[发明专利]一种VSP地震资料转换波全波形反演方法

权利要求书

1.一种VSP地震资料转换波全波形反演方法，其特征在于按照以下步骤进行：

(1)原始VSP地震资料PS转换波分离；

通过全局优化参数反演法分离上行PS转换波；

(2)横波速度初始模型建立；

输入纵波速度模型，获得横波速度模型，并对其进行平滑处理得到初始横波速度模型；

(3)震源波场正向延拓，分离纵横波波场；

通过求解纵横波分离的弹性波方程得到每一时间步的正传纵横波波场以及模拟的VSPPS波记录；

(4)转换波残差反向延拓，分离纵横波波场；

通过求解纵横波分离的伴随弹性波方程得到每一时间步的反传纵横波波场；

(5)计算横波速度梯度；

采用步骤(3)求得的正传纵波波场和步骤(4)求得的反传横波波场计算横波速度梯度；

(6)求取迭代步长；

采用三点抛物线拟合法求取迭代步长；

(7)更新横波速度模型；

不满足收敛条件时，重复步骤(3)到步骤(6)，满足收敛条件时，迭代结束；

(8)多尺度反演；

运用维纳滤波对VSP PS转换波记录进行分频处理，从低频到高频逐步进行反演。

2.按照权利要求1所述VSP地震资料转换波全波形反演方法，其特征在于：所述步骤(1)中原始VSP地震资料PS转换波分离方法如下：

采用全局优化参数反演法分离PS转换波，对每个深度点，建立观测数据与模拟记录的极小化目标泛函：

其中，Ψ_Pdown,Ψ_Pup,Ψ_Sdown和Ψ_Sup分别为下行纵波、上行纵波、下行横波和上行横波的入射角，v_P和v_S为纵横波速度，u和u_obs为模拟和观测波场，ω为角频率，[ω₁,ω₁]为频率范围，通过全局优化遗传算法迭代可以得到最优的传播速度和传播角度；求解方程(2)实现下行纵波、上行纵波、下行横波和上行横波分离；

u(ω)＝[u(-M₁,ω)…u(0,ω)…u(M₂,ω)]^T

＝a_Pdownu_Pdown(ω)+a_Pupu_Pup(ω)+a_Sdownu_Sdown(ω)+a_Supu_Sup(ω), (2)

其中，[u_Pdown,u_Pup,u_Sdown,u_Sup]分别为下行纵波、上行纵波、下行横波和上行横波波场，[a_Pdown,a_Pup,a_Sdown,a_up]为相应的偏振矢量，[-M₁,…,0,…,M₂]为空间窗内检波点的编号，当震源为纵波源时，分离出的上行横波u_Sup进行傅里叶反变换就得到了观测PS转换波记录。

3.按照权利要求1所述VSP地震资料转换波全波形反演方法，其特征在于：所述步骤(2)中横波速度初始模型建立方法如下：

纵横波速度经验公式：

根据输入的纵波速度模型，采用经验公式获得横波速度模型，通过高斯窗对其进行平滑得到初始横波速度模型。