CN116027412A - 一种基于包络误差函数的反射波波形反演方法及电子设备 - Google Patents

一种基于包络误差函数的反射波波形反演方法及电子设备 Download PDF

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CN116027412A
CN116027412A CN202111248101.7A CN202111248101A CN116027412A CN 116027412 A CN116027412 A CN 116027412A CN 202111248101 A CN202111248101 A CN 202111248101A CN 116027412 A CN116027412 A CN 116027412A
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孙思宇
胡光辉
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Geophysical Research Institute
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Geophysical Research Institute
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Abstract

本发明提供了一种基于包络误差函数的反射波波形反演方法、计算机可读存储介质和电子设备。该方法包括:通过偏移与反偏移得到背景波场;基于包络误差函数的反射波全波形反演技术更新背景速度场;将通过反演获得的背景速度场作为初始速度场,基于L2误差函数的反射波全波形反演技术更新初始速度场,以此获得扰动速度模型。本发明应用于模型反演时,能够获得更精确的速度模型,偏移剖面质量得到显著提升。

Description

一种基于包络误差函数的反射波波形反演方法及电子设备
技术领域
本发明涉及油气地震勘探技术领域,尤其涉及一种基于包络误差函数的反射波波形反演方法、计算机可读存储介质和电子设备。
背景技术
地震反演的理论框架从20世纪80年代就已建立。Tarantola(1984)开拓性的提出了时间空间域声波全波形反演的理论框架,全波形从叠前炮集的角度出发,通过求解约束最优化问题重构地下介质参数,是一种高精度、高分辨率的速度建模方法。
随着油气勘探程度的不断深入,目标层位逐步由中浅层过渡为深层甚至是超深层,如何有效对深层区域进行高精度速度建模是地球物理领域研究的热点。全波形反演技术通过数据驱动,相对于射线理论的走时层析有更高的分辨率与建模精度。常规全波形反演主要利用潜水波,但在实际地震勘探时,受限于野外观测系统的限制,仅仅利用潜波信息无法对深层进行有效重构。此时则需要充分利用观测记录中的反射波信息。
为了解决这一问题,Xu等(2012)提出了反射波波形反演的概念。其方法实施过程中,应用真振幅偏移给出模型的高频参数扰动,但不能保证其反偏移中模拟数据的振幅能够准确地匹配上观测数据。Xu提出的方法是在数据域基于最小二乘误差函数,在初始模型精度较低时或是低频信息缺失时,反演结果容易陷入局部极值不能收敛。
Figure BDA0003321781320000011
等(2011)提出利用包络和瞬时相位来构建目标泛函进行反演。包络求取时所采用的希尔伯特变换可以将振幅和相位分离,降低反演的非线性。如何在初始模型精度较低时利用包络误差函数,进行反射波波形反演,重构中深层速度模型,提高偏移成像质量,这类方法未见相应的文献研究。
发明内容
针对上述问题,本发明的实施例提供了一种基于包络误差函数的反射波波形反演方法、计算机可读存储介质和电子设备。
第一方面,本发明实施例提供了一种基于包络误差函数的反射波波形反演方法,包括:
S100,对炮检波场观测记录进行关于背景速度场的逆时偏移和去噪处理,以获得相应的偏移剖面;
S200,对所述偏移剖面中的数据进行反偏移处理,以获得背景速度场中的反射波场;
S300,基于反射波场,通过进行基于包络误差函数的反射波全波形反演,获得背景速度场中的背景速度的梯度;
S400,根据所述背景速度的梯度更新背景速度场,并根据更新后的背景速度场获得新的背景速度模型;
S500,判断新的背景速度模型是否满足收敛条件:
如果新的背景速度模型不满足收敛条件,则基于更新后的背景速度场,重新执行步骤S100至S400,直至新的背景速度模型满足收敛条件;
如果新的背景速度模型满足收敛条件,则执行步骤S600;
S600,将更新后的背景速度场作为初始速度场,并对初始速度场进行逆时偏移和去噪处理,以获得相应的偏移剖面;
S700,获取正传背景波场和反传残差波场,通过正传背景波场和反传残差波场互相关,进行基于L2误差函数的反射波全波形反演,以获得扰动速度场中的扰动速度的梯度;
S800,根据所述扰动速度的梯度更新初始速度场,并根据更新后的初始速度场获得新的扰动速度模型;
S900,判断新的扰动速度模型是否满足收敛条件:
如果新的扰动速度模型不满足收敛条件,则基于更新后的初始速度场,重新执行步骤S600至S800,直至新的扰动速度模型满足收敛条件。
