[发明专利]一种反演框架下的地震多波建模方法

摘要

本发明涉及适用于多波多分量地震数据反演框架下的地震多波建模方法，包括：输入叠前处理后的多分量地震数据，通过多波时域叠加速度分析获取初始的纵横波均方根速度并利用Dix公式转换为层速度；获得纵横波灵敏度矩阵，利用自动拟合方法拾取角道集剩余曲率；构建加入正则化的约束最小二乘多波建模方程，求解建模方程以获取纵波和横波慢度更新量；速度建模的迭代终止条件为：纵波和转换波成像深度一致、角道集剩余曲率为零，若满足建模要求则终止循环，否则返回继续进行迭代更新。其技术优势主要表现在技术效果的可靠性；对输入的初始速度要求较低，与当前油气勘探软件兼容性好；能够产生叠前深度偏移结果作为质量监控，不产生多余的计算量。

主权项

1.一种反演框架下的地震多波建模方法，其特征在于包括：1)输入叠前处理后的多分量地震数据，通过多波时域叠加速度分析获取初始的纵横波均方根速度并利用Dix公式转换为层速度；所述步骤1)中，输入数据为经过预处理的多波Z、X分量，通过拾取P波和PS波叠加速度谱的聚焦能量获得初始的均方根速度，利用Dix公式转换为初始的纵横波层速度，其中V_n为第n层的层速度，V_R,n为第1到第n层的均方根速度，t_0,n为第1到第n层的自激自收时间，t_0,n‑1为第1到第n‑1层的自激自收时间；2)选取适定的角度范围，根据建模的精度要求确定固定步长进行射线追踪以获得纵横波灵敏度矩阵；同时，通过弹性多波高斯束偏移抽取PP波和PS波角道集，利用自动拟合方法拾取角道集剩余曲率；所述步骤2)中选取‑40°～40°角度范围，根据建模的精度要求确定固定步长，利用常速度梯度法射线追踪以获得纵横波速度场中每个网格内的射线路径即为灵敏度矩阵：式中，l为网格内的射线路径长度，dl为射线步长，l1、l2分别为网格内射线段起始和终止路径长度；n(l)为当前射线方向向量，n0是初始射线方向向量，v0为射线路径上的局部速度，λ为速度梯度，O(λ3)为速度梯度的高阶项；利用自动拟合方法拾取角道集剩余曲率的方法为：选取深度窗，确定零角度偏移深度z₀，利用互相关方法求取M个控制点的偏移深度z_ai，M≥3且i＝1,…,M；根据角道集角度β_i与其对应的偏移深度z_ai应用公式求取拟合γ，代入公式求得拟合的剩余曲率Δz，β为P波入射角；3)构建加入正则化的约束最小二乘多波建模方程，求解建模方程以获取纵波和横波慢度更新量；所述步骤3)中加入正则化约束的最小二乘多波建模方程为：式中，L(sp)和L(ss)分别为P波和S波误差泛函，Ap和As分别为P波和S波灵敏度矩阵，代表射线在P波和S波速度场网格中的路径长度；Δsp和Δss为待反演的P波和S波慢度更新量，sp待反演的P波慢度值，ss为待反演的S波慢度值，Δzpp和Δzps分别为PP波和PS波角道集剩余曲率，α为反射层倾角，β为P波入射角，θ为S波反射角，μ为正则化因子，Γ为正则化矩阵；4)速度建模的迭代终止条件为：纵波和转换波成像深度一致、角道集剩余曲率为零，若满足建模要求则终止循环，否则返回继续进行迭代更新。