CN108845351A - 一种vsp地震资料转换波全波形反演方法 - Google Patents
一种vsp地震资料转换波全波形反演方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108845351A CN108845351A CN201810666468.2A CN201810666468A CN108845351A CN 108845351 A CN108845351 A CN 108845351A CN 201810666468 A CN201810666468 A CN 201810666468A CN 108845351 A CN108845351 A CN 108845351A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wave
- velocity
- shear wave
- longitudinal
- shear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 3
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000013316 zoning Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/282—Application of seismic models, synthetic seismograms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/30—Analysis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
本发明公开了一种VSP地震资料转换波全波形反演方法。通过全局优化参数反演法分离上行PS转换波；根据经验公式计算横波速度并对其进行平滑处理得到初始横波速度模型；通过求解纵横波分离的弹性波方程得到每一时间步的正传纵横波波场以及模拟VSP PS波记录；通过求解纵横波分离的伴随弹性波方程得到每一时间步的反传纵横波波场；采用正传纵波波场和反传横波波场计算横波速度梯度；采用三点抛物线拟合法求取迭代步长；通过L‑BFGS方法更新横波速度模型；运用维纳滤波从低频到高频进行多尺度反演。本发明的有益效果是通过纵横波分离策略来提高VSP地震资料转换波全波形反演的精度，提高复杂构造的反演效果。
Description
技术领域
本发明属于勘探地球物理学技术领域，涉及一种全波形反演新方法，可用于VSP地震资料反演来获取高精度的转换波速度模型。
背景技术
随着油气勘探开发的深入和井中地震技术的不断提高，VSP(垂直地震剖面)勘探技术的研究与应用，也得到了快速的发展。在复杂构造或复杂介质地区，VSP技术能有效地了解井孔附近的地质结构、岩石物性等特征。通过VSP成像结合地面三维地震资料和岩性资料，能进行精细的地震属性分析，可以进一步核实关键层位、搞清岩层之间的接触关系、建立起精确的地质模型，进行地层的非均质性研究，为开发方案的调整提供技术支持。与地面地震相比，VSP资料含有更丰富的波场信息，具有分辨率高，信噪比高，且井中接收到的地震记录只穿过一次低减速带，因此相比地面资料地震波能量的衰减更小，所以对深层成像有其特有优势。其次地面地震勘探由于观测限制，很难观测到目标层盐丘体及其侧翼的和盐下信息。而VSP技术可以弥补地面资料的这些不足。因此无论在勘探领域，还是在开发领域，VSP技术都有其特有的优势和作用。
速度是地震资料数据处理流程中的核心参数。高质量的速度建模方法对后续的偏移成像、岩性、岩相解释和储层预测起决定性作用。到目前为止，VSP纵波资料的数据处理流程已相对完善，对于纵波速度的反演精度尚且可以。但由于收诸多因素影响(如横波传播极其不对称性、纵横波耦合串扰、横波各向异性等)，转换波速度反演精度仍然较低。弹性全波形反演(EFWI)具有获取精确纵波速度、横波速度和密度的潜力，因此在勘探地球物理学中变得越来越流行。但弹性波全波形反演由于多参数耦合，非线性严重、多解性强，在工业上还没能大规模推广。为消除纵波速度对横波速度反演精度的影响，有必要进一步研究转换波全波形反演方法。
本发明给出一种VSP地震资料转换波全波形反演新方法。针对VSP观测方式(地表放炮、井中接收)，通过全局优化参数反演法分离PS波(转换波)记录，采用分离出的转换波进行反演来缓解非线性和多解性；通过求解纵横波分离的弹性波方程和伴随方程得到不同时刻的纵横波波场，采用正向纵波波场和伴随横波波场计算目标函数关于横波速度的梯度，减弱不同波模式间的串扰效应，来提高横波速度的反演精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种VSP地震资料转换波全波形反演方法。
本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：
