[发明专利]改进直接包络反演与扰动分解的强散射介质反演方法

说明书

本发明涉及一种改进直接包络反演与扰动分解的强散射介质反演方法，包络运算为非线性运算，在波场重叠处计算包络场存在较大误差。本发明是在计算正传包络场之前对地震波场进行了上下左右行波分解，有效缓解了波场重叠对正传包络场计算的影响。将改进的包络场代入直接包络反演算法中即为改进的直接包络反演，其能对强散射体速度结构进行更好的刻画。针对强散射屏蔽区速度建模，本发明提出采用构造约束的扰动分解方法。利用逆时偏移成像结果约束扰动分解参数的选取能避免参数选取导致对强散射体的错误识别。将改进的直接包络反演方法与构造约束扰动分解方法联合，既能得到好的强散射体速度建模，也能得到较好的屏蔽区速度构造。

技术领域：

本发明涉及一种利用改进直接包络反演方法获得强散射体大尺度结构、利用构造约束扰动分解方法得到强散射体下边界与屏蔽区速度结构的强散射介质反演方法。

背景技术：

目前，在地震勘探领域，速度建模精度最高的方法是全波形反演方法。全波形反演方法将速度反演问题看作以数据残差为目标函数的最优化问题，往往采用局部优化算法求解。常规全波形反演之所以可以采用局部优化算法求解，是其采用了玻恩近似这一弱散射近似。这导致常规全波形反演方法只能用来处理弱散射问题的反演。

近年来，随着盐丘体构造中油气藏的发现，工业界对盐丘体的速度建模问题十分关注。盐丘体与围岩往往具有较大速度反差，是典型的强散射体。常规全波形反演方法进行这类问题的速度建模是十分困难的，除非依赖非常低频的地震数据。而低频波场的激发和接收均较为困难，因此，目前认为在常规地震采集中，低频成分往往是不充分的。因此，研究低频缺失情况下强散射介质的速度建模具有重要的理论意义和实际意义。

直接包络反演方法是一种能够在低频地震信息缺失情况下进行强散射体速度建模的方法。其利用地震数据的包络直接映射地下介质的速度，能够得到强散射体的大尺度速度更新。目前，该方法已经发展了不依赖震源直接包络反演方法、反射波直接包络反演方法、带极性直接包络反演方法等。但是，在已有方法中，对正传包络场的计算均是采用对地震波场取包络。由于包络运算为非线性运算，即波场叠加的包络不等于包络的叠加。因此，在波场叠加区域，直接计算包络将产生明显的误差。另外，现有方法针对强散射屏蔽区速度反演还没有达到理想的效果。

发明内容：

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种改进直接包络反演与扰动分解的强散射介质反演方法。

本发明的思想是：基于波场分解的直接包络反演方法通过提高正传包络场的计算精度来提升强散射体的速度建模效果，基于构造约束的扰动分解方法在进行强弱散射构造分解时更具物理依据，两种方法的联合应用能够构造高精度的强散射介质速度模型，结合改进直接包络反演与构造约束扰动分解来提升强散射介质的反演效果，克服现有技术的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

首先，在初始速度模型上进行正演模拟，得到正传波场；然后，对正传波场进行上下左右行波分解，分别对分解后的行波取包络得到行波包络场，加和形成总的正传包络场；对模拟记录和观测记录分别取包络，作差得到伴随源，伴随源反传得到伴随包络场，正传包络场与伴随包络场进行零延迟互相关运算，得到反演的梯度；选择合适步长，采用最速下降法更新速度模型，更新完成后进行常规全波形反演得到强散射体边界信息；以反演结果作为速度模型，进行逆时偏移成像，并据此选取扰动分解参数，扰动分解后采用常规全波形反演得到屏蔽区速度结构，达到结束条件后得到最终反演结果；

本发明所述的改进直接包络反演与扰动分解的强散射介质反演方法是通过MATLAB平台实现的；

本发明所述的改进直接包络反演与扰动分解的强散射介质反演方法，包括以下步骤：

a、安装MATLAB软件平台，要求采用MATLAB R2016a及以上版本，并且已配备并行工具包；

b、对数据进行静校正、去噪等预处理，得到高质量的观测地震数据；