【摘要】 本发明涉及一种控制全声波方程反演过程的地震勘探数据处理方 法，采集理论模型地震数据，获得深度域体积模量和密度初始模型；用 伪谱法模拟声学介质中地震波场；计算理论模型与初始模型模拟数据的 差；给定δ＝1.0e-6，计算误差能量E，当E≤δ，停止反演，输出反演结果， 如果E＞δ，继续下列步骤；计算残差数据；计算体积模量和密度模型的 共轭修改量；计算修改步长，获得梯度；对初始模型进行修改；将修改 后的模型数据作为新的初始模型，通过对反演过程进行自动控制，使声 波方程反演稳定、快速收敛，反演收敛速度比常规方法提高了近5倍。 数据由整理 【专利类型】发明申请 【申请人】中国石油天然气股份有限公司 【申请人类型】企业 【申请人地址】100011北京市东城区安德路16号洲际大厦 【申请人地区】中国 【申请人城市】北京市 【申请人区县】东城区 【申请号】CN200810116714.3 【申请日】2008-07-16 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101630018A 【公开公告日】2010-01-20 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101630018B 【授权公告日】2011-12-07 【授权公告年份】2011.0 【发明人】石玉梅 【主权项内容】1.一种控制全声波方程反演过程的地震勘探数据处理方法，其特征在于： 具体步骤包括： (1).野外激发、接收获得地震波数据，用常规处理方法对该数据进行静校正、地表一致性振幅补偿和叠前去除噪音，获得炮集数据； (2).从步骤(1)获得的炮集数据中抽取共中心点道集数据，进行速度分析，时间域层速度计算和时间-深度转换，获得深度域体积模量和密度初始模型； ①步骤(2)中速度分析为常规地震速度分析； ②步骤(2)中时间域层速度用速度分析获得的均方根速度和Dix公式进行计算， 其中ti为第i层双程旅行时，vi为第i层的速度； ③步骤(2)中时间-深度转换是按下式将时间域的层速度转换成深度域层速度， 其中ti为第i层双程旅行时，hi为第i层的厚度，vi为第i层的速度； ④步骤(2)中密度初始模型用Gardner公式计算， ρ＝0.31v0.25??????????????????(3) 其中ρ为密度，v为纵波速度。 ⑤步骤(2)中体积模量初始模型用下列方法计算 K＝ρv2????????????????????????(4) 其中K为体积模量，ρ为密度，v为纵波速度。 (3).利用步骤2建立的初始体积模量和密度模型，进行地震波场正演模拟； ①步骤(3)中地震波场正演模拟利用的是声学介质中的波动方程； ②步骤(3)中用常规的伪谱法进行波场模拟，即对空间变量进行付氏变换，在付氏域中计算声波方程中波场对空间变量的偏导数；声波方程中波场对时间变量的偏导数用二阶中心差分法计算； ③步骤(3)中震源函数采用零相位雷克子波； (4).按下式计算步骤(3)模拟的炮集数据与步骤1获得测量数据的差(残差数据)： Δd＝dobs-dcal????????????????(5) 其中Δd为残差数据，dobs为测量地震数据，dcal为计算地震数据。 (5).按下式计算误差能量， 式中E为误差能量，Δdt为Δd的转置，CD为数据协方差矩阵； 当E＜δ时，输出反演结果，并停止反演，否则，继续步骤6～步骤9， 直到E＜δ。δ为任意给的一个非常小的数，一般取δ＝1.0e-4～1.0e-6；步骤(5)中数据协方差矩阵用下列方法计算 其中X为到测量点的距离；t为地震波到达的时间；σd为数据方差；指数p，对于二维问题，取p≥0.5，对于三维情况，取p≥1； (6).将步骤(4)获得的残差数据作为源数据，用正演模拟类似的方法进行逆时传播，获得残差数据的剩余地震波场； ①步骤(6)中的逆时传播与步骤(3)的波场正演过程相反，即解波动方程，按反时间方向进行波场传播； ②与骤(3)正演模拟所用的震源相对应，步骤(6)中进行波场模拟时，震源用的是步骤(4)计算的残差数据； (7).将步骤3获得的正演地震波场和步骤(6)获得剩余地震波场分别对时间变量进行求导，进行零延迟互相关，然后对时间变量进行积分，对激发炮数进行累加，获得初始密度参数的共轭修改量；将步骤(3)获得的正演地震波场和步骤(6)获得剩余地震波场分别对空间变量求导，并进行零延迟互相关，将互相关结果对时间变量进行积分，对激发炮数进行累加，获得初始体积参数的共轭修改量，即按下式计算模型参数的共轭修改量； 其中P为正演波场，ψ为回传的剩余波场， 或 表示波场对时间的一阶偏导数，grad(·)为梯度运算，T为地震记录长度，K和ρ为模型参数， 和 为模型参数共轭量； (8).利用步骤(7)获得的模型参数的共轭修改量，按下列方法的迭代修改模型参数， mn+1＝mn-αngn???????????????(9) 其中，m＝(K，ρ)为模型，mn+1和mn分别为第n次修改后的模型和当前模型；αn为第n次迭代修改步长；gn为第n次迭代的梯度； 或①步骤(8)中梯度gn用下列方法获得， 其中 和 是第n步迭代的模型参数的共轭修改量，用骤(7)公式计算。 ②步骤(8)中修改步长αn为反演过程的控制，用下列方法计算 其中， 为映射函数，k为反馈增益系数，J为地震数据对模型参数的导数，E为误差能量； ③步骤(8)②中映射函数用下列方法计算 当n＞1时，函数 当n＝1时， ④步骤(8)②中反馈增益系数取满足k＞(10/ts)的任一数，ts为系统固有时间，ts取5～20范围任一值； (9).将修改后的模型数据作为新的初始模型，重复步骤(3)～步骤(5)。 【当前权利人】中国石油天然气股份有限公司 【当前专利权人地址】北京市东城区安德路16号洲际大厦 【专利权人类型】股份有限公司分公司 【统一社会信用代码】91150781MA0QYPWC6T 【被引证次数】20 【被自引次数】10.0 【家族被引证次数】22
