[发明专利]一种相位约束的高分辨率地震反演方法及计算机设备

权利要求书

1.一种相位约束的高分辨率地震反演方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤1，推导地震瞬时相位与反射系数之间的线性关系；

步骤2，建立相位约束的地震反演目标泛函；

步骤3，通过相位约束的地震反演目标泛函求解反演反射系数和反演纵波阻抗；

所述步骤1包括：

设时间域地震信号为S(t)，时间域地震子波矩阵为W(t)，时间域反射系数为m(t)，时间域噪音为N(t)，则时间域褶积模型表示为：

S(t)＝W(t)m(t)+N(t)                     (1)，

在式(1)时间域褶积模型基础上，地震信号的瞬时相位公式表述如下：

P(t)＝tan^-1(Im(H(W(t)m(t)))/Re(H(W(t)m(t))))              (2)，

式(2)中，P(t)为地震信号的瞬时相位，H(*)表示希尔伯特变换，Im(*)为虚部，Re(*)为实部；

根据式(1)，式(2)中Im(H(W(t)m(t)))部分改写为：

Im(H(W(t)m(t)))＝Im(H(S(t)))                   (3)，

式(3)为对地震信号进行90°相位滤波，

将地震信号的90°相位滤波认为是90°滤波的子波与反射系数褶积的结果，即：

Im(H(W(t)*m(t)))＝Im(H(S(t)))＝Im(H(W(t)))*m(t)          (4)，

式(4)中，*表示褶积算子，

设G_H表示Im(H(W))子波的矩阵，式(2)改写为：

P(t)＝tan^-1(G_Hm(t)/S(t))                   (5)，

对式(5)进行化简得到：

式(6)中，P(t)＝tan^-1(G_SHm(t))为包含相位信息的信号，S(tn)为时间域地震记录，m(t)为时间域反射系数，G_SH为相位约束核矩阵，写为：

式(2)写为：

tan(P(t))＝G_SHm(t)＝D_SH                         (7)，

式(7)中,D_SH为对P(t)进行正切计算所得的信号；

所述步骤2包括：

设低频模型约束表示为：

P_low＝Cm(t)                      (8)，

式(8)中的参数表述如下：

式(9)中，C为积分矩阵，与Z_P0为相对与平滑纵波阻抗信息，

则基于相位约束的地震反演目标泛函包括三部分：时间域褶积模型、相位约束与低频模型约束：

利用二范数对式(10)进行求解，则相位约束的地震反演目标泛函J(m)表示为：

式(11)中，α1、α2与α3分别为时间域地震反演、相位约束与低频模型约束的权重；

所述步骤3包括：

根据式(11)求解的反演反射系数为：

m(t)＝(α1W(t)^TW(t)+α2G_SH^TG_SH+α3C^TC)^-1(α1W(t)^TS(t)+α2G_SH^TD_SH+α3C^TP_low) (12)，

由反演反射系数获取反演纵波阻抗的公式为：

P(t)＝exp(2Cm(t))*Z_P0                 (13)，

式(13)中，P(t)为反演纵波阻抗。

2.一种计算机设备，其特征在于，其包括：处理器、存储装置以及计算机程序；

所述计算机程序存储在所述存储装置上并可在所述处理器上运行，所述计算机程序运行时执行如权利要求1所述的相位约束的高分辨率地震反演方法的步骤。