[发明专利]一种考虑层间多次波的弹性反射波走时反演方法

说明书

本发明公开了一种考虑层间多次波的弹性反射波走时反演方法，包括以下步骤：输入反射地震记录以及建立的线性增加的线性初始速度模型、开展最小二乘真振幅偏移获取弹性波偏移剖面、进行震源侧非线性Born正演和检波点侧非线性Borm正演获取含多次波的背向扰动波场、建立时移互相关目标函数，并利用模型参数梯度计算公式构建反演参数梯度、将所得反演参数梯度对线性初始速度模型进行迭代更新等步骤。该方法给出了弹性多次反射波走时反演技术框架，并对结构复杂的Marmousi模型进行了测试，多次反射波反演结果能够大致刻画Marmousi模型轮廓，以此开展的常规FWI结果更加稳健。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探叠前速度参数反演技术领域，特别是涉及一种考虑层间多次波的弹性反射波走时反演方法。

背景技术

反射波反演(Reflection waveform inversion:RWI)的概念最初是由Xu Sheng在2012年EAGE会议上提出的，主要思路是采纳偏移/反偏移技术，利用次级震源在极其平滑的背景速度场中生成反射波能量，进而对速度场进行低波数迭代更新。经过近十年的发展，反射波反演技术逐渐从模型试算走向了实际生产，成为了目前最受欢迎的初始速度建模工具。在反射波反演的发展历程中出现了很多新的技术方法，譬如为避免真振幅偏移降低计算量，发展了基于走时互相关目标函数和不依赖于振幅目标函数的反射波反演方法；为减少梯度中的高波数偏移分量，在反射波反演中引入了上、下行波分离和角度域滤波等技术；为适用于多波多维度地震勘探，反射波反演也从最初的声介质拓展至弹性介质。然而，所有这些反演方法的基础均是一阶Born近似，能够有效利用一次反射波信息，但无法利用地震记录中蕴含的多次散射能量，因此传统RWI技术对多次波发育、地质结构复杂区域的反演显得无能为力。

作为目前地震勘探领域获取深度域速度场最为先进的技术手段之一，FWI长期受制于初始输入的准确性。随着初始速度建模方法的不断发展，反射波反演已成为低波数模型构建的主流方法。但是该类方法始终没有脱离一阶Born近似的局限，反演信息主要来源于一次反射波，换言之，传统反射波反演对模型低波数信息的恢复非常有限。实际情况下，地震记录中往往包含多次反射能量，能够提供更为丰富的反射路径及反射角度，可以有效拓宽反演波数覆盖范围。因此，如何在反射波反演中充分利用多次波信号是一个非常有意义的探索方向，这也是当前亟需解决的主要问题之一。

反射波反演技术利用反射波的传播路径进行低波数成分恢复，是目前勘探领域较为常用的方法。然而传统反射波反演方法受限于线性一阶Born近似，仅利用了一次反射波路径，在构造复杂的多次波发育地区很难得到较好的背景速度模型。因此，有必要发明一种适用于构造复杂区域的新型反射波反演技术。

发明内容

本发明的目的是针对现有反射波反演技术均未能利用层间多次反射信息，波路径覆盖范围比较有限，不适用于复杂地质情况的技术缺陷，而提供一种考虑层间多次波的弹性反射波走时反演方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种考虑层间多次波的弹性反射波走时反演方法，包括以下步骤：

步骤1：输入反射地震记录以及建立的线性增加的线性初始速度模型m；

步骤2：开展最小二乘真振幅偏移，获取弹性波偏移剖面I；

步骤3：进行震源侧非线性Born正演和检波点侧非线性Borm正演，获取含多次波的背向扰动波场；

上述过程表示为：

Lδu_s＝(u_s+δu_s)I (1)

Lδu_r＝(u_r+δu_r)I (2)

其中，L为弹性波动方程算子，δu为背向扰动波场，u为背景波场，下标s和r分别表示震源侧和检波点侧；