(1)原始VSP(垂直地震剖面)地震资料PS波(转换波)分离；
通过全局优化参数反演法分离上行PS转换波；
(2)横波速度初始模型建立；
输入纵波速度模型，根据经验公式获得横波速度模型，并对其进行平滑处理得到初始横波速度模型；
(3)震源波场正向延拓，分离纵横波波场；
通过求解纵横波分离的弹性波方程得到每一时间步的正传纵横波波场以及模拟的VSP PS波记录。
(4)转换波残差反向延拓，分离纵横波波场；
通过求解纵横波分离的伴随弹性波方程得到每一时间步的反传纵横波波场；
(5)计算横波速度梯度。
采用第(3)步和第(4)步求得的正传纵波波场和反传横波波场计算横波速度梯度；
(6)求取迭代步长；
采用三点抛物线拟合法求取迭代步长；
(7)更新横波速度模型；
不满足收敛条件时，重复步骤(3)到步骤(6)，满足收敛条件时，迭代结束；
(8)多尺度反演；
运用维纳滤波对VSP PS转换波记录进行分频处理，从低频到高频逐步进行反演。
具体的，VSP地震资料转换波全波形反演步骤(1)中原始VSP地震资料PS转换波分离方法如下：
参数反演法是一种基于地震波视速度和偏振特性的VSP资料波场分离方法，本发明中采用全局优化参数反演法分离PS转换波。
对每个深度点，建立观测数据与模拟记录的极小化目标泛函：
其中，ΨPdown,ΨPup,ΨSdown和ΨSup分别为下行纵波、上行纵波、下行横波和上行横波的入射角，vP和vS为纵横波速度，u和uobs为模拟和观测波场，ω为角频率，[ω1,ω1]为频率范围。
通过全局优化遗传算法迭代可以得到最优的传播速度和传播角度。求解方程(2)实现下行纵波、上行纵波、下行横波和上行横波分离。
u(ω)＝[u(-M1,ω)…u(0,ω)…u(M2,ω)]T
＝aPdownuPdown(ω)+aPupuPup(ω)+aSdownuSdown(ω)+aSupuSup(ω), (2)
其中，[uPdown,uPup,uSdown,uSup]分别为下行纵波、上行纵波、下行横波和上行横波波场，[aPdown,aPup,aSdown,aup]为相应的偏振矢量，[-M1,…,0,…,M2]为空间窗内检波点的编号。
当震源为纵波源时，分离出的上行横波uSup(频率域)进行傅里叶反变换就得到了观测PS转换波记录(根据传播角度分解为水平分量和垂直分量)。
步骤(2)中横波速度初始模型建立方法如下：
纵横波速度经验公式：
根据输入的纵波速度模型，采用经验公式获得横波速度模型，通过高斯窗对其进行平滑得到初始横波速度模型。
步骤(3)中，震源波场正向延拓，分离纵横波波场方法如下：
一阶弹性波速度-应力方程：
其中，λ和μ为拉梅常数，ρ为密度，(vx,vz)为质点振动速度矢量，(τxx,τzz,τxz)为应力矢量。
本发明中采用纵横波分离的速度-应力弹性波方程：
其中，(vxp,vzp)为纵波质点振动速度矢量，(vxs,vzs)为横波质点振动速度矢量，(τxxp,τzzp)为纵波应力矢量，(τxxs,τzzs,τxzs)为横波应力矢量。
采用高阶交错网格有限差分数值求解方程(6)得到每一时间步的正传纵横波波场以及模拟VSP PS波记录。
步骤(4)转换波残差反向延拓，分离纵横波波场方法如下：
在伴随状态法中，伴随算子满足：
<Lu,u*>＝<u,L*u*>, (7)
其中：L为正演算子，u为质点速度和应力矢量，“*”为其伴随状态。将方程(4)带入方程(7)得到常规伴随方程：
同理，基于方程(6)可以得到纵横波分离的伴随方程：
其中，“*”表示相应波场的伴随波场，为纵横波耦合的观测和模拟VSP地震记录，为分离的观测和模拟VSP转换波地震记录。
以模拟和观测VSP PS波记录残差为震源，采用高阶交错有限差分数值求解方程(10)和(11)得到每一时间步的反传纵横波波场。
步骤(5)计算横波速度梯度方法如下：
传统全波形反演中横波速度梯度为：
其中，E为目标泛函。
本发明采用正传纵波波场和反传横波波场计算横波速度梯度：
其中，
通过采用新的梯度公式(方程13)可以缓解纵波速度的干扰，进而提高横波速度的反演精度。
步骤(6)求取迭代步长方法如下：
本发明中采用三点抛物线插值方法计算步长。选取三个试探点，用这三个点构建一条抛物线，这条抛物线的极值点既为最优步长。
三个试探步长a0,a1,a2对应的目标泛函为Es0,Es1,Es2，则最优步长为：
步骤(7)更新横波速度模型方法如下：
通过L-BFGS方法更新横波速度：
其中，mk和mk+1分别为当前迭代和下一次迭代的横波速度模型，Hk为海森矩阵逆的近似矩阵。
步骤8中多尺度反演方法如下：
运用维纳滤波对VSP PS转换波记录进行分频处理，从低频到高频逐步进行反演。维纳滤波器为：
其中，fwiener为wiener滤波器，Woriginal是原始主频子波，Wtarget目标主频子波，ω为角频率，ε为稳定系数，*表示复共轭。
大尺度的反演结果作为相邻小尺度反演的初始模型，重复步骤(3)到步骤(7)，直到满足收敛条件。
