[发明专利]一种地震反射波斜率和重力异常数据联合反演方法

说明书

本发明涉及一种地震反射波斜率和重力异常数据联合反演方法，属于地球物理勘探的地震和重力资料联合反演领域。其包括如下步骤：输入地震观测数据和重力异常观测数据集；给定初始模型；利用当前模型计算地震、重力数据集；获得计算数据集与观测数据集残差；建立联合反演目标函数；求解获得速度、密度更新量；更新模型；终止迭代输出最终结果。该发明同时利用地震波斜率和重力异常数据，在结构相似性约束下，采用多尺度策略迭代求取速度和密度差模型的更新量，最终同时获得具有相似结构的速度‑密度模型。该联合反演方法可以有效减少单一类型数据反演的多解性问题，获得精度更高的速度‑密度模型。

技术领域

本发明涉及一种地震反射波斜率和重力异常数据联合反演方法，属于地球物理勘探的地震和重力资料联合反演领域。

背景技术

地下不同岩性地层在速度和密度参数上均存在明显差异，而单独地震反演或者单独重力反演只能基于一种观测数据获得对地下结构的有限认识，且这种认识往往很难经得起另一种观测数据的检验，即单一方法存在一定的片面性和局限性。

重震联合反演是解决这一问题的关键。在早期联合反演中，地震资料主要起层位控制和指导重力场分离的作用，利用重力数据对地震反射不清的地方进行补充，获得仅凭地震资料无法确定的构造分布特征和界面延展信息，该方法受主观因素影响大；后来出现了叠后地震与重力数据的联合反演，该方法会将叠后剖面的偏差直接引入反演结果中，且这种错误具有隐蔽性；之后发展了叠前地震初至走时与重力数据的联合反演，该方法仅用到地震的走时信息，不能很好地解决地层深度与速度之间的含糊性，且反演深度严重依赖偏移距。另外，重震联合反演通常施加物性关系约束，该方法的缺点是明确的物性经验关系可能违背地下的真实情况。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种地震反射波斜率和重力异常数据联合反演方法。地震斜率增加了对射线出射方向的约束，结构相似性约束不需要严格的物性经验关系，本发明综合运用以上要素形成一种地震反射波斜率和重力异常数据联合反演方法，能够减弱地层深度与速度之间的含糊性，降低多解性，同时获得具有相似结构的高精度速度-密度模型。

本发明是采用以下的技术方案实现的：本发明所述的一种地震反射波斜率和重力异常数据联合反演方法，包括如下步骤：

步骤一：输入地震观测数据和重力异常观测数据集：

S1:从地震记录中获取炮检点位置，拾取反射波走时和走时斜率，组成地震观测数据集：，其中，s和r分别代表炮点和检波点的横纵坐标位置；和分别代表炮点处和接收点处的走时斜率；代表反射波走时；N为拾取的数据组数；

S2:从重力观测数据中经过预处理，获得研究区布格重力异常，组成重力异常观测数据集：，其中，代表布格重力异常；N_m为实测的重力异常点数；

步骤二：给定初始模型：

S3:初始速度模型一般采用随深度线性递增的函数；其中，为地表速度；k为速度垂直梯度；z表示深度；

S4:初始密度模型一般采用零密度差模型，或其他信息获得的先验密度模型；

步骤三：设置模型节点间距作为当前尺度，并设置当前尺度的最大迭代次数；

步骤四：利用当前模型计算地震、重力数据集：

S5:计算当前模型的理论地震数据集，其中，为当前速度模型，为地震正演算子；

S6:计算当前模型的理论重力数据集，其中，为当前密度模型，为重力正演算子；

步骤五：获得计算数据集与观测数据集残差：