[发明专利]应用于实际区全波形反演的地震资料预处理方法及系统

权利要求书

1.一种应用于实际区全波形反演的地震资料预处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：

获取地震炮集数据和初始模型数据，并进行坐标旋转；

将地震炮集数据进行波场分离，拆分直达波数据和有效波数据，并基于直达波数据提取震源子波；

根据稳定性条件和频散条件，对初始模型数据进行网格规则化；

采用快速线性插值算法对炮集有效波数据进行重采样和归一化；

建立炮集观测系统索引数据；

开展实际区叠前全波形反演。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取的地震炮集数据使用前需要进行优化处理，所述优化处理包括面波压制、噪音衰减、能量补偿、多次波压制；

对于声波全波形反演，获取的初始模型数据包括初始纵波速度模型；对于弹性波全波形反演获取的初始模型数据包括初始纵波速度模型、初始横波速度模型和初始密度模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行坐标旋转的方法：将地震炮集数据和初始模型数据的地理坐标根据旋转原则变换至主测线方向为南北向或东西向的相对坐标，旋转公式为：

式中，x、y为原始坐标；x₀、y₀为旋转中心点坐标，常采用首道坐标为旋转中心点；x’、y’为旋转后坐标；θ为旋转角度，以逆时针为正；

若数据采集方向本身为正南北向或正东西向，则不需要进行坐标旋转。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述旋转原则，包括就近旋转原则和手性旋转原则，近旋转原则是指将二维地震数据以最小的角度旋转至南北向或东西向；手性旋转原则是指根据地震采集方向确定地震数据的手性，进而旋转至对应手性的南北向或东西向主测线方向，其中，南北向采集的数据为典型的右旋手性，而东西向采集的数据为典型的左旋手性，以此为依据确定斜测线数据的手性。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，地震炮集数据进行波场分离的方法：将炮集数据拆分为直达波数据和有效波数据，即依据地表速度估算直达波到达时间，进而拆分出直达波范围和有效波范围；直达波到达时间由下式确定：

式中，t₀为直达波到达的时间，s为目标道的炮检距，v_x为初始纵波速度模型中的地表采样点速度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对初始模型进行网格规则化方法：根据稳定性条件和频散条件确定初始模型在x、y、z三个方向的网格间距，再采用线性插值的方法计算得到规则化的初始模型数据。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，根据下式确定稳定性条件：

式中，c_m为高阶有限差分因子，v(x,y,z)为初始速度模型中的最大速度，Δt为炮集采样间隔，Δx、Δy、Δz分别为初始模型在x、y、z方向的网格间距；

根据下式确定频散条件：

式中，f_peak为子波的主频，v(x,y,z)_min为初始速度模型中的最小速度，(Δx,Δy,Δz)_max为初始模型在x、y、z方向的网格间距中的最大值。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，快速线性插值算法包括：首先计算线性查找数组k_i，表示重采样后第i个采样点对应原始记录中的采样点位置，再由下式逐道计算重采样后每一个采样点的值：

式中，Y为该道重采样数据序列，X为该道原数据序列，T为该道原数据累计时差序列，i为采样点编号。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立炮集观测系统索引数据方法：是指结合规则化后的初始模型网格范围，对进行重采样和归一化处理后炮集有效波数据，建立观测系统索引，将每一道炮集数据索引到初始模型网格中，用于全波形反演残差和梯度计算。

10.一种应用于实际区全波形反演的地震资料预处理系统，其特征在于，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现如权利要求1至9中任意一项所述方法的步骤。