[发明专利]地下介质密度信息反演方法

说明书

本发明涉及一种地下介质密度信息反演方法，包括：获取探测区域内震源震动的多个单炮数据，所述单炮数据包括单炮单道数据和单炮多道数据；利用时窗对所述多个单炮数据中的直达波、浅层反射波、浅层折射波进行截取，得到观测数据；获取初始密度模型，并基于所述初始密度模型对震源波形进行正演，得到正演模拟数据；根据所述观测数据和所述正演模拟数据计算波场残差，并根据所述波场残差构造误差泛函；利用所述波场残差反传播到所述初始密度模型空间，得到残差反传播数据；利用所述正演模拟数据和所述残差反传播数据根据伴随状态法计算所述误差泛函的密度更新梯度；利用所述误差泛函的密度更新梯度更新所述初始密度模型，得到精确密度模型。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种地下介质密度信息反演方法。

背景技术

在勘探地球物理技术领域,浅层建模技术一直是地下介质参数建模的难点。目前较为常用的是基于射线类的初至走时层析反演的方法。这类方法计算简单，不要求准确的背景模型参数场，且应用复杂地表情况，因此一直以来是解决近地表及浅层地下介质参数建模的常用方法。但这种方法是基于高频假设的最短路径原理，在低速体发育的情况下，该技术存在建模的‘盲区’。此外，射线类方法对射线密度敏感，当速度变化剧烈，即使是高速异常体，由于全发射现象的发生，将严重影响射线的密度，继而降低反演的精度。更何况，在实际资料应用中，初至的拾取工作量巨大，人工拾取存在误差，且当地表复杂的情况下初至很难拾取准确。

另外一种解决这类问题的新方法就是全波形反演的方法，这种方法基于波动方程，可以较为真实的模拟波的传播波场，因此，不受射线密度影响。但这一新方法的实现还有很多的限制，如要求大偏移距的观测系统、低频信息缺失等。全波形反演的实用化还有很长的路程，尤其陆上资料的实用化。

因此,目前缺少一种针对速度变化剧烈或低速体发育区域地下介质密度信息反演的解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种地下介质密度信息反演方法。

为实现上述目的，第一方面,本发明提供了一种地下介质密度信息反演方法，包括：

获取探测区域内震源震动的多个单炮数据，所述单炮数据包括单炮单道数据和单炮多道数据；

利用时窗对所述多个单炮数据中的直达波、浅层反射波、浅层折射波进行截取，得到观测数据；

获取初始密度模型，并基于所述初始密度模型对震源波形进行正演，得到正演模拟数据；

根据所述观测数据和所述正演模拟数据计算波场残差，并根据所述波场残差构造误差泛函；

利用所述波场残差反传播到所述初始密度模型空间，得到残差反传播数据；

利用所述正演模拟数据和所述残差反传播数据根据伴随状态法计算所述误差泛函的密度更新梯度；

利用所述误差泛函的密度更新梯度更新所述初始密度模型，得到精确密度模型。

进一步的，所述利用时窗对所述多个单炮数据中的直达波、浅层反射波、浅层折射波进行截取，得到观测数据之后，所述方法还包括：

利用小波变换对所述观测数据进行滤波处理，得到处理后的观测数据；

对所述处理后的观测数据进行多次波压制处理。

进一步的，所述基于所述初始密度模型对震源波形进行正演，得到正演模拟数据具体包括:

利用交错网格有限差分法对所述震源波形的波动方程进行时间域离散,得到离散后的波动方程；

根据所述离散后的波动方程和所述初始密度模型确定交错网格各个时刻空间分布的波场值。