CN116088044A - 一种深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法 - Google Patents

一种深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法 Download PDF

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CN116088044A CN202310067536.4A CN202310067536A CN116088044A CN 116088044 A CN116088044 A CN 116088044A CN 202310067536 A CN202310067536 A CN 202310067536A CN 116088044 A CN116088044 A CN 116088044A
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宋鹏
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Abstract

本发明公开了一种深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，包括利用层析反演方法获得初始速度模型并进行逆时偏移成像获得初始成像结果，使用倾角预测技术获得地震数据倾角场；利用所述倾角场和多频段地震数据建立构造约束速度建模目标泛函；利用解耦粘声波动方程进行Q补偿的波场延拓，并计算泛函的梯度，更新速度模型；利用多尺度多频带反演策略求解高精度速度反演优化问题，获得高精度深水浅层速度场。通过将衰减补偿应用于全波形反演，在全波形反演目标函数中引入构造导向约束，利用地震成像构造信息约束速度参数模型，可以有效提高反演的精度和效率。

Description

一种深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法
技术领域
本发明涉及深水浅层地震勘探的技术领域，更具体地，涉及一种深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法。
背景技术
伴随着地学研究与石油物探的水平与内涵不断增加，地震勘探的需求正逐步增多，地震勘探的精度也正在不断提高。为适应油气藏动态预测、岩性分析与构造分析等需求，因而进行更高质量的地震数据处理。地震成像技术能够以图像的方式直观清晰地显示地下物质结构的属性，其中，初始模型的迭代反演是地震成像技术的基础，而其中的速度建模又是地震成像处理过程中的关键步骤，其建成的速度模型的好坏，会直接影响地震数据处理的最终成果，即影响地震剖面的质量，也就是说，获得准确的速度模型有助于提高地震成像的精度。但是，由于全波形反演(FWI)的强非线性，全波形反演的求解过程需要消耗大量计算成本。此外，实际地层复杂介质对地震波具有吸收作用导致地震波在传播过程中振幅频率等发生变化，因此计算全波形反演梯度时会引起能量衰减和相位畸变，从而导致深部梯度能量衰弱，深部反演精度降低，通常需要额外的迭代次数以弥补该不足。
目前现有的速度模型建立方式主要包括以下几个步骤：一、确定地震数据速度模型的目标函数；二、基于层位约束计算得到所述目标函数的梯度，通过在计算目标函数梯度的过程中，引入层位约束，即增加了约束条件；三、根据计算得到的梯度对所述目标函数进行调整，以得到调整后的速度模型。但是，这种速度建模方式并没有充分考虑实际地层介质对于地震波的吸收作用，因此其反演结果会引起能量衰减和相位畸变，影响反演精度。
全波形反演是一种强非线性且依赖于初始模型的方法，利用其它先验约束条件可以有效减弱反演病态性，避免反演产生周波跳跃现象。但是，现有的速度建模方法没有充分应用衰减补偿的理念，只是简单地通过增加迭代次数来提高反演精度，浪费了大量算力。
发明内容
本发明目的在于克服现有的速度建模方法反演精度差的缺陷，提供一种深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，将衰减补偿应用于全波形反演以提高反演收敛速率，可以快速获得高精度浅层速度信息，为后续的地震成像和反演提供基础。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明提供了一种深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，包括以下步骤：
步骤S1、利用层析反演方法获得初始速度模型并进行逆时偏移成像获得初始成像结果，使用倾角预测技术获得地震数据倾角场；
步骤S2、利用所述倾角场和多频段地震数据建立构造约束速度建模目标泛函；
步骤S3、利用解耦粘声波动方程进行Q补偿的波场延拓，并计算泛函的梯度，更新速度模型；
