[发明专利]一种数据阻尼全波形反演方法、装置和计算机设备

说明书

本文提供了一种数据阻尼全波形反演方法、装置和计算机设备，其中方法包括：基于观测数据、模拟数据和衰减函数，构建表征观测数据与模拟数据之间数据残差的目标函数；获取震源的正传波场；根据衰减函数获得虚拟震源的反传波场；根据正传波场、反传波场和目标函数关于速度场模型参数的梯度计算表达式，计算速度场模型参数的梯度；根据梯度对速度场模型参数进行迭代更新，直至数据残差达到设定阈值或迭代更新次数达到预设值。本文提供的一种数据阻尼全波形反演方法，使用分段衰减函数作用于反传源以模拟得到反传波场，再分别对正传和反传波场实施波场解耦计算，能够有效地降低反演中高波数噪声的影响，从而得到高精度的反演结果。

技术领域

本发明涉及石油地地震勘探速度建模技术领域，尤其是一种数据阻尼全波形反演方法、装置和计算机设备。

背景技术

石油和天然气等能源产业支撑着我国经济的快速稳定发展。随着石油、天然气勘探开发程度的加深，一些埋藏浅、构造简单的油气藏已经逐渐开发殆尽。为了实现对埋藏深、构造复杂及岩性油气藏的开发利用，亟需先进的勘探手段和高精度的成像技术。近些年来，主要发展宽频带、宽方位、高密度的地震数据采集技术，通过地震成像技术来实现地下参数的高信噪比、高分辨率以及高保真度的建模。最终依据成像结果，进行地质解释、油藏定位以及井位确定等工作。

全波形反演(Full Waveform Inversion，FWI)以层析反演或者速度分析结果为初始模型，可实现高分辨率的速度建模，结合保幅的偏移成像方法，获得高质量的成像剖面，为地质解释提供支撑和依据，因此全波形反演成为近些年来的研究热点之一。然而，计算效率低下是制约全波形反演进行大规模计算以及实际资料处理的主要因素，现有的一种解决方法是使用震源编码策略，其思想是通过某种震源组合方式将很多单炮形成一个超级震源，从而减少波场模拟的次数。其中被广泛应用的一种为基于频率选择的同时源全波形反演方法，它可以获得无串扰的反演结果，但是在一定程度上存在着反演质量差的现象：当初始模型和真实模型相差较大时，低频模型不能被充分的更新，会导致模型里的高波数信息不能正确地更新，从而产生比较严重的高波数噪声。

因此，如何提供一种新的同时源反演方法，能够克服现有技术存在的反演精度差的问题是本领域技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本文的目的在于，提供一种数据阻尼全波形反演方法、装置和计算机设备，以解决现有技术中同时源反演产生的高波数噪声问题。

为了解决上述技术问题，本文的具体技术方案如下：

第一方面，本文提供一种数据阻尼全波形反演方法，包括：

基于观测数据、模拟数据和衰减函数，构建表征所述观测数据与所述模拟数据之间数据残差的目标函数；

获取震源的正传波场；

根据所述衰减函数获得虚拟震源的反传波场，所述虚拟震源与所述震源相对应；

根据所述正传波场、所述反传波场和所述目标函数关于速度场模型参数的梯度计算表达式，计算所述速度场模型参数的梯度；

根据所述梯度对所述速度场模型参数进行迭代更新，直至所述数据残差达到设定阈值。

具体地，所述衰减函数为：

其中，α_γ为常数，m∈Z，T_p为最小积分区间。

具体地，所述目标函数为：