[發明專利]一種基于三維地震波反向照明的動態采樣全波形反演系統及方法有效
| 申請號: | 202010019988.1 | 申請日: | 2020-01-09 |
| 公開(公告)號: | CN111190224B | 公開(公告)日: | 2022-03-25 |
| 發明(設計)人: | 曲英銘;彭立德;黃崇棚;劉暢;周昌;陳振中;任鏡儒;吾拉力;孫軍治 | 申請(專利權)人: | 中國石油大學(華東) |
| 主分類號: | G01V1/30 | 分類號: | G01V1/30;G01V1/34 |
| 代理公司: | 青島智地領創專利代理有限公司 37252 | 代理人: | 陳海濱 |
| 地址: | 266580 山*** | 國省代碼: | 山東;37 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 基于 三維 地震波 反向 照明 動態 采樣 波形 反演 系統 方法 | ||
1.一種基于三維地震波反向照明的動態采樣全波形反演系統,其特征在于,該系統包括輸入模塊、觀測系統建立模塊、反向照明模塊、全波形反演模塊、判斷模塊、輸出模塊;
輸入模塊,被配置為用于輸入觀測系統文件、高密度炮記錄、偏移速度模型、密度模型;
觀測系統建立模塊,被配置為用于建立規則采樣的觀測系統及更新觀測系統;
反向照明模塊,被配置為用于在地層的淺、中、深層速度模型殘差能量最強和最弱區域放置炮點進行反向照明;
全波形反演模塊,被配置為用于求取三維全波形反演速度及更新速度模型;
判斷模塊,被配置為用于判斷地表反向照明能量最強區域A1和地表反向照明能量最弱區域B1及求取模型殘差,判斷是否滿足誤差條件,如果滿足則輸出反演速度,如果不滿足繼續更新觀測系統,進行迭代,更新反演速度;
輸出模塊,被配置為輸出三維全波形反演得到的速度模型。
2.一種基于三維地震波反向照明的動態采樣全波形反演方法,其特征在于,采用如權利要求1所述的基于三維地震波反向照明的動態采樣全波形反演系統,包括如下步驟:
步驟1:輸入觀測系統文件、高密度炮記錄、偏移速度模型、密度模型;
步驟2:建立規則采樣的觀測系統:
xs(x,y,z=0)=seekzero(mod(i-1,4),mod(j-1,4),0),i=1,nx,j=1,ny (1);
式中,xs表示震源坐標,x、y、z表示三維坐標,seekzero()表示求取函數值等于零的位置,i、j表示炮點縱橫測線的計數單位,mod()為求余函數,表示取余數值;
步驟3:求取三維全波形反演速度:
采用最速下降法的梯度公式:
式中,g表示梯度,v表示背景速度,Tmax表示最大計算時間,t為計算時間,xs為震源坐標,p為正向延拓的三維背景波場,p*表示逆時延拓的殘差波場值;
利用時域多尺度方法從低波數到高波數進行速度反演,使用維納濾波進行多尺度分解,維納濾波公式為:
式中f表示維納濾波值,Wt表示目標波形,ω表示角頻率,ε為一個小的常數,表示波形的共軛轉置;
采用如下所示公式更新速度場:
v(k)=v(k-1)-αg(k) (4);
式中v(k+1)和v(k)分別表示第k+1和k次迭代的速度,g(k)表示第k次迭代的梯度,α表示根據拋物線擬合方法計算得到的最優步長;
步驟4:利用如下所示公式,求取地表至淺層速度模型殘差能量:
式中,δ(v)1為速度模型殘差能量,nz1為淺層深度的網格點數;
步驟5:在速度模型殘差能量最強區域放置炮點進行反向照明,得到地表反向照明能量最強區域A1:
式中,表示地表反向照明能量最強的區域A1,max()表示求取該函數的最大值,seeklarger()表示求取大于該函數值的位置,Ig1表示在速度模型殘差能量最強區域放置炮點得到的反向照明能量值,Ig1(x,y,z=0)表示速度模型殘差能量最強區域地表位置上的反向照明能量值;
步驟6:在速度模型殘差能量最弱區域放置炮點進行反向照明,得到地表反向照明能量最弱區域B1:
式中,表示地表反向照明能量最弱區域B1,min()表示求取該函數最小值,seekless()表示求取小于該函數值的位置,Ig2表示在速度模型殘差能量最弱區域放置炮點得到的反向照明能量值;Ig2(x,y,z=0)表示速度模型殘差能量最弱區域地表位置上的反向照明能量值;
步驟7:將地表反向照明能量最強區域A1的炮點增加一倍,地表反向照明能量最弱區域B1的炮點減少一半,建立新的觀測系統:
式中,和分別表示地表反向照明能量最強區域A1和地表反向照明能量最弱區域B1的炮點震源坐標;
步驟8:再次計算三維全波形反演速度;
步驟9:求取地表至淺層速度模型殘差,判斷速度模型殘差是否滿足誤差條件:
如不滿足誤差條件,重復步驟2至步驟8,繼續更新觀測系統,迭代更新反演速度直至滿足誤差條件;
如滿足誤差條件,利用公式(10)求取地表至中層速度模型殘差能量,重復步驟5至步驟8,再次計算三維全波形反演速度后,進入步驟10;
式中,δ(v)1為速度模型殘差能量,nz2為中層深度的網格點數;
步驟10:求取地表至中層速度模型殘差,判斷速度模型殘差是否滿足誤差條件:
如不滿足誤差條件,重復步驟2至步驟8,繼續更新觀測系統,迭代更新反演速度直至滿足誤差條件;
如滿足誤差條件,利用公式(11)求取地表至深層速度模型殘差能量,重復步驟5至步驟8,再次計算三維全波形反演速度后,進入步驟11;
式中,δ(v)1為速度模型殘差能量,nz為整個模型垂直深度的網格點數;
步驟11:求取地表至深層速度模型殘差,判斷速度模型殘差是否滿足誤差條件:
如不滿足誤差條件,繼續重復步驟2至步驟8,更新觀測系統,迭代更新反演速度,直至地表至深層速度殘差滿足誤差條件,得到反演速度,進入步驟12;
如滿足誤差條件,直接得到反演速度,進入步驟12;
步驟12:輸出三維全波形反演得到的速度模型。
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