本发明的有益效果是通过纵横波分离策略来提高VSP地震资料转换波全波形反演的精度。发明的目的是弥补地面观测***照明限制的缺点，提高横波速度的建模精度，特别是盐丘侧翼和陡倾角目的层的反演效果。
附图说明
图1VSP地震资料转换波全波形反演方法流程图；
图2复杂构造模型；
图3第一尺度第一次迭代的横波速度梯度；
图4横波速度反演结果；
图5井旁纵侧线横波速度曲线对比图；
图6转换横波目标泛函收敛曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，为本发明实施VSP地震资料转换波全波形反演的流程图，具体包括：
(1)原始VSP地震资料PS转换波分离；
通过全局优化参数反演法分离上行PS转换波；
(2)横波速度初始模型建立；
输入纵波速度模型，根据经验公式获得横波速度模型，并对其进行平滑处理得到初始横波速度模型；
(3)震源波场正向延拓，分离纵横波波场；
通过求解纵横波分离的弹性波方程得到每一时间步的正传纵横波波场以及模拟的VSP PS波记录。
(4)转换波残差反向延拓，分离纵横波波场；
通过求解纵横波分离的伴随弹性波方程得到每一时间步的反传纵横波波场；
(5)计算横波速度梯度。
采用第(3)步和第(4)步求得的正传纵波波场和反传横波波场计算横波速度梯度；
(6)求取迭代步长；
采用三点抛物线拟合法求取迭代步长；
(7)更新横波速度模型；
不满足收敛条件时，重复步骤(3)到步骤(6)，满足收敛条件时，迭代结束；
(8)多尺度反演；
运用维纳滤波对VSP PS转换波记录进行分频处理，从低频到高频逐步进行反演。
步骤(1)中原始VSP地震资料PS转换波分离方法如下：
本发明中采用全局优化参数反演法分离PS转换波。
对每个深度点，建立观测数据与模拟记录的极小化目标泛函：
其中，ΨPdown,ΨPup,ΨSdown和ΨSup分别为下行纵波、上行纵波、下行横波和上行横波的入射角，vP和vS为纵横波速度，u和uobs为模拟和观测波场，ω为角频率，[ω1,ω1]为频率范围。
通过全局优化遗传算法迭代可以得到最优的传播速度和传播角度。求解方程(2)实现下行纵波、上行纵波、下行横波和上行横波分离。
u(ω)＝[u(-M1,ω)…u(0,ω)…u(M2,ω)]T
＝aPdownuPdown(ω)+aPupuPup(ω)+aSdownuSdown(ω)+aSupuSup(ω), (2)
其中，[uPdown,uPup,uSdown,uSup]分别为下行纵波、上行纵波、下行横波和上行横波波场，[aPdown,aPup,aSdown,aup]为相应的偏振矢量，[-M1,…,0,…,M2]为空间窗内检波点的编号。
当震源为纵波源时，分离出的上行横波uSup(频率域)进行傅里叶反变换就得到了观测PS转换波记录(根据传播角度分解为水平分量和垂直分量)。
步骤(2)中横波速度初始模型建立方法如下：
纵横波速度经验公式：
根据输入的纵波速度模型，采用经验公式获得横波速度模型，通过高斯窗对其进行平滑得到初始横波速度模型。
步骤(3)中，震源波场正向延拓，分离纵横波波场方法如下：
一阶弹性波速度-应力方程：
其中，λ和μ为拉梅常数，ρ为密度，(vx,vz)为质点振动速度矢量，(τxx,τzz,τxz)为应力矢量。
本发明中采用纵横波分离的速度-应力弹性波方程：
其中，(vxp,vzp)为纵波质点振动速度矢量，(vxs,vzs)为横波质点振动速度矢量，(τxxp,τzzp)为纵波应力矢量，(τxxs,τzzs,τxzs)为横波应力矢量。
采用高阶交错网格有限差分数值求解方程(6)得到每一时间步的正传纵横波波场以及模拟VSP PS波记录。
步骤(4)转换波残差反向延拓，分离纵横波波场方法如下：
在伴随状态法中，伴随算子满足：
<Lu,u*>＝<u,L*u*>, (7)
其中：L为正演算子，u为质点速度和应力矢量，“*”为其伴随状态。将方程(4)带入方程(7)得到常规伴随方程：
同理，基于方程(6)可以得到纵横波分离的伴随方程：
其中，“*”表示相应波场的伴随波场，为纵横波耦合的观测和模拟VSP地震记录，为分离的观测和模拟VSP转换波地震记录。
以模拟和观测VSP PS波记录残差为震源，采用高阶交错有限差分数值求解方程(10)和(11)得到每一时间步的反传纵横波波场。
步骤(5)计算横波速度梯度方法如下：
传统全波形反演中横波速度梯度为：
其中，E为目标泛函。
本发明采用正传纵波波场和反传横波波场计算横波速度梯度：
其中，
通过采用新的梯度公式(方程13)可以缓解纵波速度的干扰，进而提高横波速度的反演精度。
步骤(6)求取迭代步长方法如下：
本发明中采用三点抛物线插值方法计算步长。选取三个试探点，用这三个点构建一条抛物线，这条抛物线的极值点既为最优步长。
三个试探步长a0,a1,a2对应的目标泛函为Es0,Es1,Es2，则最优步长为：
步骤(7)更新横波速度模型方法如下：
通过L-BFGS方法更新横波速度：
其中，mk和mk+1分别为当前迭代和下一次迭代的横波速度模型，Hk为海森矩阵逆的近似矩阵。
步骤(8)中多尺度反演方法如下：
