[发明专利]利用陆上地震资料进行波形层析的速度建模方法

说明书

本发明提供一种利用陆上地震资料进行波形层析的速度建模方法，包括：基于已知的地质资料，把工区划分成不同区块；在互相关波形层析框架下构建陆上资料速度建模梯度场；基于不同区块和陆上资料速度建模梯度场，进行分区块波数域滤波以及整个区域高斯滤波；更新层析模型，迭代次数达到预设值则终止迭代得到最终层析结果。本发明采用归一化互相关目标泛函层析理论框架，相较于常规L2范数对陆地地震资料适应性更好更加稳健，目标泛函性态凸性更优，在陆地实际资料波形层析建模收敛性方面有了明显改善。整体算法在陆地地震资料的收敛性、适应性和稳健性方面都具有明显优势。

技术领域

本发明涉及石油地震勘探领域。更具体地，涉及利用陆上地震勘探资料进行波形层析的速度建模方法。

背景技术

上世纪八十年代Tarantola提出基于广义最小二乘的时间域波形层析技术，这一方法的产生推动了波形层析技术的发展，对之后波形层析理论体系发展产生了深远影响。该技术在理论上具有揭示复杂地质背景下构造和岩性细节信息的能力。然而由于所需计算能力巨大，算法不稳定，反演结果中存在较强噪音等因素，其在陆上地震资料实际应用中存着诸多困难。

由于野外表层地震地质条件往往较为复杂，有村镇、湖泊、公路、河道、戈壁、黄土塬、沙漠、山地等，而且资料采集时单炮能量往往受激发井深、炸药量、激发岩性、炸药爆炸是否充分、耦合效应和接受条件等诸多因素影响，采集到的原始地震资料往往存在缺炮、缺道、振幅频率及能量差异较大等现象，而且在局部地区原始地震资料具有明显的稀疏性品质较差。当采用品质较差的资料进行常规波动方程层析时，迭代过程不稳健无法收敛或层析结果中存在较强的串扰噪音干扰，湮没有效构造细节。

为提高层析稳健性，国内外诸多学者在理论上发展了模型正则化约束和梯度预处理方法。孟宪军等(2013)年给出一种有效的噪音算子滤波方法，然而当地质条件较为复杂，构造起伏剧烈时这种方法尚存在一定局限性。为此需要构建出一套可适应于任意地质构造的稳定收敛的陆地资料波形层析速度建模方法。

发明内容

本发明目的是为了解决陆地资料由于受采集等因素影响在层析过程中引起层析无法收敛，或在收敛条件下当地质构造较为复杂时层析结果引入较强串扰噪音干扰等问题，为实际陆上地震资料波形层析提供一套稳健收敛，适用于任意地质构造的波形层析速度建模方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种利用陆上地震资料进行波形层析的速度建模方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1，基于已知的地质资料，把工区划分成不同区块；

步骤2，在互相关波形层析框架下构建陆上资料速度建模梯度场；

步骤3，基于不同区块和陆上资料速度建模梯度场，进行分区块波数域滤波以及整个区域高斯滤波；

步骤4，更新层析模型，迭代次数达到预设值则终止迭代得到最终层析结果，若不满足转到步骤2，此时陆上资料速度建模梯度场由更新后的层析模型求解。

进一步地，把工区划分成不同区块包括：基于深度域偏移剖面构建地质构造倾角；基于深度域偏移剖面构建主要层位信息；根据构造倾角及层位信息，把工区分为不同的区块，每个区块对应不同的主要反射层构造倾角。

进一步地，采用局部平面波分解算法对工区已知的深度域地震偏移剖面估计构造倾角场，其中地震偏移剖面满足的局部平面波差分方程为：

式中，P(x,z)为深度域偏移剖面场，σ(x,z)为局部构造倾角场。

进一步地，采用自动追踪层位技术提取深度域偏移剖面主要反射层层位信息，或者采用手动解释方式来获取层位信息。

进一步地，构建观测地震资料和人工合成地震资料的归一化互相关场；利用归一化互相关场构建陆上资料速度建模梯度场。