[发明专利]一种各向异性介质的成像方法

权利要求书

1.一种各向异性介质的成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，获得观测数据，根据观测数据获得速度场和各向异性参数，其中，所述各向异性参数包括纵波水平速度和垂向速度关系的函数，和，纵波各向异性强度，所述纵波是根据所述观测数据得到的；

S2，对观测数据进行偏移得到反射系数；

S3，根据速度场和各向异性参数，对反射系数进行反偏移得到模拟数据，具体包括：

根据速度场和各向异性参数，从地表开始，对震源进行逐层延拓，在地下每一点记录并存储入射波场，直到延拓到最深层；

根据每一点的入射波场与反射系数，获得二次震源；

在最深层将反射波初始化为0，向地表逐层延拓，在延拓过程中，反射波场叠加来自每一层的反射波，直至地表；

根据延拓到地表时的反射波场得到模拟数据；

其中，在延拓过程中包括频率波数域的相移、频率空间域时移和频率空间域有限差分补偿，具体包括如下方式：

对频率波数域的相移，U₁(k_x,z_j+1；ω)＝U(k_x,z_j；ω)exp(ik_z0Δz)，其中U(k_x,z_j；ω)是深度z_j处入射的总波场，j表示地层深度序号，k_x表示水平波数，ω表示圆频率，相移算子exp(ik_z0Δz)中k_z0表示背景垂直波数，i表示虚数单位，Δz表示延拓深度间隔，其中，c为背景速度场，ε₀为描述纵波水平速度和垂向速度关系的参数，δ₀为描述纵波各向异性强度的参数，c、ε₀和δ₀均只随深度z发生变化；

频率空间域时移，U₂(x,z_j+1；ω)＝U₁(x,z_j+1；ω)exp(iωΔsΔz)，其中U₁(x,z_j+1；ω)是由U₁(k_x,z_j+1；ω)经过有关x的傅里叶反变换得到的波场值，Δs为介质的慢度扰动；

频率空间域有限差分补偿:l₁，l₂，l₃是各向异性参数的函数，U(x,z_j+1；ω)即为z_j+1处最终的出射波场，v为速度场；

S4，计算观测数据和模拟数据的数据残差；

S5，根据数据残差获得最终成像结果。

2.如权利要求1所述的一种各向异性介质的成像方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据数据残差获得最终成像结果，具体包括：

S51，判断数据残差是否小于给定阈值，如果是，则输出反射系数作为成像结果；否者进入步骤S52；

S52，根据数据残差得到梯度；

S53，根据梯度计算共轭梯度方向的修正参数；

S54，根据修正参数计算共轭梯度方向和共轭梯度更新步长；

S55，利用共轭梯度方向和步长更新反射系数，并返回步骤S3。

3.如权利要求2所述的一种各向异性介质的成像方法，其特征在于，所述步骤S52中，根据数据残差得到梯度，具体包括：

S61，根据速度场v和各向异性参数，加载震源和当前数据残差；

S62，利用傅里叶有限差分正向延拓算子逐层延拓入射波场，利用反向延拓算子逐层延拓数据残差；

S63，对延拓到每一层的入射波场取共轭，并与延拓到相应位置的观测记录按照如下公式提取成像值；

S64，根据成像值获得梯度值。