运用维纳滤波对VSP PS转换波记录进行分频处理，从低频到高频逐步进行反演。维纳滤波器为：
其中，fwiener为wiener滤波器，Woriginal是原始主频子波，Wtarget目标主频子波，ω为角频率，ε为稳定系数，*表示复共轭。
大尺度的反演结果作为相邻小尺度反演的初始模型，重复步骤(3)到步骤(7)，直到满足收敛条件。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1.可以提高横波速度模型的建模精度。2.可以改善复杂构造(如盐丘侧翼和陡倾角目的层)的反演精度。
下面通过一个例子来分析本发明中提出的VSP地震资料转换波全波形反演方法的有效性。
图2中(a)-(c)分别为某复杂构造模型的真实纵波速度，真实横波速度和初始横波速度模型。计算区域为200×200个网格点，空间间隔为10m，时间步长为1ms，总记录时间为1.7s。震源为15Hz的雷克子波，加在正应力上(纵波源)。在模型右下方有一高速体，且纵波速度和横波速度在该高速体处形态不同。井位于x＝1980m处，井中布置180个检波器，从z＝100m开始每隔10米一个。炮点位于地表，从x＝150m处每隔70m一炮，共26炮。采用时间二阶、空间十阶精度有限差分法进行数值模拟，PML吸收边界消除边界反射。采用二个尺度进行多尺度反演，第一尺度为15Hz，第二尺度为30Hz。图3为第一尺度第一次迭代的横波速度梯度。可以看到，井旁浅层的构造清晰，深层构造，和盐丘侧翼也得到准确的刻画。图4中(a)、(b)分别为第一尺度和第二尺度横波速度的反演结果。由图可见，本发明提出的VSP地震资料转换波全波形反演方法的反演精度较高，井旁及盐丘侧翼构造清晰可见，高速异常体也得到较好恢复。图5为x＝1650m处真实横波速度、初始速度和反演结果对比曲线图。反演结果和真实结果较好吻合。图6给出目标函数Es的收敛曲线，进一步表明本发明VSP地震资料转换波全波形反演方法的有效性。
本发明是一种新的VSP地震资料转换波全波形反演方法，能够获取高精度的横波速度模型；能大大提高复杂地质构造(如盐丘侧翼和陡倾界面)的反演精度。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种VSP地震资料转换波全波形反演方法，其特征在于按照以下步骤进行：
(1)原始VSP地震资料PS转换波分离；
通过全局优化参数反演法分离上行PS转换波；
(2)横波速度初始模型建立；
输入纵波速度模型，获得横波速度模型，并对其进行平滑处理得到初始横波速度模型；
(3)震源波场正向延拓，分离纵横波波场；
通过求解纵横波分离的弹性波方程得到每一时间步的正传纵横波波场以及模拟的VSPPS波记录；
(4)转换波残差反向延拓，分离纵横波波场；
通过求解纵横波分离的伴随弹性波方程得到每一时间步的反传纵横波波场；
(5)计算横波速度梯度；
采用步骤(3)求得的正传纵波波场和步骤(4)求得的反传横波波场计算横波速度梯度；
(6)求取迭代步长；
采用三点抛物线拟合法求取迭代步长；
(7)更新横波速度模型；
不满足收敛条件时，重复步骤(3)到步骤(6)，满足收敛条件时，迭代结束；
(8)多尺度反演；
运用维纳滤波对VSP PS转换波记录进行分频处理，从低频到高频逐步进行反演。
2.按照权利要求1所述VSP地震资料转换波全波形反演方法，其特征在于：所述步骤(1)中原始VSP地震资料PS转换波分离方法如下：
采用全局优化参数反演法分离PS转换波，对每个深度点，建立观测数据与模拟记录的极小化目标泛函：
其中，ΨPdown,ΨPup,ΨSdown和ΨSup分别为下行纵波、上行纵波、下行横波和上行横波的入射角，vP和vS为纵横波速度，u和uobs为模拟和观测波场，ω为角频率，[ω1,ω1]为频率范围，通过全局优化遗传算法迭代可以得到最优的传播速度和传播角度；求解方程(2)实现下行纵波、上行纵波、下行横波和上行横波分离；
u(ω)＝[u(-M1,ω)…u(0,ω)…u(M2,ω)]T
＝aPdownuPdown(ω)+aPupuPup(ω)+aSdownuSdown(ω)+aSupuSup(ω), (2)
其中，[uPdown,uPup,uSdown,uSup]分别为下行纵波、上行纵波、下行横波和上行横波波场，[aPdown,aPup,aSdown,aup]为相应的偏振矢量，[-M1,…,0,…,M2]为空间窗内检波点的编号，当震源为纵波源时，分离出的上行横波uSup进行傅里叶反变换就得到了观测PS转换波记录。
3.按照权利要求1所述VSP地震资料转换波全波形反演方法，其特征在于：所述步骤(2)中横波速度初始模型建立方法如下：
纵横波速度经验公式：
根据输入的纵波速度模型，采用经验公式获得横波速度模型，通过高斯窗对其进行平滑得到初始横波速度模型。
4.按照权利要求1所述VSP地震资料转换波全波形反演方法，其特征在于：所述步骤(3)中震源波场正向延拓，分离纵横波波场方法如下：
一阶弹性波速度-应力方程：
