[发明专利]一种基于锥面波的三维地震速度反演方法

说明书

本申请公开了基于锥面波的三维地震速度反演方法。本发明首先利用参考震源点与射线参数控制生成锥面波，进而对三维地震数据利用锥面波函数进行编码，得到合成锥面波超级炮记录，常规三维平面波编码需要两个射线参数，而本文方法只需要一个射线参数p，并且将平面编码变成圆锥曲面编码，对同一个射线参数可以选取不同的参考点，这样既可以达到单射线参数反演，也可以压制串扰噪音，从而达到反演不同尺度的速度场的目的，通过调整p的角度和平滑处理完成多尺度反演，从而达到在没有低频的地震数据下完成三维地震速度场的反演，从而提高了地震波形反演背景速度场的精度，从而反演的最终速度场更加精确。

技术领域

本发明涉及一种基于锥面波的三维地震速度反演方法，属于油气物探工程领域。

背景技术

在当前的勘探领域中，三维地震速度场的反演对于地震数据的偏移成像和解释具有重要的意义，全波形反演能够充分利用地震数据中所包含的振幅、相位、走时、波形等信息，对地下模型参数进行精细刻画。但是全波形反演地震速度场波形反演计算量巨大、反演稳定性、地震数据中需要低频信息等诸多问题，由于采集成本、坏道、噪声、地形等诸多因素的影响，实际采集到的数据往往提取的很难获得含有低频的地震数据，给地震数据的速度反演造成了一定的困扰。

因此，发展一种适用于不含低频的三维地震数据的快速地震速度反演方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于锥面波编码的三维地震速度反演方法，它可以解决当前技术中存在的问题，对低频数据缺失的三维地震数据，提高地震数据反演速度场的精度和计算效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种基于锥面波的三维地震速度反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，获取观测数据、初始速度场与震源子波；

S2，获取多个射线参数和多个参考点，利用以下步骤进行迭代处理，直至每个射线参数迭代时选取参考点的次数满足预设要求，输出目标速度场：

S201，确定多个射线参数的迭代顺序；

S203，基于射线参数的迭代顺序，对于任一确定的射线参数，迭代预设次数生成该确定的射线参数所对应的背景速度场，其中，该背景速度场用于下一射线参数进行迭代的初始速度场；

S205，当最后一个射线参数迭代完毕时，输出目标速度场；

其中，对于所述S203中，任一已经确定的射线参数，该确定的射线参数所对应的背景速度场由如下方式得到：

S2031，基于本次迭代中的射线参数和参考点构造锥面波，并用锥面波对观测数据编码，得到合成锥面波超级炮；其中，锥面波的生成函数为：

其中，△t表示时间延迟量，(x0,y0)表示在地震数据观测系统之内随机选取的参考点，x0与y0分别表示三维空间上的x轴(主侧线方向)位置与y轴(联络侧线方向)的位置，p为射线参数，其值越大表示锥面与地面夹角越大，第k炮(x_k,y_k)需要编码的炮的炮点位置，合成锥面波超级炮为：

其中：K表示一个合成锥面波超级炮里面含有的总炮数，D_k(t)为第k炮t时刻的炮记录值，当小于0时，取值为0；

S2032，利用锥面波对震源子波编码，基于当前的背景速度场进行三维有限差分正演得到正演锥面波超级炮；

S2033，利用正演锥面波超级炮与合成锥面波超级炮做差反传，互相关确定反演梯度；

S2034，根据反演梯度，利用抛物插值计算最佳步长，对当前的背景速度场迭代；