步骤S4、利用多尺度多频带反演策略求解高精度速度反演优化问题，获得高精度深水浅层速度场。
进一步地，所述步骤S1中，首先利用初始速度模型进行偏移成像获得初始成像结果，然后利用初始成像结果通过旅行时和倾角场数学关系：
Figure BDA0004063678080000021
求取地震初始模型的倾角场信息，其中
Figure BDA0004063678080000022
表示零偏移距旅行时曲线，t表示旅行时，t0表示第一道旅行时，x表示偏移距，x0表示零偏移距，p表示倾角场。
进一步地，所述步骤S2中，在速度建模反演目优化目标函数中引入对反演模型的约束项，有效地提高反问题的稳定性和收敛速率，将倾角场信息和自适应全变分约束引入目标函数，建立构造约束衰减补偿速度建模目标泛函：
Figure BDA0004063678080000023
其中，JQ是目标函数，u(vc,Q)代表考虑衰减的模拟数据，f(vr,Q)代表含衰减的观测数据，vc代表当前的速度模型，vr代表最终的速度模型，
Figure BDA0004063678080000031
是构造约束正则化项，
Figure BDA0004063678080000032
和
Figure BDA0004063678080000033
分别为平行于速度模型构造方向和垂直于速度模型构造方向的梯度算子。
进一步地，构造约束正则化项
Figure BDA0004063678080000034
中的λ1、λ2分别为对应于
Figure BDA0004063678080000035
和
Figure BDA0004063678080000036
的构造约束正则化权重因子；梯度算子
Figure BDA0004063678080000037
和
Figure BDA0004063678080000038
的表达式可分别扩展为：
Figure BDA0004063678080000039
其中，ε1和ε2分别为对应于
Figure BDA00040636780800000310
和
Figure BDA00040636780800000311
的加权系数，
Figure BDA00040636780800000312
和
Figure BDA00040636780800000313
分别为沿着水平方向和垂直方向的梯度算子，v(x,z)代表速度模型；利用倾角预测技术，得到对应于速度模型每一点的局部倾角信息，将所述局部倾角信息与水平和垂直方向梯度算子结合，即可得到平行于构造方向和垂直于构造方向的梯度约束算子。新的构造约束算子与常规使用的水平和垂直方向梯度算子相比，所述梯度算子
Figure BDA00040636780800000323
和
Figure BDA00040636780800000324
可以更有效地保护反演模型的边界信息，相对于全波形反演此过程仅仅需要很少的计算量；检测到模型的边界信息后，用得到的边界信息对模型更新梯度做一定的修正，使得模型梯度对界面更加敏感。
此外，参数ε1和ε2设置为与倾角p有关的参数，即ε1(p)和ε2(p)，倾角p越大，ε1(p)越小，ε2(p)越大，反之倾角p越小，ε1(p)越大，ε2(p)越小。如此约束保证大倾角估计有误差的情况下可以自动调整反演约束进程，获得可靠稳定结果。
进一步地，所述构造约束正则化项
Figure BDA00040636780800000314
包括采用L2范数
Figure BDA00040636780800000315
的平行于构造方向
Figure BDA00040636780800000316
的约束，以及采用L1范数
Figure BDA00040636780800000317
的垂直于构造方向
Figure BDA00040636780800000318
的约束。平行于构造方向
Figure BDA00040636780800000319
的约束采用L2范数
Figure BDA00040636780800000320
目的是为了让反演的速度模型沿着构造方向更平滑，而垂直于构造方向
Figure BDA00040636780800000321
的约束采用L1范数
Figure BDA00040636780800000322
目的是为了让反演的速度模型垂直于构造走向更稀疏，这样保证了反演的速度模型具有块状的功能，更符合实际地下速度模型的假设。
进一步地，通过衰减补偿波场延拓算法获得波场，但是由于L1范数正则化不便于直接求导，这里引入分裂布雷格曼(Split-Bregman)迭代法将L1范数约束问题转化为等价的L2范数约束，以统一求解构造约束对速度模型的导数，转化后构造约束有如下L2范数形式：
Figure BDA0004063678080000041
Figure BDA0004063678080000042
其中，m1、m2、n1和n2为迭代变量。