其中，λ和μ为拉梅常数，ρ为密度，(vx,vz)为质点振动速度矢量，(τxx,τzz,τxz)为应力矢量；
采用纵横波分离的速度-应力弹性波方程：
其中，(vxp,vzp)为纵波质点振动速度矢量，(vxs,vzs)为横波质点振动速度矢量，(τxxp,τzzp)为纵波应力矢量，(τxxs,τzzs,τxzs)为横波应力矢量；
采用高阶交错网格有限差分数值求解方程(6)得到每一时间步的正传纵横波波场以及模拟VSP PS波记录。
5.按照权利要求1所述VSP地震资料转换波全波形反演方法，其特征在于：所述步骤(4)中转换波残差反向延拓，分离纵横波波场方法如下：
在伴随状态法中，伴随算子满足：
<Lu,u*>＝<u,L*u*>, (7)
其中：L为正演算子，u为质点速度和应力矢量，“*”为其伴随状态，将方程(4)带入方程(7)得到常规伴随方程：
基于方程(6)得到纵横波分离的伴随方程：
其中，*表示相应波场的伴随波场，为纵横波耦合的观测和模拟VSP地震记录，为分离的观测和模拟VSP转换波地震记录，以模拟和观测VSP PS波记录残差为震源，采用高阶交错有限差分数值求解方程(10)和(11)得到每一时间步的反传纵横波波场。
6.按照权利要求1所述VSP地震资料转换波全波形反演方法，其特征在于：所述步骤(5)中计算横波速度梯度方法如下：
传统全波形反演中横波速度梯度为：
其中，E为目标泛函，采用正传纵波波场和反传横波波场计算横波速度梯度：
其中，
通过采用新的梯度公式缓解纵波速度的干扰，进而提高横波速度的反演精度。
7.按照权利要求1所述VSP地震资料转换波全波形反演方法，其特征在于：所述步骤(6)中求取迭代步长方法如下：
选取三个试探点，用这三个点构建一条抛物线，这条抛物线的极值点既为最优步长，三个试探步长a0,a1,a2对应的目标泛函为Es0,Es1,Es2，则最优步长为：
8.按照权利要求1所述VSP地震资料转换波全波形反演方法，其特征在于：所述步骤(7)中更新横波速度模型方法如下：
通过L-BFGS方法更新横波速度：
其中，mk和mk+1分别为当前迭代和下一次迭代的横波速度模型，Hk为海森矩阵逆的近似矩阵。
9.按照权利要求1所述VSP地震资料转换波全波形反演方法，其特征在于：所述步骤(8)中多尺度反演方法如下：
运用维纳滤波对VSP PS转换波记录进行分频处理，从低频到高频逐步进行反演，维纳滤波器为：
其中，fwiener为wiener滤波器，Woriginal是原始主频子波，Wtarget目标主频子波，ω为角频率，ε为稳定系数，*表示复共轭，大尺度的反演结果作为相邻小尺度反演的初始模型，重复步骤(3)到步骤(7)，直到满足收敛条件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810666468.2A CN108845351A (zh) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 一种vsp地震资料转换波全波形反演方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810666468.2A CN108845351A (zh) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 一种vsp地震资料转换波全波形反演方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108845351A true CN108845351A (zh) | 2018-11-20 |
Family
ID=64201961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810666468.2A Pending CN108845351A (zh) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 一种vsp地震资料转换波全波形反演方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108845351A (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109459789A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-12 | 吉林大学 | 基于振幅衰减与线性插值的时间域全波形反演方法 |
| CN109459787A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-03-12 | 中国地质大学（武汉） | 基于地震槽波全波形反演的煤矿井下构造成像方法及*** |
| CN111751876A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-09 | 中油奥博(成都)科技有限公司 | 一种变偏移距vsp转换横波单程波叠前深度偏移方法和装置 |
