[发明专利]地震资料速度建模方法、存储介质及计算设备

说明书

本发明涉及地震资料速度建模方法、存储介质及计算设备，该方法包括以下步骤：S1：随机生成一定数量的地震资料的速度模型；S2：对每个速度模型进行正演模拟，获得与其对应的单炮记录；S3：基于卷积神经网络构建用于速度建模的卷积自编码器模型；S4：将获得的单炮记录和速度模型分别作为所述卷积自编码器模型的输入和期望输出，并利用随机梯度下降法对所述卷积自编码器模型进行训练更新，直至训练结束；S5：采集实际的单炮记录作为训练后的所述卷积自编码器模型的输入，并将训练后的所述卷积自编码器模型的输出作为速度模型。

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，尤其涉及一种基于卷积神经网络的地震资料速度建模方法、存储介质及计算设备。

背景技术

速度建模是地震勘探的关键技术，其目的是为了获得对地下介质的地震速度的准确描述。在地震数据处理工作的诸多阶段，速度都是至关重要的影响因素，速度模型的精度直接决定了成像结果的好坏，应用准确的速度模型可以得到精确的偏移成像结果。

速度建模过程通常是一个迭代过程，更精确的描述需要更多的迭代次数，也就意味着需要更多的时间和人力投入，所以对于生产而言，并不是越精细越好。速度建模应该精细到什么程度，主要由以下因素决定：首先地震资料有其分辨率的限制，地震数据的时间分辨率决定了对纵向速度变化描述的最大能力。其次，速度模型中低波数成分控制着宏观地质构造轮廓的成像精度，高波数成分对于小构造精细化成像更加重要。因此，在速度建模中首先要保证中低波数的反演精度，再追求更为精确的高波数成分。

目前，常规速度建模方法是基于速度谱的速度分析，通常需假设地下结构为平层，该假设有很大局限性的。地层成层沉积过程中，区域应力的差异会导致速度出现剧烈的横向速度变化，这是导致速度分析方法失败的主要原因，特别是地下地质结构非常复杂的情况下，应用常规速度分析会使速度建模结果相距实际情况甚远，最终影响叠加或者偏移成像的效果。

层析反演技术的出现提高了速度建模的精度，该方法主要是以地震波走势作为反演的数据空间，寻找与其相容度尽可能好的模型。这其中，反射层析是最经典的层析成像方法，通过射线追踪建立速度场与反射波走时的层析反演矩阵，从而达到精确速度建模的目的。但是，基于射线追踪的速度建模技术难以模拟真正的波传播，所建速度模型往往是低波数分量，因此最近几年又提出了高斯束速度建模技术和全波形速度反演技术用于提高速度建模的中高波数分量。虽然高斯束速度建模技术和全波形速度反演技术能够提高速度建模的精度，但是由于计算方法复杂，计算效率低下，所耗费的人力和物力较大，且过多的输入参数也使得计算结果的精度依赖于操作人员的经验及主观判断力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的地震资料速度建模方法获得的速度模型与实际结果相差大，计算过程复杂，建模精度低且依赖于操作人员的经验及主观判断力。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于卷积神经网络的地震资料速度建模方法、存储介质及计算设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种地震资料速度建模方法，该方法包括以下步骤：

S1：随机生成一定数量的地震资料的速度模型；

S2：对每个速度模型进行正演模拟，获得与其对应的单炮记录；

S3：基于卷积神经网络构建用于速度建模的卷积自编码器模型；

S4：将获得的单炮记录和速度模型分别作为所述卷积自编码器模型的输入和期望输出，并利用随机梯度下降法对所述卷积自编码器模型进行训练更新，直至训练结束；以及

S5：采集实际的单炮记录作为训练后的所述卷积自编码器模型的输入，并将训练后的所述卷积自编码器模型的输出作为速度模型。

优选地，所述卷积自编码器模型包括编码架构和解码架构；

其中，编码架构包括：卷积层、池化层和全连接层；