[发明专利]一种全波形反演方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，具体地说，涉及一种全波形反演方法和系统。

背景技术

近年来，全波反演理论在地质勘探领域得到广泛关注。全波反演可以提高常规地震分辨率并获得优化的数据，提高对地质资源的评价能力，从而确定可采区并提出有利的井位建议。由于地质勘探所针对的目标不仅地表地质条件复杂，并且地下地质构造也复杂，因此，提高反演精度进而获得定量的储层表征参数非常重要。

现有技术的相关研究认为，初始模型的精度对全波反演的结果有显著影响。对于陆地资料而言，由于其品质较差，噪音干扰严重，并且常规的陆上资料缺少全波形反演所要求的低频信息，难以建立精确的初始模型。低频信息是全波形反演的基础，低频信息的缺失在很大程度上限制了全波形反演的实用化进程。

低频信息缺失的全波形反演应用，通常多使用频率扩展的方法完成波形反演。但频率外推具有一定风险性，很可能造成全波形反演的错误收敛。其次，国际上将全波形反演退化成初至波、反射波等特征波形的反演策略，也完成了波形反演的建模，但损失了全波形反演高精度建模的优势。

因此，亟需一种在陆地资料低频信息缺失的情况下的精确的全波形反演方法和系统。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种全波形反演方法，包括以下步骤：

基于陆上地震资料进行反演获得地震剖面的背景速度场；

根据已知井的测井资料获得地震剖面中的井速度矢量；

利用井速度矢量对背景速度场进行插值处理，得到在低频范围内与测井资料耦合的初始速度模型；

基于该初始速度模型进行正演计算得到速度扰动模型，根据扰动模型更新初始速度模型，确定在背景速度场中低频信息缺失情况下的反演模型。

根据本发明的一个实施例，所述利用井速度矢量对背景速度场进行插值处理，得到在低频范围内与测井资料耦合的初始速度模型包括：

确定地震剖面中位置u处的井速度矢量在位置i处的高斯权重值G(i)；

选取用于调节井速度矢量在背景速度场中权重的权重系数λ；

根据该高斯权重值G(i)和权重系数λ分别得到井速度矢量和背景速度场的组合分量；

对井速度矢量和背景速度场的组合分量求和得到初始速度模型m(i,j)。

根据本发明的一个实施例，所述地震剖面中位置u处的井速度矢量在位置i处的高斯权重值G(i)为：

其中，u为已知井在地震剖面中的横坐标，i为地震剖面中的横坐标，σ²为方差，n_x为地震剖面中的横坐标最大值。

根据本发明的一个实施例，所述初始速度模型为：

m(i,j)＝λG(i)m_log(j)+[1-λG(i)m_bg(i,j)]，i＝1…n_x,j＝1…n_z；

其中，λG(i)m_log(j)表示井速度矢量的组合分量，[1-λG(i)m_bg(i,j)]表示背景速度场的组合分量，m_bg(i,j)为背景速度场，m_log(j)为已知井速度矢量，λ为权重系数，i为地震剖面中的横坐标，j为地震剖面中的纵坐标，σ²为方差，n_x为地震剖面中的横坐标最大值，n_z为地震剖面中的纵坐标最大值。

根据本发明的一个实施例，所述基于该初始速度模型进行正演计算得到速度扰动模型，根据速度扰动模型更新初始速度模型，确定在该背景速度场中低频信息缺失情况下的反演模型包括：迭代执行以下步骤

判断步骤，判断初始速度模型是否满足精度要求，若不能满足精度要求，则执行扰动模型计算步骤和模型更新步骤，若能够满足精度要求，则将更新后的初始速度模型确定为反演模型；

速度扰动模型计算步骤，基于初始速度模型进行正演计算，根据计算数据与陆上地震资料的数据残差得到速度扰动模型；

模型更新步骤，根据速度扰动模型更新初始速度模型。

根据本发明的另一方面，提供一种全波形反演系统，包括：

背景速度场计算模块，用于基于陆上地震资料进行反演获得地震剖面的背景速度场；

井速度矢量计算模块，根据已知井的测井资料获得地震剖面中的井速度矢量；

插值计算模块，用于利用井速度矢量对背景速度场进行插值处理，得到在低频范围内与测井资料耦合的初始速度模型；