[发明专利]一种地震各向异性参数全波形反演方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于石油地球物理勘探中地震各向异性参数预测领域，具体涉及一种地震各向异性参数全波形反演方法及装置。

背景技术

保存石油和天然气的地层叫含油气储层。石油勘探的目的就是综合运用石油物探技术、石油测井技术、石油地质勘探技术等来寻找地下储集了石油和天然气的储层，这就是广义上的储层预测。

地下岩层和油气储层的各向异性特征是普遍存在的。而现有各种速度分析技术、储层预测技术和模型建立技术多是基于各向同性假设，与实际的地质情况往往存在很大的差异。例如裂缝储层通常可视为HTI或斜正交各向异性介质，如果假定为各向同性介质，就忽略了裂缝的密度和方向，然而这些属性对于储层特征而言是非常重要的。

相关的研究已经扩展到针对Thomsen和Tsvankin各向异性参数的估计，并重点放在了VTI(横向各向异性介质)、HTI(横向各向异性介质)和斜正交各向异性介质。当前绝大多数方法都是基于纵波或转换横波走时信息来反演计算各向异性参数。例如，宽孔径数据采用非双曲动校就可以估计部分各向异性参数。然而，地表记录的纵波数据不足以往深度域估计全部的各向异性参数。如果没有额外的其他的约束(如提供下倾或起伏地表的多次震源，或转换波资料等)，纵波旅行时反演不能同时处理VTI或斜正交介质中的垂向速度和各向异性参数。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种地震各向异性参数全波形反演方法及装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种地震各向异性参数全波形反演方法，包括以下步骤：

(1)获取将要进行各向异性参数反演的地震数据，即观测波场数据；

(2)对步骤(1)得到的地震数据进行去噪处理得到去噪后的数据；

(3)使用步骤(2)得到的去噪后的数据，根据炮点和检波点的坐标，抽取共中心点道集得到地震CMP道集资料，然后利用所述地震CMP道集资料计算出水平地层的层速度；

(4)利用步骤(3)得到的水平地层的层速度，通过插值的方式构建用于反演的初始模型；

(5)对初始模型的各参数进行微小扰动，生成参数扰动后的模型；

(6)基于三维各向异性标量波动方程，采用有限差分方法，对步骤(4)得到的初始模型和步骤(5)得到的参数扰动后的模型分别进行地震波场正演数值模拟，生成初始模型和参数扰动后的模型的正演地震波场数据，分别为模型正演波场数据和模型参数扰动后的正演波场数据；

(7)对步骤(6)得到的正演地震波场数据进行带通滤波；

(8)由所述观测波场数据和模型正演波场数据计算波场误差矢量，由模型正演波场数据和模型参数扰动后的正演波场数据计算雅克比矩阵；

(9)使用共轭梯度优化算法求解由所述雅克比矩阵和波场误差矢量组成的线性方程组，来获得更新的各向异性参数，包括水平方向上快纵波速度V_90F、水平方向上慢纵波速度V_90S、垂向纵波速度V_P0、水平向快纵波速度的方位角α、地层厚度h，由更新的各向异性参数构成的模型即为更新的模型；

(10)对步骤(9)得到的更新的模型进行地震波场正演数值模拟，求取目标函数，如果目标函数的值没有达到足够小值e且还没有达到最大迭代次数，则返回步骤(5)，如果目标函数的值达到足够小值e或达到最大迭代次数，则转入步骤(11)；

(11)使用下面的三个公式将所述水平方向上快纵波速度V_90F、水平方向上慢纵波速度V_90S、垂向纵波速度V_P0转化为等价的Tsvankin无量纲各向异性参数ε₁、ε₂和δ₃：