根据本发明的实施例,上述步骤S100包括以下步骤:
将炮点激发正向延拓,得到震源波场,求取震源波场时间导数;
将观测记录从最大时刻点反向延拓,得到检波点波场;
基于所述震源波场时间导数和检波点波场,利用互相关成像条件进行成像;
对成像图像进行平滑去噪处理,以获得偏移剖面。
根据本发明的实施例,上述对成像图像进行平滑去噪处理,以获得偏移剖面,包括:
利用高斯滤波对成像图像进行平滑处理,再利用Laplcae滤波后得到偏移剖面。
根据本发明的实施例,上述步骤200包括以下步骤:
将偏移剖面与震源波场时间导数的零延迟互相关作为共轭震源正向延拓,得到反射波场。
根据本发明的实施例,上述震源波场时间导数为震源波场一阶时间导数。
根据本发明的实施例,上述步骤300包括以下步骤:
求取包络误差函数关于速度的导数:
Figure BDA0003321781320000031
式中,H为希尔伯特变换;
其中,所述包络误差函数为:
Figure BDA0003321781320000032
Figure BDA0003321781320000033
Figure BDA0003321781320000034
式中,emod是模拟记录的包络,eobs是观测记录的包络,m为所要更新的速度场的速度,d为观测记录中的反射波场,uref(z,x,t)为通过反偏移处理得到的反射波场。
根据本发明的实施例,在所述步骤S400中,根据所述背景速度的梯度更新背景速度场,包括:
基于所述速度的梯度,根据强wolf准则求取更新步长,以此更新背景速度场。
根据本发明的实施例,上述步骤S700包括以下步骤:
求取L2范数误差函数关于速度的导数:
Figure BDA0003321781320000035
其中,L2范数误差函数为:
Figure BDA0003321781320000036
式中,L*为反向延拓过程,R为检波点处的观测记录与模拟记录残差,dref(z,x,t)为野外观测记录中的反射波波场,uref(z,x,t)为通过反偏移处理得到的反射波场。
第二方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被被处理器执行时,实现如前第一方面所述的一种基于包络误差函数的反射波波形反演方法。
第三方面,本发明实施例提供了一种电子设备,其包括:
处理器;
用于存储所述处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述指令,以实现如前第一方面所述的一种基于包络误差函数的反射波波形反演方法。
与现有技术相比,本发明的上述技术方案具有如下有益效果:
本发明通过偏移与反偏移算子从光滑的背景速度场中提取反射波信息,在野外路上地震勘探数据低频信息缺失时基于包络函数构建反射波路径,估计观测记录与模拟记录间的反射波走时误差,求取梯度更新低波数背景速度场,为后续反演提供更高精度的初始模型,再基于L2误差函数的反射波全波形反演更新深层的速度信息,通过多次迭代更新得到最终的高精度速度模型,由此形成一套稳健、适应性强、精度高的速度建模方案,为偏移成像与地震资料的解释提供高精度的速度模型。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1显示了本发明实施例的基于包络误差函数的反射波波形反演方法的步骤流程图;
图2显示了利用本发明实施例一的方法建立的模型及其反演结果(其中a、b、c分别为真实速度场、初始速度场、反演结果);
图3显示了利用本发明实施例一的方法获得的偏移剖面(其中a、b、c分别为基于真实速度场、初始速度场、反演结果的逆时偏移结果);
图4显示了本发明实施例的电子设备的组成结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
在实际资料的地震勘探中,常常会因为偏移距、低频缺失以及初始模型的精度影响中深层的速度建模质量,常规的基于潜波的FWI深层建模精度受限。为了给偏移、地震资料的解释等提供一个较为准确的速度模型,本发明利用反射波,采用基于包络误差函数的反射波全波形反演技术获取高精度的速度模型。
下面详细说明该方法的工作原理及其实现过程。
如图1所示,本实施例提出的基于包络误差函数的反射波波形反演方法可以划分为两大步骤:
第一步,基于反偏移算子进行反射波信息提取;
第二步,基于包络误差函数进行反射波全波形反演;
第三步,基于L2误差函数进行反射波全波形反演。
其中,第一步、基于反偏移算子进行反射波信息提取,具体实现过程如下:
首先,基于初始速度场逆时偏移,通过局部Laplace滤波后得到偏移剖面。
在本实施例中,逆时偏移是正传震源波场的一阶时间导数与检波点反传波场的零延迟互相关。对于地下某一点来说,如果互相关值很大,则该点为地下介质的反射点;如果值很小,则该点并不是反射点,通过同相叠加在压制噪音的同时突出有效层位。其表达式如下:
Figure BDA0003321781320000051
其中,I(z,x)为成像值,u(t,z,x)为震源正传波场,r(t,z,x)为检波点反传波场。
在本实施例中,具体实现过程如下所示:
1)将炮点激发正向延拓,得到震源波场,并求取震源波场波场一阶时间导数;
