[发明专利]基于褶积思想与精确震源的重构低频数据频域全波形反演方法

摘要

本发明涉及一种基于褶积思想与精确震源的重构低频数据频域全波形反演方法，首先应用观测数据的直达波成分反演出可靠的震源函数，然后基于褶积思想重构出自激自收点的低频数据，最后应用此重构数据进行多尺度全波形反演的低频起始部分，使反演能有一个好的开始，最终得到一个好的结果。有效避免了周期跳跃的发生，使反演结果得到了极大改善，各种错误极小收敛均有效恢复。在最后的反演部分使用了动态随机编码的超级炮思想，有效提高了全波形反演的效率。本发明重构的自激自收点低频信息不仅是数学层面上的低频信息，只为全波形反演提供大区域扰动，更是客观物理层次上的真实低频信息，也可用于其他数据处理方向。

主权项

1.一种基于褶积思想与精确震源的重构低频数据频域全波形反演方法，其特征在于，包括以下步骤：a、安装MATLAB基础安装环境；b、对采集到的实际地震数据进行常规预处理；c、在现有资料的基础上，计算出炮检点所在层位的速度模型；d、根据最小二乘原理构造目标函数：其中f为模型参数震源，U(ω)为实际采集的观测数据，S(ω)在速度模型上通过正演得到的模拟数据，对目标函数做关于模型参数震源f求导，经变换后得到最终的梯度表达式：J＝[A‑1]T(S(ω)‑U(ω))表达式右侧的[A‑1]T(S(ω)‑U(ω))项又称为残差反传波场，其中A表示阻抗矩阵，T代表共轭转置；e、对预处理后地震记录，截取直达波部分，进行FFT变换得到频域观测数据，查看观测数据的频谱记录，由于实际数据中缺失5HZ以下成分，因此数据尽量从可靠的频率开始选用，按照频率从低到高的顺序要求，依次挑选对应频率的地震信号；根据要求设定全波形反演相关参数，包括模型大小nz×nx，网格距dx,dz，最大采样时间Nt，时间采样间隔dt，反演起始频率f0，反演频率个数nf，每个频率最大迭代次数itermax，迭代步长的最小值；f、设定初始震源，如没有可靠先验信息，则全频率均设为10^‑6；g、给定截去低频数据的频域地震数据，炮检点所在层位的速度模型及相关参数，进行频域全波形反演，得到不含低频的精确震源Z；h、将自激自收记录近似看作是由褶积模型得到的记录，U＝Z·H，将地震记录U与得到的精确震源Z相除，得到地层反射系数H，观察地层反射系数随频率的变化，在中低频段内地层反射系数是接近的，故利用已知雷克子波R的低频分量与选择的地层反射系数H相乘，得重构低频数据UC，i、利用现有的数据，在合理的区域速度范围内给出光滑的初始速度模型V0；j、使用雷克子波R与重构的低频数据进行全空间的频域全波形反演，直到有可靠观测数据的频率为止，得到改善后的初始速度模型VX；k、使用改善后的初始速度模型VX，不含低频的精确震源Z，给定截去低频数据的频域地震数据和各种参数，进行频域全波形反演；l、重复k步骤不断的增大频率直到反演频率达到设定的截止频率，终止计算并输出反演结果。