[发明专利]基于时移全波形反演的二氧化碳封存监测方法和系统

说明书

本发明提供了一种基于时移全波形反演的二氧化碳封存监测方法和系统，包括：获取待监测地层在封存二氧化碳过程中的不同时期的多个时移地震数据；分别对每个时移地震数据进行曲波变换操作，得到多个曲波系数；基于多个曲波系数对多个时移地震数据进行全波形反演操作，得到多个目标时移反演结果；多个目标时移反演结果包括待监测地层在封存二氧化碳过程中的不同时期的地层参数；基于多个目标时移反演结果，确定待监测地层中被封存的二氧化碳在不同时期的的扩散情况。本发明缓解了现有技术中存在的由于“周波跳跃”及缺失低频信息导致的二氧化碳封存监测准确性差的技术问题。

技术领域

本发明涉及二氧化碳封存技术领域，尤其是涉及一种基于时移全波形反演的二氧化碳封存监测方法和系统。

背景技术

化石能源的大量燃烧，导致空气中的二氧化碳(CO₂)浓度在不断增加，而碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage，CCS)被认为是减少空气中CO₂浓度的最快速、有效的方法之一。但是这需要大量的经济成本，所以人们常将CO₂用于驱油来平衡这一经济支出。CO₂的扩散情况监测是驱油状况及安全封存的关键，但是CO₂扩散引起的地层参数变化是微小的，需要采用高精度的方法来进行预测。目前全波形反演(Full Waveform Inversion，FWI)被认为是精度最高的地层参数反演方法，但是由于“周波跳跃”及缺失低频信息，导致全波形反演在实际应用，尤其是陆地勘探中以及二氧化碳封存监测中存在着准确性差的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于时移全波形反演的二氧化碳封存监测方法和系统，以缓解了现有技术中存在的由于“周波跳跃”及缺失低频信息导致的二氧化碳封存监测准确性差的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于时移全波形反演的二氧化碳封存监测方法，包括：获取待监测地层在封存二氧化碳过程中的不同时期的多个时移地震数据；其中，一个时期对应一个时移地震数据；分别对每个时移地震数据进行曲波变换操作，得到多个曲波系数；基于所述多个曲波系数对所述多个时移地震数据进行全波形反演操作，得到多个目标时移反演结果；所述多个目标时移反演结果包括所述待监测地层在封存二氧化碳过程中的不同时期的地层参数；一个目标时移反演结果对应一个时期的地层参数；基于所述多个目标时移反演结果，确定所述待监测地层中被封存的二氧化碳在不同时期的扩散情况。

进一步地，分别对每个时移地震数据进行曲波变换操作，得到多个曲波系数，包括：通过如下算式对每个时移地震数据进行曲波变换操作：其中，c表示所述曲波系数，表示窗函数U_j,l,k(w)的反傅里叶变换函数，f(w)表示所述时移地震数据，w表示组成所述时移地震数据的参数，j表示所述曲波变换的尺度参数，l表示所述曲波变换的方向参数，k表示所述曲波变换的位置参数，π为圆周率。

进一步地，每个曲波系数均包括N个尺度层，每个尺度层包括多个方向数据，N为大于1的整数；基于所述多个曲波系数对所述多个时移地震数据进行全波形反演操作，得到多个目标时移反演结果，包括：分别对每个曲波系数中的N个尺度层的方向数据进行曲波反变换操作，得到不同尺度层所对应的多个时移地震尺度数据；其中，一个曲波系数对应N个时移地震尺度数据；将对应于同一个曲波系数的N个时移地震尺度数据按照尺度从粗到细进行排列，使得每个时移地震尺度数据都比后面的时移地震尺度数据粗一级；从第一个时移地震尺度数据开始，分别对所述对应于同一个曲波系数的N个时移地震尺度数据中的每个时移地震尺度数据进行全波形反演操作；其中，对每个时移地震数据进行全波反演操作后得到的时移反演结果，作为对下一个时移地震数据进行全波反演操作时的初始模型，对第一个时移地震数据进行全波反演操作时的初始模型为以下任一项：平均模型，测井插值模型；分别将对第N个时移地震尺度数据进行全波反演操作之后得到的时移反演结果，作为每个曲波系数对应的目标时移反演结果，得到多个目标时移反演结果。