次迭代的合成极性编码超级炮和组合时移量及每个时移量对应的加权系数得到第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每个时移量对应的加权系数、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和第k‑1次迭代的速度场得到第k次迭代的正演超级炮D_cal,k(v)；利用D_cal,k(v)和得到第k次迭代的反演梯度场；结合第k次迭代的更新步长和反演梯度场以及第k‑1次迭代的速度场得到第k次迭代的速度场，循环迭代得到最终的速度场。本发明能增加反演过程的稳定性、提高反演精度。

技术领域

本发明涉及一种地震速度反演方法及装置，属于油气物探工程领域。

背景技术

在当前的勘探领域中，地震速度场的反演对于地震数据的偏移成像和解释具有重要的意义，全波形反演能够充分利用地震数据中所包含的振幅、相位、走时、波形等信息，对地下模型参数进行精细刻画。

但是全波形反演存在计算量巨大、反演稳定性等诸多问题，由于采集成本、坏道、噪声、地形等诸多因素的影响，利用实际采集到的数据提取的子波往往不准确，并且初始速度模型与地下的真实模型差异较大，导致反演过程不稳定，给地震数据的速度反演造成了一定的困扰，而且巨大的计算量一直是限制FWI实用化的关键问题之一。

申请公布号为CN109541691A的发明专利申请文件中公开了一种地震速度反演方法，该方法对常规的维纳滤波全波形反演方法进行改进，对维纳滤波采用的参考道是一种加权的多震源地震道，不需要求取原始子波，能够减少子波估计的计算量，提高计算效率。虽然该方法能够提高地震速度反演的计算效率，但是在初始速度场与地下的真实模型相差较大的情况下，无法保证地震反演速度场的稳定性和准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地震速度反演方法及装置，用以解决在初始速度场与地下的真实模型相差较大的情况下，利用目前的地震速度反演方法获得的地震反演速度场的稳定性和准确性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种地震速度反演方法，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。