[发明专利]一种基于最小二乘逆时偏移生成保幅角道集的方法、设备及可读存储介质

说明书

本发明公开一种基于最小二乘逆时偏移生成保幅角道集的方法、设备及可读存储介质。其中，一种基于最小二乘逆时偏移生成保幅角道集的方法包括在逆时偏移中提取角道集作为初始成像结果，将初始成像结果作为输入，利用基于Kirchhoff近似的波动方程正演算子得到模拟地震数据，将所述模拟地震数据与观测数据的残差代入逆时偏移成像算子中，得到梯度图像，使用共轭梯度法迭代求解最小二乘反演问题以优化角道集。该方法使得在使用LSRTM进行复杂构造的定量解释时，成像幅度表示与角度相关的反射系数，也就是以成像道集的方式呈现，可直接用于幅度随角度变化(AVA)的地震解释中。采用LSRTM反演成像方法能够使得提取的角道集保幅性更好，可提高AVA分析精确度与可靠性。

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，特别涉及一种基于最小二乘逆时偏移生成保幅角道集的方法、设备及可读存储介质。

背景技术

地震深度偏移旨在通过观测到的地震反射数据生成地下构造的准确图像，在此过程中期望地震图像中的幅度保真，以便图像中的幅度信息可以用于对地下介质的物性参数进行反演解释。然而，实际中受到观测系统和上覆介质速度变化的影响，地震图像中表现出照明不均衡的现象。特别是复杂上覆介质下的照明可能存在剧烈的变化，比如在盐丘下的构造中。此时，就需要采用全波方程偏移方法比如逆时偏移，为了获得具有物理意义的幅度，其中一个解决的方法是将地震偏移建模为一个反问题。假设已知背景速度模型，目标是寻找使得模拟地震数据和观测地震数据之间差异最小的反射系数模型。这种求解线性反问题的成像方法，称为最小二乘逆时偏移(LSRTM)。

近年来，LSRTM的发展使得复杂构造的叠加成像质量大大提升。现有的LSRTM方法通常假设地下反射率独立于反射角。然而，与地下介质弹性性质相关的反射系数是依赖于反射角的，并且有时也依赖于方位角。叠加图像中的幅度不依赖于角度，是不同的观测角度下反射系数幅度的综合。因此，叠加图像中的幅度是不具有明确物理含义的，导致幅度随角度变化分析技术(Amplitude versus angle analysis，AVA)的不保幅问题，从而降低AVA的分析精确度与可靠性。

发明内容

基于此，有必要提供一种基于最小二乘逆时偏移生成保幅角道集的方法、设备及可读存储介质，以解决现有技术中AVA技术的不保幅，而降低AVA的分析精确度和可靠性的问题。

本发明提供的一种基于最小二乘逆时偏移生成保幅角道集的方法，包括如下步骤：

在逆时偏移中提取角道集作为初始成像结果；

将初始成像结果作为输入，利用基于Kirchhoff近似的波动方程正演算子输出得到模拟地震数据；

将所述模拟地震数据与观测数据的残差代入逆时偏移成像算子中，得到梯度图像；

使用共轭梯度法迭代求解最小二乘反演问题以优化角道集。

进一步地，采集原始共炮点地震记录；

对采集的所述原始共炮点地震记录做预处理，称处理后得到共炮地震记录为观测地震数据，记为D(x_r,x_s；t)，其中x_r表示检波点坐标，x_s表示震源坐标，t表示时间；

基于速度分析构建偏移速度v(x)，其中x＝(x,z)为空间坐标，不考虑密度，设密度ρ≡1；

通过对观测地震数据D(x_r,x_s；t)的频谱分析，构建宽频带的偏移子波函数w(t)；

以偏移子波w(t)作为常密度声波方程的震源项进行正向波场延拓，得到震源波场p_F(x；t)；

以观测地震数据D(x_r,x_s；t)作为常密度声波方程的边界条件进行逆时波场延拓，得到接收波场p_B(x；t)；