[发明专利]基于全波形反演驱动的被动源直接偏移成像方法

说明书

本发明涉及一种基于全波形反演驱动的被动源直接偏移成像方法。首先采用全波形反演，将地震干涉法得到的被动源虚拟炮集作为观测记录，之后采用卷积目标函数来消除全波形反演过程中存在的子波依赖问题。针对被动源数据的特点，对不依赖震源子波被动源全波形反演的震源编码方法，参考道选择方法以及梯度加权等方法做了改进；之后利用被动源全波形反演得到的结果作为被动源偏移的速度模型，采用直接成像条件的进行逆时偏移。本方法对速度模型精度依赖小，在一个低精度的速度模型下，对噪声被动源数据成像，得到了高质量的偏移结果，不需要主动源数据的参与。

技术领域：

本发明涉及一种地震勘探中的被动源直接偏移成像方法。利用不依赖子波 的震源编码全波形反演求得速度模型，之后利用直接成像的边界条件进行被动 源逆时偏移。

背景技术：

地震勘探数据可以分为主动源数据和被动源数据，对于日常勘探生产中则 主要以主动源数据为主，被动源数据则视为背景噪声而被去除。主动源勘探工 程量大，成本高，不适合大范围勘察，被动源数据不需要人工震源，仅需要放 置检波器接收即可，而背景噪声中往往携带有大量的地下地质体信息，特别是 震源位置在底层深部地区，携带大量低频信息和深部位置信息，如能利用好被 动源数据，对地下信息位置工区进行预勘探，或者辅助主动源数据，都是一个 成本低廉的勘探手段。

有价值的数据信号可能随机分布在记录时间中以及一些如井下噪声、地表 环境噪声、潮汐、固体潮等噪声之内，由于不能预测这些噪声发生的时间，震 源位置未知，并且被动源震动不是连续发生的，如何合理利用被动源数据，是 提取出地下地质体信息的关键。目前常规的被动源方法都是基于地震干涉法的 数据重构或者数据提取，由于被动源重构数据低信噪比，仅基于被动源的反演 或者成像没有得到一个高精度的结果，目前大多数被动源数据的研究局限于利 用被动源数据提高主动源反演或者成像质量。

地震干涉法中的互相关重构法，通过接受到的各个检波道之间互相关，重 构出以其中一个检波点为震源，其余检波点为接收点的虚拟炮集。Artman (2006,Imagingpassive seismic data.Geophysics,71(4):SI177– SI187)提出了直接成像的方法，直接采用噪声源数据本身作为边界条件，在 频率域采用单程波偏移，得到了地下地质体构造图像，对于地震干涉法噪声源 成像，免去了重构虚拟炮集时产生的二次噪声，提高了成像的准确性，但偏移 过程依赖于真实的速度模型，且成像质量一般。

对于偏移过程需要地下的速度模型，可以通过被动源全波形反演(FWI， Fullwaveforminversion)提供。被动源中含有的地下地质体信息，可以对 工区地下构造模型进行矫正，常规主动源全波形反演和逆时偏移中，采用观测 数据和模拟数据构造目标函数，用最小二乘迭代数据模型，取得了不错的效 果。但是被动源生成的虚拟炮集中含有大量的噪声，子波也难以估计，直接使 用难以构造目标函数。Choi和Alkhalifah(2011.Source-independent time-domain waveforminversion using convolved wavefields:Application to the encoded multisource waveform inversion. Geophysics,76(5):R125-R134)提出了一种不依赖子波的时间域全波形反 演，消除了子波估计对反演的影响。不依赖子波的方法不仅可以消除错误子波 估计的影响，还可以降低被动源虚拟炮集中噪声的影响。被动源数据由于信噪 比低，需要多次迭代才能得到相应结果，导致计算效率低下。