进一步地，所述步骤S3中，地震波在地下传播时由于受到吸收衰减的作用，导致地震波振幅减弱，使用解耦粘声波动方程描述这一过程。所述解耦粘声波动方程时间方向的延拓公式为：
Figure BDA0004063678080000043
其中，u(x,t+NΔt)是空间位置x处t+NΔt时刻的波场，k是波数，i是虚数单位，
Figure BDA0004063678080000044
是傅里叶域(N-1)Δt时刻的波场，
Figure BDA0004063678080000045
是补偿波场的相移函数；采用低秩分解算法将波场延拓算子
Figure BDA0004063678080000046
进行分解，选取部分波场延拓算子中的部分元素来近似传播算子，通过快速傅里叶变换提高该方法的计算效率。
进一步地，通过伴随状态方法，目标函数对速度的梯度可等价于正传波场和反传波场的相关与正演算子对速度导数的乘积，速度场更新梯度表达式可以写成如下形式：
Figure BDA0004063678080000047
其中，上标T代表共轭转置算子，JQ是目标函数，Q是品质因子，用于补偿波场传播过程中的能量损失，uc(vc,Q)是含补偿的正传波场，A(Q)是正演算子，
Figure BDA0004063678080000048
是含补偿的正演算子，R是采样算子，dc是数据残差，m1，m2，n1和n2为迭代变量，λ1，λ2分别为对应于
Figure BDA0004063678080000051
和
Figure BDA0004063678080000052
的构造约束正则化权重因子。其中，地球是粘弹性的，会扭曲传播的地震波的振幅和相位，地震波的衰减可以用品质因子Q来量化，该品质因子Q描述了在传播中地震波的振幅损失和相位畸变情况随传播距离的变化关系，较低的Q值意味着每个周期波的能量损失较大或衰减较大。利用优化迭代方法求解目标泛函，结合了分裂布雷格曼迭代法和伴随状态方法的优势，将不易直接求导的L1范数最优化问题转化为等价的L2范数最优化问题以获得可靠有效的速度建模结果。其中，构造约束衰减补偿速度建模的梯度分为两个部分的加权和，第一部分为
Figure BDA0004063678080000053
即常规梯度，是正传波场和反传残差波场的自相关再乘以正演算子对速度的导数项；第二部分为
Figure BDA0004063678080000054
是自适应方向算子对模型参数的导数。额外的自适应方向算子提供了一个更准确的更新梯度，加速全波形反演的收敛速率，提高了反演结果的准确性。
进一步地，所述步骤S4中的多尺度多频带反演策略，包括以下步骤：
步骤S41、首先利用低频数据(频率范围在5-9Hz之间)恢复背景速度，反演过程中不断提高所使用的数据频带宽度(其频率范围通常最高可至5-20Hz)，将额外的高频数据信息应用于全波形反演以得到高分辨率的反演结果；
步骤S42、倾角场信息随着迭代次数增加进行更新，每迭代若干次后利用迭代后的速度获得成像结果求取倾角场，在后续迭代中利用新的倾角场进行约束。
进一步地，所述迭代次数根据所使用的初始模型的精度进行调整，使用的初始模型精度较高时可以适当降低每次迭代次数。根据反演模拟结果，迭代次数为5-10次较为稳定，局部构造信息可以有效地刻画速度模型中的细节信息，与常规FWI相比，构造约束可以提供更准确的更新信息，有效提高反演精度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是在传统全波形反演理论的基础上，利用分数阶解耦的粘声波方程，将衰减补偿应用于全波形反演以提高反演收敛速率，在全波形反演目标函数中引入构造导向约束，通过平面波分解获得地质构造倾角信息，利用地震成像构造信息约束速度参数模型，可以有效提高反演的精度和效率。
附图说明
图1为本发明的衰减补偿速度建模方法的流程图；
图2为深水实际地震炮集数据；
图3为初始速度模型；
图4为本发明的衰减补偿速度建模方法反演获得的最终速度模型。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
实施例一：
参阅图1，本实施例提供了一种深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，包括以下步骤：
步骤S1、利用层析反演方法获得初始速度模型并进行逆时偏移成像获得初始成像结果，使用倾角预测技术获得地震数据倾角场；
步骤S2、利用所述倾角场和多频段地震数据建立构造约束速度建模目标泛函；
步骤S3、利用解耦粘声波动方程进行Q补偿的波场延拓，并计算泛函的梯度，更新速度模型；
步骤S4、利用多尺度多频带反演策略求解高精度速度反演优化问题，获得高精度深水浅层速度场。
参阅图2至图4，图2为深水实际地震炮集数据中的3炮数据，图3为初始速度模型，通过所述步骤S1至S4进行反演，利用不同尺度多频段迭代方法获得如图4所述的最终速度模型。其中，将衰减补偿(Q补偿)应用于全波形反演以提高反演的收敛速率，可以在全波形反演目标函数中引入构造导向约束，通过平面波分解获得地质构造倾角信息，利用地震成像构造信息约束速度参数模型，可以有效提高反演的精度和效率。