| EP3761067A1 (en) * | 2019-07-01 | 2021-01-06 | CGG Services SAS | Full waveform inversion approach to building an s-wave velocity model using ps data |
| CN112773396A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-11 | 佟小龙 | 基于全波形反演的医学成像方法、计算机设备及存储介质 |
| CN113156498A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-07-23 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种基于同伦延拓的叠前avo三参数反演方法和*** |
| CN113376695A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-10 | 中国矿业大学 | 一种适用于煤层底板复杂陷落柱的全波形反演方法 |
| CN113589366A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 基于全波形反演的宽频融合建模方法 |
| CN113987888A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-01-28 | 华中科技大学 | 一种基于台阵观测的基岩入射-下行波数值分离方法 |
| CN114660659A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-06-24 | 中国矿业大学 | 一种纵横波解耦的高精度微震定位方法 |
| CN116540297A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-08-04 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种弹性波地震数据全波形反演方法、***及设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103499835A (zh) * | 2013-10-13 | 2014-01-08 | 中国石油集团西北地质研究所 | 初至波波形反演近地表速度模型方法 |
| CN106842295A (zh) * | 2015-12-04 | 2017-06-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 测井信息约束的波形反演方法 |
| WO2018035370A1 (en) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Full waveform inversion of vertical seismic profile data for anisotropic velocities using pseudo-acoustic wave equations |
-
2018
- 2018-06-26 CN CN201810666468.2A patent/CN108845351A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103499835A (zh) * | 2013-10-13 | 2014-01-08 | 中国石油集团西北地质研究所 | 初至波波形反演近地表速度模型方法 |
| CN106842295A (zh) * | 2015-12-04 | 2017-06-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 测井信息约束的波形反演方法 |
| WO2018035370A1 (en) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Full waveform inversion of vertical seismic profile data for anisotropic velocities using pseudo-acoustic wave equations |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| LEONARDO GO ´MEZ ET AL.: "Wavefield separation methods for gradient filtering in time-domain full-waveform inversion", 《FIFTEENTH INTERNATIONAL CONGRESS OF THE BRAZILIAN GEOPHYSICAL SOCIETY》 * |