2)将观测记录从最大时刻点反向延拓,得到检波点波场;
3)基于震源波场波场一阶时间导数和检波点波场,利用互相关成像条件进行成像。
4)利用高斯滤波对图像进行平滑,再利用Laplcae滤波后得到最终的偏移剖面。
然后,将得到的偏移剖面作为数据输入,反偏移后得到背景速度场中的反射波信息。
在实际地震数据的处理中,初始模型通常由射线类走时层析得到,包含较为丰富的低频信息,而能够产生有效反射波的层位信息较少。利用波场方程正演模拟基于这类模型无法得到有效的反射波信息,也就无法进行反射波全波形反演重构深层的介质参数。因此,本实施例采用波动方程类的反偏移方法,通过入射波场的一阶时间导数与成像值的零延迟互相关作为共轭震源,产生所需要的反射波,由此不像一般的正演模拟需要高波数信息。基于一阶Born近似下的声波方程,反偏移的表达式如下所示:
Figure BDA0003321781320000061
Figure BDA0003321781320000062
u=u0+uref
式中,u0(z,x,t)是背景波场,uref(z,x,t)是反射波场,s是平滑的慢度场。
具体实现过程如下所示:
1)将炮点激发正向延拓,得到平滑参数模型下的背景波场;
2)将偏移剖面与正传背景波场的时间导数的零延迟互相关作为共轭震源正向延拓,得到平滑参数模型下的扰动波场,也即反射波场。
其中,第二步、基于包络误差函数进行反射波全波形反演,具体过程如下:
首先,基于包络误差函数求取梯度。
反射波全波形反演基于数据驱动,非线性程度较高,在低频信息与初始模型精度较低的情况下易陷入局部极值不能收敛。野外观测地震数据由于观测仪器自身的原因,通常存在低频信息缺失的问题。为了在低频缺失的情况下提高速度建模的精度,因此本发明采用包络误差函数利用反射波信息重构背景速度场。其中,包络误差泛函数如下所示:
Figure BDA0003321781320000063
Figure BDA0003321781320000064
Figure BDA0003321781320000065
其中,emod是模拟记录的包络,eobs是野外观测记录的包络,m为所要更新的速度场,d为野外观测记录中的反射波波场,uref(z,x,t)为通过反偏移处理得到的反射波场。
按照下式,求取包络误差函数关于速度m的梯度:
Figure BDA0003321781320000071
式中,H为希尔伯特变换;
最后,基于速度的梯度,通过强wolf准则求取更新步长,按照更新步长更新背景速度场,并根据更新后的背景速度场获取新的背景速度模型,然后判断新的背景速度模型是否满足收敛条件,如果不满足收敛条件,则基于更新后的背景速度场,重新返回执行上述步骤(第一步骤和第二步骤),直至新的背景速度模型满足收敛条件。
其中,第三步、基于L2范数误差函数进行反射波全波形反演,具体过程如下:
反射波全波形反演L2范数误差泛函如下所示:
Figure BDA0003321781320000072
其对应的梯度为:
Figure BDA0003321781320000073
式中,L*为反向延拓过程,R为检波点处的观测记录与模拟记录残差;dref(z,x,t)为野外观测记录中的反射波波场。uref(z,x,t)为反偏移得到的反射波场。
u0(z,x,t)由
Figure BDA0003321781320000074
得到,其实现过程为加载震源后进行波场方程正演模拟。
反射波场uref(z,x,t)由
Figure BDA0003321781320000075
得到,与背景波场求取过程相近,仅仅需要将震源进行替换为
Figure BDA0003321781320000076
残差反传过程为
Figure BDA0003321781320000077
将其中的f(t)替换为uref(t,z,x)-dref(t,z,x),其实现过程为加载残差震源后正演模拟波场的逆时传播。
下面结合一个实例来说明本发明的技术方案的实施过程及其技术效果。
如图2和图3所示,截取Sigsbee2A模型对本发明基于包络误差函数的反射波全波形反演技术进行测试,初始参数模型为精度较低的线性模型。纵向采样点个数为140,横向采样点个数为460,纵向采样间隔与横向采样间隔均为10m,采用主频15hz的雷克子波进行有限差分法正演模拟,时间采样间隔为1.0ms,采样时间为2.5s,正演共激发150炮,炮间隔为30m,每炮460道接收。图2a-c分别是真实速度场、初始速度场、反演结果。图3a-c是分别基于真实速度场、初始速度场、反演结果的逆时偏移结果,可以看到偏移剖面的精度得到提升,证明了方法的准确性。
本发明在初始速度模型精度较低时,基于包络误差函数的反射波全波形反演技术,求取函数梯度,迭代更新低波数的背景介质参数,同时基于新的速度求取偏移剖面。在速度模型精度满足迭代收敛条件以后,再利用基于L2误差函数的反射波全波形反演技术,迭代更新高波数扰动介质参数,最终可有效提高全波形反演的建模精度,为后续偏移成像和地震资料解释提供高精度速度场。上述实例说明,将该方法应用于模型反演时,能够取得不错的效果,速度模型的质量得到显著提升。
实施例二
