[发明专利]一种分偏移距扫描叠加的近地表速度分析方法

说明书

本发明提供了一种分偏移距扫描叠加的近地表速度分析方法，首先对类/CMP道集进行扫描升维得到三维数据体，基于回转波时距曲线关系，再结合地质实际情况，在三维数据体空间内全局寻优获得最优速度模型参数，最后输出速度模型，得到可视化界面。本发明利用地震数据初至波波形相关性和回转波时距关系，在特征波反演框架下，对于含噪地震数据，解决基于初至拾取的旅行时层析反演的较差鲁棒性和较大计算量问题。

技术领域

本发明属于地球物理勘探技术领域，具体地涉及一种分偏移距扫描叠加的近地表速度分析方法。

背景技术

地震波反演成像是油气勘探的核心问题。精确的地震波偏移成像结果或带限反射系数估计需要非常准确的背景速度模型，然而精确的背景速度估计是一个强的非线性反问题。经典的反射波FWI(Tarantola，1984；Pratt，1990)利用数据中的所有的反射波信息进行反演，当初始的速度差异较大时，会出现来自不同“反射源”之间的反射波进行匹配的问题，这就是周期跳问题的物理实质。“同因之果”的差异度量是克服周期跳现象的物理要求。来自不同“反射源”之间的反射波的差异度量直接体现在了梯度计算中，导致梯度中包括了太多的“假象”，引起经典的反射波FWI反演不收敛。

对于勘探地震来说，通过观测数据求取地下构造参数是典型的反问题，模型参数(纵横波速度和密度等)与观测波场之间为非线性关系，这也是勘探地震反演非线性的根本所在。除了施加对模型的先验认识和重新定义更凸的误差泛函外，基于勘探地震的介质分布特征、波场特征和数据观测的特点，WPI研究组提出了特征波反演成像(CWI)方法(王华忠，2016，2017)，把强非线性的参数估计反问题转化为一组较凸的反问题进行求解。

将非线性反问题转为一系列较凸的反问题，常规初始(大尺度)速度采用基于初至波旅行时拾取的层析反演，然而该方案存在鲁棒性较差和计算量大的问题，而且对于旅行时层析反演来说，初始速度往往选用人为给定的匀速或均匀变化速度模型，精度显然欠缺。为此需要构建一套快速稳健的初始速度建模方法。

发明内容

本发明旨在于提供一种分偏移距扫描叠加的近地表速度分析方法；利用地震数据初至波波形相关性和回转波时距关系，在特征波反演框架下，对于含噪地震数据，解决基于初至拾取的旅行时层析反演的较差鲁棒性和较大计算量问题。

第一方面，本发明提供了一种分偏移距扫描叠加的近地表速度分析方法，首先对类/CMP道集进行扫描升维得到三维数据体，基于回转波时距曲线关系，再结合地质实际情况，在三维数据体空间内全局寻优获得最优速度模型参数，最后输出速度模型，得到可视化界面。

第二方面，本发明还提供了一种分偏移距扫描叠加的近地表速度分析方法，具体包括如下步骤：

步骤1：输入类/CMP道集，获取地震数据及观测系统；

所述观测系统参数包括时间采样、时间采样间隔、空间采样和空间采样间隔；

步骤2：对类/CMP道集进行扫描升维时，偏移距x与观测系统相关联；地表速度v₀与对勘探工区的地下介质设置参数范围，速度梯度β则根据地下介质的速度变化程度设定在10^-4量级；得到偏移距x、地表速度v₀和速度梯度β，进一步获取三维数据体t(x，v₀，β)；

步骤3：对三维数据体t(x，v₀，β)进行全局寻优，由不同的偏移距x、地表速度v₀、速度梯度β参数确定对应的回转波旅行时，在类/CMP道集中根据此旅行时取窗函数得到一段地震记录，对不同的偏移距x，全局寻优地表速度v₀和速度梯度β，使不同的偏移距x所得到的地震记录相关最大时，定义得到地表速度v₀(x)和β(x)；