[发明专利]反演速度模型的建立方法和地下结构的像的获得方法

说明书

本发明涉及地球物理勘探领域，具体提供一种反演速度模型的建立方法和地下结构的像的获得方法。其中反演速度模型的建立方法包括：将地震观测记录和根据设定的初始速度模型计算得出的地震合成记录分别转换为包含低频信息的第一中间数据和第二中间数据；基于所述第一中间数据和所述第一中间数据建立目标函数；根据所述目标函数，获取地震波的速度的梯度；计算梯度的迭代步长；根据速度的梯度以及梯度的迭代步长，确定反演速度模型。本发明在建立反演速度模型的过程中通过将地震数据转换为包含低频信息的中间数据，因此无需地震数据包含低频信息即可获得与真实速度模型很接近的反演速度模型。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探领域，特别是油气勘探领域的反演速度模型的建立方法和地下结构的像的获得方法。

背景技术

为在油气勘探领域找到大油田，需要对地下结构精确成像。为获得地下结构的像，首先需要知道地下结构的速度信息。自从Tarantola于1984年提出基于广义最小二乘反演理论的时间域全波形反演方法(以基于地震波的位移和压力建立的反演速度模型作为全波形反演的初始速度模型)以来，地球物理学研究者似乎认为找到了一种可以高精度重建地下速度的方法。几十年来，地球物理学研究者发表了上千篇相关文章，主要探讨如何应用地震全波形获得地下结构信息。伴随着计算机集群计算能力的大幅度提高，更多的全波形反演方法被提出，其中最有影响力的方法之一是Pratt(1995)提出的基于多尺度的频率域全波形反演方法，该方法从低频信息开始迭代，逐渐走向高频，最终获得高精度的地下速度结构。基于多尺度的频率域全波形反演方法通过将问题分解为不同尺度求解以保证反演过程稳定收敛。

不过，目前所有的研究者都由于遇到以下两个问题而使关于如何高精度重建地下速度的研究难以继续前进：其中之一，是观测的地震数据中没有低频信息，如在油气勘探领域的地震数据的主频一般在15Hz以上，而Batean于2013年证明，地震数据中须含有低于2Hz以下的频率数据，才能够通过波形反演获得高精度地下速度结构。其中之二是，在全波形反演的初始速度模型合成的地震记录与地震观测记录的差大于半个波长的情形下，反演迭代将不会收敛，因此为确保反演迭代过程的收敛，要求初始速度模型必须与真实速度模型很接近。

因此，本发明需要一种新的方案来解决上述问题。

发明内容

技术问题

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何获得与真实速度模型更为接近的、作为地震波全波形反演的初始速度模型的反演速度模型。

解决方案

为了解决上述技术问题，根据本发明的第一个实施例，提供了一种反演速度模型的建立方法，该方法包括：

将地震观测记录转换为第一中间数据，且该第一中间数据中包含频率不高于第一预设频率的数据；

根据设定的初始速度模型计算得出地震合成记录，并将地震合成记录转换为第二中间数据，且该第二中间数据中包含频率不高于第一预设频率的数据；

基于所述第一中间数据和所述第二中间数据，建立目标函数；

根据所述目标函数，获取地震波的速度的梯度δ(m)；

计算δ(m)的迭代步长α；

根据所述δ(m)以及所述α，确定反演速度模型。

在上述建立方法的优选技术方案中，所述第一中间数据和所述第二中间数据均为能够反映地震波强度的数据。

在上述建立方法的优选技术方案中，所述第一中间数据为地震观测记录的平方，所述第二中间数据为地震合成记录的平方。