[发明专利]一种混合驱动正则化的叠前地震反演方法

说明书

本发明涉及一种混合驱动正则化的叠前地震反演方法，属于地球物理反演的技术领域。所述方法包括：1)获得数据，输入观测数据集；2)对上述数据进行无约束反演，得到初始反演结果集；3)对步骤2)中初始反演结果计算空间空间梯度；4)对步骤3)中空间梯度进行分类得到空间梯度的两类空间位置；5)由步骤2)中的初始反演结果和步骤4)中的位置信息计算待反演结果的分布特征函数；6)由步骤2)中的初始反演结果与步骤5)中的分布特征函数求取正则化项；7)求解目标函数得到最终结果。通过同时利用待反演参数本身的特征和反演误差的模型假设对反演过程进行正则化约束，在提高反演结果稳定性地同时，保护了反演结果的细节特征。

技术领域

本发明涉及一种混合驱动正则化的叠前地震反演方法，属于地球物理反演的技术领域。

背景技术

叠前地震反演以地震反射波振幅随炮检距变化关系为基础，是获取地下介质物性参数的重要技术。该技术可同时获得地下介质的纵波速度、横波速度和密度等弹性参数，在勘探地震领域得到了广泛的应用。叠前地震数据的多参数反演是一个高度非线性的不适定问题，数据的微小改变会导致解的巨大变化；同时，再加上观测数据中不免存在噪声，这进一步降低了反演结果的稳定性。导致反演结果中的细节变化被噪声覆盖，不利于异常体的识别。正则化方法能够降低叠前地震反演的不适定性，是提高叠前反演稳定性的一种重要方法。在正则化反演过程中通常采用待反演参数的平滑性作为先验信息对反演结果进行约束，但传统的平滑性约束条件在提高反演结果稳定性的同时也会破坏待反演参数的细节特征，如果希望保留反演结果的细节信息，则可能难以对反演噪声进行有效压制。因此，需要对传统平滑性约束条件的正则化方法进行改进，使反演结果能够在有效压制噪声的同时更好地保持反演结果的局部变化信息，以更好地对异常体进行识别。

发明内容

为解决上述叠前地震反演方法存在的问题，本发明提出了一种混合驱动正则化的叠前地震反演方法，通过同时利用待反演参数本身的特征和反演误差的模型假设对反演过程进行正则化约束，在提高反演结果稳定性地同时，保护了反演结果的细节特征。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种混合驱动的正则化的叠前地震反演方法，所述方法具体包括以下步骤：

1)获得数据，输入观测数据集；

2)对上述数据进行无约束反演，得到初始反演结果集；

3)对步骤2)中初始反演结果计算空间梯度；

4)对步骤3)中空间梯度进行分类得到梯度的两类空间位置；

5)由步骤2)中的初始反演结果和步骤4)中的位置信息计算待反演结果的分布特征函数；

6)由步骤2)中的初始反演结果与步骤5)中的分布特征函数求取正则化项；

7)求解目标函数得到最终结果。

进一步地，步骤2)中对数据进行无约束反演所用目标函数为：

其中P为目标函数，D为步骤1)中输入的观测数据集，表示为D＝{d_k|k＝1,2,…,K}；D^syn为理论模拟得到的数据，表示为求解上述目标函数P得到无约束下的初始反演结果M＝{m_k|k＝1,2,…,K}。

进一步地，步骤3)中对M计算空间梯度表示为：

其中，▽为梯度计算算子；为所得到的空间梯度，记为

进一步地，步骤4)中对空间梯度进行分类，如下：

其中，值得注意的是