本实施例提供一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时,实现如上述实施例所述的一种基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法的各个步骤。
应当说明的是,本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程,可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。当然,还有其他方式的可读存储介质,例如量子存储器、石墨烯存储器等等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
实施例三
图4是本发明的一个实施例电子设备的结构示意图。如图4所示,在硬件层面,该电子设备包括处理器,可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中,存储器可能包含内存,例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory,RAM),也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少1个磁盘存储器等。当然,该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接,该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture,工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponentInterconnect,外设部件互连标准)总线或EISA(Extended IndustryStandardArchitecture,扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用线段表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器,用于存放程序。具体地,程序可以包括程序代码,所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器,并向处理器提供指令和数据。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行。处理器执行存储器所存放的程序,以执行前述一种基于反射波波形反演梯度预处理的背景速度场重构方法中的全部步骤。
上述设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture,EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
总线包括硬件、软件或两者,用于将上述部件彼此耦接在一起。举例来说,总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下,总线可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线,但本发明考虑任何合适的总线或互连。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM),例如至少一个磁盘存储器。可选的,存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
存储器可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制,存储器可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive,HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下,存储器可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在特定实施例中,存储器是非易失性固态存储器。在特定实施例中,存储器包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下,该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
应当说明的是,本领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
上述实施例阐明的装置、设备、系统、模块或单元,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的,计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、车载人机交互设备、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
虽然本发明提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤,但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式,不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或终端产品执行时,可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境,甚至为分布式数据处理环境)。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置、电子设备及可读存储介质实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于包络误差函数的反射波波形反演方法,其特征在于,包括以下步骤:
S100,对炮检波场观测记录进行关于背景速度场的逆时偏移和去噪处理,以获得相应的偏移剖面;
S200,对所述偏移剖面中的数据进行反偏移处理,以获得背景速度场中的反射波场;
S300,基于反射波场,通过进行基于包络误差函数的反射波全波形反演,获得背景速度场中的背景速度的梯度;
S400,根据所述背景速度的梯度更新背景速度场,并根据更新后的背景速度场获得新的背景速度模型;
S500,判断新的背景速度模型是否满足收敛条件:如果新的背景速度模型不满足收敛条件,则基于更新后的背景速度场,重新执行步骤S100至S400,直至新的背景速度模型满足收敛条件;
如果新的背景速度模型满足收敛条件,则执行步骤S600;
S600,将更新后的背景速度场作为初始速度场,并对初始速度场进行逆时偏移和去噪处理,以获得相应的偏移剖面;
S700,获取正传背景波场和反传残差波场,通过正传背景波场和反传残差波场互相关,进行基于L2误差函数的反射波全波形反演,以获得扰动速度场中的扰动速度的梯度;
S800,根据所述扰动速度的梯度更新初始速度场,并根据更新后的初始速度场获得新的扰动速度模型;
S900,判断新的扰动速度模型是否满足收敛条件:
如果新的扰动速度模型不满足收敛条件,则基于更新后的初始速度场,重新执行步骤S600至S800,直至新的扰动速度模型满足收敛条件。
2.如权利要求1所述的基于包络误差函数的反射波波形反演方法,其特征在于,所述步骤S100包括以下步骤:
将炮点激发正向延拓,得到震源波场,求取震源波场时间导数;
将观测记录从最大时刻点反向延拓,得到检波点波场;
基于所述震源波场时间导数和检波点波场,利用互相关成像条件进行成像;
对成像图像进行平滑去噪处理,以获得偏移剖面。
3.如权利要求2所述的基于包络误差函数的反射波波形反演方法,其特征在于,对成像图像进行平滑去噪处理,以获得偏移剖面,包括:
利用高斯滤波对成像图像进行平滑处理,再利用Laplcae滤波后得到偏移剖面。
4.如权利要求1所述的基于包络误差函数的反射波波形反演方法,其特征在于,所述步骤200包括以下步骤:
将偏移剖面与震源波场时间导数的零延迟互相关作为共轭震源正向延拓,得到反射波场。
5.如权利要求2至4中任一项所述的基于包络误差函数的反射波波形反演方法,其特征在于,所述震源波场时间导数为震源波场一阶时间导数。
6.如权利要求1所述的基于包络误差函数的反射波波形反演方法,其特征在于,所述步骤300包括以下步骤:
求取包络误差函数关于速度的导数:
Figure FDA0003321781310000021
式中,H为希尔伯特变换;
其中,所述包络误差函数为:
Figure FDA0003321781310000022
Figure FDA0003321781310000023
Figure FDA0003321781310000024
式中,emod是模拟记录的包络,eobs是观测记录的包络,m为所要更新的速度场的速度,d为观测记录中的反射波场,uref(z,x,t)为通过反偏移处理得到的反射波场。
7.如权利要求1所述的基于包络误差函数的反射波波形反演方法,其特征在于,在所述步骤S400中,根据所述背景速度的梯度更新背景速度场,包括:
基于所述速度的梯度,根据强wolf准则求取更新步长,以此更新背景速度场。
8.如权利要求1所述的基于包络误差函数的反射波波形反演方法,其特征在于,所述步骤S700包括以下步骤:
求取L2范数误差函数关于速度的导数:
Figure FDA0003321781310000031
其中,L2范数误差函数为:
Figure FDA0003321781310000032
式中,L*为反向延拓过程,R为检波点处的观测记录与模拟记录残差,dref(z,x,t)为野外观测记录中的反射波波场,uref(z,x,t)为通过反偏移处理得到的反射波场。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时,实现如权力要求1至8中任一项所述的一种基于包络误差函数的反射波波形反演方法。
10.一种电子设备,其包括:
处理器;
用于存储所述处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述指令,以实现如权力要求1至8中任一项所述的一种基于包络误差函数的反射波波形反演方法。
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