[发明专利]基于层位控制的DTW多波匹配方法

说明书

本发明公开一种基于层位控制的DTW多波匹配方法，针对传统的DTW算法由于多波数据的复杂性且当有一些信息的缺失时效果往往不理想的问题，本发明的方法在DTW算法的基础上加入了层位控制点，为算法匹配时的最佳匹配路径提供参照点，使得通过HCDTW算法最后能够得到较为理想的匹配的结果，并采用自适应的网格，以及二阶累加函数使得求出来的压缩后的PS波未见畸变，且与PP波匹配的匹配精度有较大提高，使最终得到的匹配路径更加平滑和符合真实的情况。

技术领域

本发明属于多波勘探领域，特别涉及一种多波地震资料匹配技术。

背景技术

多波勘探技术最早起源于上世纪的30年代的前苏联，他们使用了多波勘探中的横波分量来进行油气勘探。但之后，由于理论基础的匮乏，以及采集设备，解释方法等的落后，在很长的一段时间里，多波勘探技术无法在理论上有着更进一步的前进。直到20世纪90年代，在采集技术不断提升的情况下，更多的研究人员投入到多波勘探的技术的研究中，也使得该技术不断进步，完善，也逐渐在实际中得到应用。

多波地震资料能否进行高精度的匹配是整个多波勘探技术的核心所在，随着对地震勘探以及反演等的准确度要求的提高，对于多波地震资料匹配的精确度也就越来越高。但还是受限制于数据采集的局限性，以及地质的复杂性，使得高精度的多波地震资料匹配成为了该技术的难点之一。怎样在上文所述的情况下，使得横纵波对应的层位能够相互匹配，并且能够获得隐藏的层位信息，是其技术的核心要点。伴随着而来的是，多波地震资料匹配相关的理论不断涌现。

1996年James E.G提出多波勘探技术的核心所在就是能不能将横波和纵波进行联合解释。1996年James E.G详细介绍了纵横波速度比的求取方法，并用最大相关法求取γ、平均γ、层间γ等，且γ可以用于短波长振幅反演。2001年，Richard等，使用了最大相关系数法将横波和纵波进行匹配。他们使用的方法主要是通过求取平均速度比，然后将横波和纵波在时间域进行匹配。2002年，Garotta等通过Gaiser提出的最大相关系数法来对纵横波进行匹配，并联合二者AVO属性来进行建模。最大相关系数法匹配时关注的是局部信息，因此只是局部的最优不能达到整体的最优。

2003年，Sergey F为了实现纵横波自动匹配，认为剖面到剖面的时间映射弯曲函数可以通过波时间函数除去振幅增益补偿函数来得到，利用最小二乘法优化全局最优解，并估算逐点的互相关函数、推导纵横波速度比。2003年Backus等为了减少人工干预，他们采用多次快速迭代的方法来实现层位的匹配，与之前不同的是他们采用的是最小二乘法来进行横纵波的匹配。2003年Kristiansen等通过人工拾取层位的方式，实现了多波匹配。他们将地震专家的经验成功带入到匹配流程中。而由于多波数据的复杂性以及一些信息的缺失，解释人员的参与对于匹配的效果有着极大的提升。最小二乘法与传统的最大相关系数法相比，虽然可以从整体上去优化匹配，得到一个全局的较优解，但是计算复杂度较高。

2004年Michael Nickle提出了一种匹配算法，为了估算PS波和PP波的时差，该算法采用了多次迭代来计算PS波和PP波属性，然后进行低通滤波；迭代足够次数可以求得高精度的纵横波速度比，进而在时间域高精度地匹配PS波和PP波。2008年，Yuan将模拟退火算法与最大相关系数法结合，在满足局部最优的情况下使得整体的匹配有着较好的效果。此方法无论是理论数据和实际应用下都取得了相当不错的结果。模拟退火算法优点是局部搜索能力强，运行时间较短，缺点是全局搜索能力差，容易受参数的影响。