实施例二：
在实施例一的基础上，所述步骤S2还包括以下步骤：
步骤S21、在速度建模反演目标函数中引入对反演模型的约束项，有效地提高反问题的稳定性和收敛速率，将倾角场信息和自适应全变分约束引入目标函数，建立构造约束衰减补偿速度建模目标泛函：
Figure BDA0004063678080000071
其中，JQ是目标函数，u(vc,Q)代表考虑衰减的模拟数据，f(vr,Q)代表含衰减的观测数据，vc代表当前的速度模型，vr代表最终的速度模型，
Figure BDA0004063678080000072
是构造约束正则化项，
Figure BDA0004063678080000073
和
Figure BDA0004063678080000074
分别为平行于速度模型构造方向和垂直于速度模型构造方向的梯度算子。
步骤S22、构造约束正则化项
Figure BDA0004063678080000075
中的λ1、λ2分别为对应于
Figure BDA0004063678080000076
和
Figure BDA0004063678080000077
的构造约束正则化权重因子；梯度算子
Figure BDA0004063678080000078
和
Figure BDA0004063678080000079
的表达式可分别扩展为：
Figure BDA00040636780800000710
Figure BDA00040636780800000711
其中，ε1和ε2分别为对应于
Figure BDA00040636780800000712
和
Figure BDA00040636780800000713
的加权系数，
Figure BDA00040636780800000714
和
Figure BDA00040636780800000715
分别为沿着水平方向和垂直方向的梯度算子，v(x,z)代表速度模型；利用倾角预测技术，得到对应于速度模型每一点的局部倾角信息，将所述局部倾角信息与水平和垂直方向梯度算子结合，即可得到平行于构造方向和垂直于构造方向的梯度约束算子。新的构造约束算子与常规使用的水平和垂直方向梯度算子相比，所述梯度算子
Figure BDA00040636780800000812
和
Figure BDA00040636780800000813
可以更有效地保护反演模型的边界信息，相对于全波形反演此过程仅仅需要很少的计算量；检测到模型的边界信息后，用得到的边界信息对数据残差的梯度做一定的修正，使得模型梯度对界面更加敏感。
步骤S23、参数ε1和ε2设置为与倾角p有关的参数，即ε1(p)和ε2(p)，倾角p越大，ε1(p)越小，ε2(p)越大，反之倾角p越小，ε1(p)越大，ε2(p)越小。如此约束保证大倾角估计有误差的情况下可以自动调整反演约束进程，获得可靠稳定结果。
步骤S24、所述构造约束正则化项
Figure BDA0004063678080000081
包括采用L2范数
Figure BDA0004063678080000082
的平行于构造方向
Figure BDA0004063678080000083
的约束，以及采用L1范数
Figure BDA0004063678080000084
的垂直于构造方向
Figure BDA0004063678080000085
的约束。平行于构造方向
Figure BDA0004063678080000086
的约束采用L2范数
Figure BDA0004063678080000087
目的是为了让反演的速度模型沿着构造方向更平滑，而垂直于构造方向
Figure BDA0004063678080000088
的约束采用L1范数
Figure BDA0004063678080000089
目的是为了让反演的速度模型垂直于构造走向更稀疏，这样保证了反演的速度模型具有块状的功能，更符合实际地下速度模型的假设。
步骤S25、通过衰减补偿波场延拓算法获得波场，但是由于L1范数正则化不便于直接求导，这里引入分裂布雷格曼(Split-Bregman)迭代法将L1范数约束问题转化为等价的L2范数约束，以统一求解构造约束对速度模型的导数，转化后构造约束有如下L2范数形式：
Figure BDA00040636780800000810
Figure BDA00040636780800000811
其中，m1、m2、n1和n2为迭代变量。
实施例三：
在实施例二的基础上，所述步骤S3中，地震波在地下传播时由于受到吸收衰减的作用，导致地震波振幅减弱，使用解耦粘声波动方程描述这一过程。所述解耦粘声波动方程时间方向的延拓公式为：
Figure BDA0004063678080000091
其中，u(x，t+NΔt)是空间位置x处t+NΔt时刻的波场，k是波数，