| MIN LOU ET AL.: "An improved parametric inversion methodology to separate P and Sv wavefields from VSP data", 《SEG HOUSTON 2013 ANNUAL MEETING》 * |
| ZHIMING REN ET AL.: "A hierarchical elastic full-waveform inversion scheme based on wavefield separation and the multistep-length approach", 《GEOPHYSICS》 * |
| 任志明: "声波和弹性波波动方程有限差分正反演方法研究", 《中国博士学位论文全文数据库 基础科学辑》 * |
| 孙思宇: "时间域弹性波全波形反演", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 基础科学辑》 * |
| 郭振波: "弹性介质波形反演方法研究", 《中国博士学位论文全文数据库 基础科学辑》 * |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109459787A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-03-12 | 中国地质大学（武汉） | 基于地震槽波全波形反演的煤矿井下构造成像方法及*** |
| CN109459787B (zh) * | 2018-10-09 | 2019-12-06 | 中国地质大学（武汉） | 基于地震槽波全波形反演的煤矿井下构造成像方法及*** |
| CN109459789A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-12 | 吉林大学 | 基于振幅衰减与线性插值的时间域全波形反演方法 |
| EP3761067A1 (en) * | 2019-07-01 | 2021-01-06 | CGG Services SAS | Full waveform inversion approach to building an s-wave velocity model using ps data |
| US11215720B2 (en) | 2019-07-01 | 2022-01-04 | Cgg Services Sas | Full waveform inversion approach to building an S-wave velocity model using PS data |
| CN113589366A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 基于全波形反演的宽频融合建模方法 |
| CN113589366B (zh) * | 2020-04-30 | 2023-10-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 基于全波形反演的宽频融合建模方法 |
| CN111751876A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-09 | 中油奥博(成都)科技有限公司 | 一种变偏移距vsp转换横波单程波叠前深度偏移方法和装置 |
| CN111751876B (zh) * | 2020-07-07 | 2022-05-20 | 中油奥博(成都)科技有限公司 | 一种变偏移距vsp转换横波单程波叠前深度偏移方法和装置 |
| CN112773396A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-11 | 佟小龙 | 基于全波形反演的医学成像方法、计算机设备及存储介质 |
| CN112773396B (zh) * | 2021-01-13 | 2023-06-16 | 佟小龙 | 基于全波形反演的医学成像方法、计算机设备及存储介质 |
| CN113156498A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-07-23 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种基于同伦延拓的叠前avo三参数反演方法和*** |
| CN113156498B (zh) * | 2021-02-26 | 2024-01-26 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种基于同伦延拓的叠前avo三参数反演方法和*** |
