[发明专利]计算频域中地震速度反演的与振幅无关的梯度

说明书

一种用于计算频域中地震速度反演的与振幅无关的梯度的方法包括接收与区域相关联的地震数据。所述区域包括一个或多个由多个点表示的地球地下层，并且每个点与地震速度相关联。通过基于多个梯度值迭代地更新所述地震速度来确定所述多个点处的地震速度，其中每个梯度值对应于一个点并通过评估目标函数在所述点的位置处的梯度来确定。基于所述确定的地震速度显示一个或多个地球地下层的地震图像。

优先权要求

本申请要求于2017年5月22日递交的美国申请No.62/509,300以及于2018年4月18日递交的美国申请No.15/956,261的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及地震数据处理。

背景技术

速度反演通常用于为目标区域建立可靠的地震速度模型，该模型可以用于对目标区域的地下结构进行成像。射线层析成像是广泛使用的速度反演方法，它利用记录的地震数据中的行进时间信息。然而，射线层析成像通常需要手动挑选到达事件，这是耗时的，并且在实践中经常使三维模型的建立变得难以负担。另外，基于射线的反演不能处理复杂的区域，例如复杂的地下结构的区域。还使用了基于波动式的反演方法。然而，全波形反演会存在跳周(cycle skipping)问题，这会使速度反演最终达到局部最小值。具有基于互相关的失配函数的反演具有明显的梯度伪影，梯度伪影减慢收敛到真实速度模型的速率。因此，现有的反演方法既费时又不可靠。

发明内容

本公开描述了用于计算频域中地震速度反演的与振幅无关的梯度的方法和系统，包括计算机实现的方法、计算机程序产品和计算机系统。

在实施方式中，接收与区域相关联的地震数据，其中该区域包括一个或多个由多个点表示的地球地下层，并且每个点与地震速度相关联。通过基于多个梯度值迭代地更新地震速度来确定多个点处的地震速度，其中每个梯度值对应于一个点并通过评估目标函数在该点的位置处的梯度来确定。基于所确定的地震速度生成并显示一个或多个地球地下层的地震图像。

前述实施方式可以使用计算机实现的方法来实现，非暂时性计算机可读介质存储计算机可读指令以执行计算机实现的方法，并且计算机实现的系统包括与硬件处理器可操作地耦接的计算机存储器，硬件处理器被配置为执行计算机实现的方法或存储在非暂时性计算机可读介质上的指令。

本公开中描述的主题可以通过有效且高效地处理频域中的地震数据来可靠地确定目标区域的地震速度。所描述的方法基于目标函数的梯度来迭代地更新该速度，该梯度与地震数据中振幅变化的影响无关。所描述的方法可以迅速地收敛到与初始速度估计的质量无关的真实速度。所确定的地震速度可以用于生成目标区域的地震图像。生成的地震图像可以用于有效的石油和天然气的勘探，比如为油气井确定钻井参数。其它优点对于本领域普通技术人员将是明显的。

本说明书的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和具体实施方式中进行阐述。通过具体实施方式、附图和权利要求书，该主题的其它特征、方面和优点将变得明显。

附图说明

图1是根据一些实施方式的用于计算频域中地震速度反演的与振幅无关的梯度的示例方法的流程图。

图2是根据一些实现方式的用于迭代更新速度模型的示例方法的流程图。

图3示出了根据一些实施方式的真实速度模型。

图4A至图4B示出了根据一些实施方式的计算出的梯度。

图5A至图5C示出了根据一些实施方式在高斯模型上使用所描述的方法。

图6是示出了根据一些实施方式的示例计算机系统的框图，该示例计算机系统用于提供与本公开中描述的算法、方法、功能、处理、流程和过程相关联的计算功能。

各个附图中相似的附图标记和标号指示相似的要素。

具体实施方式