Figure BDA0004063678080000092
是傅里叶域(N-1)Δt时刻的波场，
Figure BDA0004063678080000093
是补偿波场的相移函数；采用低秩分解算法将波场延拓算子
Figure BDA0004063678080000094
进行分解，选取部分波场延拓算子中的部分元素来近似传播算子，通过快速傅里叶变换提高该方法的计算效率。
进一步地，通过伴随状态方法，目标函数对速度的梯度可等价于正传波场和反传波场的相关与正演算子对速度导数的乘积，速度场更新梯度表达式可以写成如下形式：
Figure BDA0004063678080000095
其中，上标T代表共轭转置算子，JQ是目标函数，Q是品质因子，用于补偿波场传播过程中的能量损失，uc(vc,Q)是含补偿的正传波场，A(Q)是正演算子，
Figure BDA0004063678080000096
是含补偿的正演算子，R是采样算子，dc是数据残差，m1，m2，n1和n2为迭代变量，λ1，λ2分别为对应于
Figure BDA0004063678080000097
和
Figure BDA0004063678080000098
的构造约束正则化权重因子。其中，地球是粘弹性的，会扭曲传播的地震波的振幅和相位，地震波的衰减可以用品质因子Q来量化，该品质因子Q描述了在传播中地震波的振幅损失和相位畸变情况随传播距离的变化关系，较低的Q值意味着每个周期波的能量损失较大或衰减较大。利用优化迭代方法求解目标泛函，结合了分裂布雷格曼迭代法和伴随状态方法的优势，将不易直接求导的L1范数最优化问题转化为等价的L2范数最优化问题以获得可靠有效的速度建模结果。
其中，构造约束衰减补偿速度建模的梯度分为两个部分的加权和，第一部分为
Figure BDA0004063678080000101
即常规梯度，是正传波场和反传残差波场的自相关再乘以正演算子对速度的导数项；第二部分为
Figure BDA0004063678080000102
是自适应方向算子对模型参数的导数。额外的自适应方向算子提供了一个更准确的更新梯度，加速全波形反演的收敛速率，提高了反演结果的准确性。
在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、利用层析反演方法获得初始速度模型并进行逆时偏移成像获得初始成像结果，使用倾角预测技术获得地震数据倾角场；
步骤S2、利用所述倾角场和多频段地震数据建立构造约束速度建模目标泛函；
步骤S3、利用解耦粘声波动方程进行Q补偿的波场延拓，并计算泛函的梯度，更新速度模型；
步骤S4、利用多尺度多频带反演策略求解高精度速度反演优化问题，获得高精度深水浅层速度场。
2.根据权利要求1所述的深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，其特征在于，所述步骤S1中，首先利用初始速度模型进行偏移成像获得初始成像结果，然后利用初始成像结果通过旅行时和倾角场数学关系：
Figure FDA0004063678070000011
求取地震初始模型的倾角场信息，其中
Figure FDA0004063678070000012
表示零偏移距旅行时曲线，t表示旅行时，t0表示第一道旅行时，x表示偏移距，x0表示零偏移距，p表示倾角场。
3.根据权利要求1所述的深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，其特征在于，所述步骤S2中，在速度建模反演优化目标函数中引入对反演模型的约束项，有效地提高反问题的稳定性和收敛速率，将倾角场信息和自适应全变分约束引入目标函数，建立构造约束衰减补偿速度建模目标泛函：
Figure FDA0004063678070000013
其中，JQ是目标函数，u(vc,Q)代表考虑衰减的模拟数据，f(vr,Q)代表含衰减的观测数据，
Figure FDA0004063678070000014
是构造约束正则化项；其中，vc代表当前的速度模型，vr代表最终的速度模型，
Figure FDA0004063678070000021
和
Figure FDA0004063678070000022
分别为平行于速度模型构造方向和垂直于速度模型构造方向的梯度算子，λ1、λ2分别为对应于
Figure FDA0004063678070000023
和
Figure FDA0004063678070000024
的构造约束正则化权重因子。
4.根据权利要求3所述的深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，其特征在于，
Figure FDA0004063678070000025
是构造约束正则化项，其中，λ1、λ2分别为对应于
Figure FDA0004063678070000026