| CN113376695A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-10 | 中国矿业大学 | 一种适用于煤层底板复杂陷落柱的全波形反演方法 |
| CN113376695B (zh) * | 2021-06-11 | 2022-07-05 | 中国矿业大学 | 一种适用于煤层底板复杂陷落柱的全波形反演方法 |
| CN113987888A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-01-28 | 华中科技大学 | 一种基于台阵观测的基岩入射-下行波数值分离方法 |
| CN113987888B (zh) * | 2021-11-16 | 2024-07-09 | 华中科技大学 | 一种基于台阵观测的基岩入射-下行波数值分离方法 |
| CN114660659A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-06-24 | 中国矿业大学 | 一种纵横波解耦的高精度微震定位方法 |
| CN116540297A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-08-04 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种弹性波地震数据全波形反演方法、***及设备 |
| CN116540297B (zh) * | 2023-05-06 | 2024-03-08 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种弹性波地震数据全波形反演方法、***及设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108845351A (zh) | 一种vsp地震资料转换波全波形反演方法 | |
| CN107526101B (zh) | 一种获取地震反射波的采集和处理方法 | |
| CN108037526B (zh) | 基于全波波场vsp/rvsp地震资料的逆时偏移方法 | |
| CN101334483B (zh) | 一种在地震数据处理中衰减瑞雷波散射噪声的方法 | |
| CN102645670B (zh) | 一种基于叠加响应分析的观测***优化设计方法 | |
| CN101598811B (zh) | 一种二维垂直地震剖面数据计算炮点静校正的方法 | |
| CN105334535A (zh) | 一种识别薄储层隐蔽岩性油气藏的方法 | |
| CN102053270A (zh) | 一种基于沉积地层单元的地震相分析方法 | |
| CN108873066A (zh) | 弹性介质波动方程反射波旅行时反演方法 | |
| CN107783187A (zh) | 一种将测井速度和地震速度结合建立三维速度场的方法 | |
| CN106842295A (zh) | 测井信息约束的波形反演方法 | |
| CN105277978A (zh) | 一种确定近地表速度模型的方法及装置 | |
| CN101201409B (zh) | 一种地震数据变相位校正方法 | |
| CN110187382B (zh) | 一种回折波和反射波波动方程旅行时反演方法 | |
| CN107462924A (zh) | 一种不依赖于测井资料的绝对波阻抗反演方法 | |
| CN109669212A (zh) | 地震数据处理方法、地层品质因子估算方法与装置 | |
| CN102053263A (zh) | 调查表层结构的方法 | |
| CN110007340A (zh) | 基于角度域直接包络反演的盐丘速度密度估计方法 | |
| CN107728205B (zh) | 一种地层压力预测方法 | |
| CN110261902A (zh) | 一种基于多谱能量合成的地下浅层震源定位方法 | |
| CN105607119B (zh) | 近地表模型构建方法与静校正量求取方法 | |
| CN107817516A (zh) | 基于初至波信息的近地表建模方法及*** | |
| CN102053269A (zh) | 一种对地震资料中速度分析方法 | |
| CN112230274B (zh) | 面向随钻导向的声波方程频率域逆时偏移快速成像方法 | |
| Deng et al. | Hydrocarbon accumulation conditions and key exploration and development technologies for PL 19–3 oilfield |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181120 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |