[发明专利]一种地震资料反演成像方法及装置

说明书

本发明涉及一种地震资料反演成像方法及装置，包括：获取地震数据，地震数据包括偏移成像结果、偏移速度场、震源子波以及观测数据；根据偏移成像结果、偏移速度场、震源子波和选定的编码函数计算反偏移模拟数据；根据反偏移模拟数据和由观测数据组合成的超级炮数据构建采用对数形式的泛函残差；对泛函残差进行求导得到梯度，并根据该梯度不断迭代地更新偏移成像结果，直到残差小于设定低值，得到最终成像结果。本发明大大提升了反演成像算法对实际地震数据噪声的容忍性和适应性，提高了反演成像结果的准确性。

技术领域

本发明涉及一种地震资料反演成像方法及装置，属于油气物探工程技术领域。

背景技术

随着油气勘探开发的深入，对地震资料成像精度的要求越来越高，常规的偏移成像方法已越来越无法满足勘探开发的需求。地震资料反演成像方法通过迭代的方式不断逼近Hessian矩阵的逆，从成像结果中逐渐消除观测系统、子波频带、复杂构造等的不利影响，相比传统的偏移成像算法具有更高的分辨率、振幅均衡性和保真度，受到业界越来越多的关注，是地震成像的下一步发展方向。

地震资料反演成像方法优点很多，但计算量过大是其不可回避的缺陷。为了提高地震资料反演成像算法的计算效率，常常采用多震源策略将一个个单炮组合成超级炮，由于减少了计算炮数从而大大节省了计算时间。但多震源策略会引入较多的串扰噪音，常用的压制策略(例如动态编码)理论过于简单且效果不明显，仍有待进一步改善。此外，地震资料反演成像的泛函残差优劣直接决定了反演成像方法对实际资料的适应性、对地震噪声的容忍性，而目前的目标泛函都是基于残差的L2模展开，其理论推导建立在贝叶斯框架下，要求噪声符合高斯分布，即只能处理随机噪声，因而对地震噪声的容忍性较低，导致反演成像不准确，无法适应实际现场的复杂情况，极大地限制了反演成像方法的推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种地震资料反演成像方法及装置，用于解决现有的反演成像方法采用的泛函残差对地震噪声的容忍性较低，导致反演成像结果不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种地震资料反演成像方法，步骤如下：

获取地震数据，所述地震数据包括偏移成像结果、偏移速度场、震源子波以及观测数据；

根据偏移成像结果、偏移速度场、震源子波和选定的编码函数计算反偏移模拟数据；

根据反偏移模拟数据和由观测数据组合成的超级炮数据构建泛函残差，所述泛函残差采用对数形式；

对泛函残差进行求导得到梯度，并根据该梯度不断迭代地更新偏移成像结果，直到残差小于设定低值，得到最终成像结果。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种地震资料反演成像装置，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在存储器中的指令以实现如下方法：

获取地震数据，所述地震数据包括偏移成像结果、偏移速度场、震源子波以及观测数据；

根据偏移成像结果、偏移速度场、震源子波和选定的编码函数计算反偏移模拟数据；

根据反偏移模拟数据和由观测数据组合成的超级炮数据构建泛函残差，所述泛函残差采用对数形式；

对泛函残差进行求导得到梯度，并根据该梯度不断迭代地更新偏移成像结果，直到残差小于设定低值，得到最终成像结果。

本发明的有益效果是：通过构建对数形式的泛函残差，那么在求导后获取梯度的过程中残差项会同时出现在分子和分母中，因而即使数据中含有较大的噪声，梯度仍然能够不受影响，且噪声越大压制的越明显。所以本发明大大提升了反演成像算法对实际地震数据噪声的容忍性和适应性，提高了反演成像结果的准确性。

作为方法和装置的进一步改进，为了构建合适的泛函残差以减小噪声对成像结果的影响，所述泛函残差的计算公式为：