和
Figure FDA0004063678070000027
的构造约束正则化权重因子；梯度算子
Figure FDA0004063678070000028
和
Figure FDA0004063678070000029
的表达式可分别扩展为：
Figure FDA00040636780700000210
其中，ε1和ε2分别为对应于
Figure FDA00040636780700000211
和
Figure FDA00040636780700000212
的加权系数，
Figure FDA00040636780700000213
和
Figure FDA00040636780700000214
分别为沿着水平方向和垂直方向的梯度算子，v(x,z)代表速度模型；利用倾角预测技术，得到对应于速度模型每一点的局部倾角信息，将所述局部倾角信息与水平和垂直方向梯度算子结合，即可得到平行于构造方向和垂直于构造方向的梯度约束算子；
此外，参数ε1和ε2设置为与倾角p有关的参数，即ε1(p)和ε2(p)，倾角p越大，ε1(p)越小，ε2(p)越大，反之倾角p越小，ε1(p)越大，ε2(p)越小。
5.根据权利要求4所述的深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，其特征在于，所述构造约束正则化项包括采用L2范数
Figure FDA00040636780700000215
的平行于构造方向
Figure FDA00040636780700000216
的约束，以及采用L1范数
Figure FDA00040636780700000217
的垂直于构造方向
Figure FDA00040636780700000218
的约束。
6.根据权利要求5所述的深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，其特征在于，引入分裂布雷格曼迭代法将不便于直接求导的L1范数约束问题转化为等价的L2范数约束，以统一求解构造约束对速度模型的导数，转化后构造约束为如下L2范数形式：
Figure FDA00040636780700000219
Figure FDA00040636780700000220
其中，m1、m2、n1和n2为迭代变量。
7.根据权利要求1所述的深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述解耦粘声波动方程时间方向的延拓公式为：
Figure FDA0004063678070000031
其中，u(x,t+NΔt)是空间位置x处t+NΔt时刻的波场，k是波数，i是虚数单位，
Figure FDA0004063678070000032
是傅里叶域(N-1)Δt时刻的波场，
Figure FDA0004063678070000033
是补偿波场的相移函数；采用低秩分解算法将波场延拓算子
Figure FDA0004063678070000034
进行分解，选取部分波场延拓算子中的部分元素来近似传播算子，通过快速傅里叶变换提高该方法的计算效率。
8.根据权利要求7所述的深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，其特征在于，通过伴随状态方法，目标函数对速度的梯度可等价于正传波场和反传波场的相关与正演算子对速度导数的乘积，则速度场更新梯度表达式可以写成如下形式：
Figure FDA0004063678070000035
其中，上标T代表共轭转置算子，JQ是目标函数，Q是品质因子，用于补偿波场传播过程中的能量损失，uc(vc,Q)是含补偿的正传波场，A(Q)是正演算子，
Figure FDA0004063678070000036
是含补偿的正演算子，R是采样算子，dc是数据残差，m1、m2、n1和n2为迭代变量，λ1，λ2分别为对应于
Figure FDA0004063678070000037
和
Figure FDA0004063678070000038
的构造约束正则化权重因子。
9.根据权利要求1所述的深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，其特征在于，所述步骤S4中的多尺度多频带反演策略，包括以下步骤：
步骤S41、利用频率为5-9Hz范围内的低频数据恢复背景速度，再将频率为5-20Hz的高频数据添加应用于全波形反演以得到高分辨率速度反演结果；
步骤S42、倾角场信息随着迭代次数增加进行更新，每迭代若干次后利用迭代后的速度获得成像结果求取倾角场，在后续迭代中利用新的倾角场进行约束。
10.根据权利要求9所述的深水浅层地震资料构造约束衰减补偿速度建模方法，其特征在于，所述迭代次数为5-10次。
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