(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 113970789 A
(43)申请公布日 2022.01.25
(21)申请号 CN202010722466.8
(22)申请日 2020.07.24
(71)申请人 中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院
    地址 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
(72)发明人 杜泽源 胡光辉 何兵红 刘定进 蔡杰雄
(74)专利代理机构 11372 北京聿宏知识产权代理有限公司
    代理人 吴大建;胡晓男
(51)Int.CI
      G01V1/30(20060101)
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      全波形反演方法、装置、存储介质及电子设备
(57)摘要
      本申请涉及油气勘探开发的速度建模与地震成像技术领域，具体涉及一种全波形反演方法、装置、存储介质及电子设备，解决了全波形反演方法在处理复杂地层时分辨率低，精度不足的问题。该方法包括：获取实际地震数据和初始速度模型；根据初始速度模型获取模拟地震数据，根据实际地震数据和模拟地震数据，引入高阶全变差正则化项，构建高阶全变差正则化目标泛函；通过地震波正演模拟对高阶全变差正则化目标泛函进行处理得到反演求解目标泛函；对反演求解目标泛函进行求解得到全波形反演迭代求解公式；将实际地震数据和初始速度模型输入全波形反演迭代求解公式得到地震波全波形反演速度模型，根据地震波全波形反演速度模型得到地层速度全波形反演图像。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2022-02-15
实质审查的生效
实质审查的生效
2022-01-25
公开
公开

权 利 要 求 说 明 书


1.一种全波形反演方法,其特征在于,所述方法包括:

获取实际地震数据和初始速度模型;

根据所述初始速度模型获取模拟地震数据,根据所述实际地震数据和所述模拟地震数据,引入高阶全变差正则化项,构建高阶全变差正则化目标泛函;

通过地震波正演模拟对所述高阶全变差正则化目标泛函进行处理,得到反演求解目标泛函;

对所述反演求解目标泛函进行求解,得到全波形反演迭代求解公式;

将所述实际地震数据和所述初始速度模型输入所述全波形反演迭代求解公式得到地震波全波形反演速度模型,根据所述地震波全波形反演速度模型得到地层速度全波形反演图像。



2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述实际地震数据和所述模拟地震数据,所述引入高阶全变差正则化项,构建高阶全变差正则化目标泛函,包括:


根据实际地震数据和模拟地震数据构建全波形反演目标泛函;

在所述全波形反演目标泛函中引入高阶全变差正则化项,得到高阶全变差正则化目标泛函;

其中,所述全波形反演目标泛函包括:




m表示地层介质模型参数,G(m)表示基于地层介质模型参数m的地震波正演模拟波场,d表示观测地震数据。



3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述在所述全波形反演目标泛函中引入高阶全变差正则化项,得到高阶全变差正则化目标泛函,包括:

正则匹配公式

在所述全波形反演目标泛函中引入高阶全变差正则化项,得到高阶全变差正则化目标泛函,所述高阶全变差正则化目标泛函包括:




其中,λ表示正则化因子,T
(l)
表示高阶全变差正则化算子,l表示全变差正则化差分阶数,λ||T
(l)
m||
1
表示高阶全变差正则化项。




4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述高阶全变差正则化项λ||T
(l)
m||
1
包括稀疏正则化算子的范数惩罚项。



5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述通过地震波正演模拟对所述高阶全变差正则化目标泛函进行处理,得到反演求解目标泛函,包括:

获取叠前地震波场的实际数据和模拟数据;

通过地震波正演模拟对所述实际数据和所述模拟数据进行匹配,得到反演求解目标泛函;

所述反演求解目标泛函包括:




其中,v表示地层介质纵波速度,t表示地震波传播时间,x
s
表示炮点坐标,x
r
表示检波点坐标,u(t,x
s
,x
r
;v)表示地震波正演模拟波场,d
obs
(t,x
s
,x
r
)表示观测地震波场。



6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述对所述反演求解目标泛函进行求解,得到全波形反演迭代求解公式,包括:

将所述反演求解目标泛函变换为等价约束的形式:
其中η=T
(l)
v;

将变换为等价约束形式的目标泛函转换为无约束最优化形式:

将最优化形式的反演求解目标泛函中的等式右边前两项替换为预设变量,更新反演求解目标泛函:
其中J(v,η)为预设变量;

通过迭代算法对更新的反演求解目标泛函进行处理,得到全波形反演迭代求解公式。



7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述将所述实际地震数据和所述初始速度模型输入所述全波形反演迭代求解公式得到地震波全波形反演速度模型,包括:

将所述实际地震数据和所述初始速度模型输入所述全波形反演迭代求解公式;

对所述全波形反演迭代求解公式进行求解,得到每次迭代的全波形反演速度模型;

将每次迭代计算的目标泛函值与预设阈值进行比较,当目标泛函值小于预设阈值时,得到地震波全波形反演速度模型;

其中,所述迭代求解公式包括:




k表示迭代次数,b表示迭代求解引入变量。



8.一种全波形反演装置,其特征在于,所述装置包括:

获取模块,用于获取实际地震数据和初始速度模型;

构建模块,用于根据所述初始速度模型获取模拟地震数据,根据所述实际地震数据和所述模拟地震数据,引入高阶全变差正则化项,构建高阶全变差正则化目标泛函;

转换模块,用于通过地震波正演模拟对所述高阶全变差正则化目标泛函进行处理,得到反演求解目标泛函;

求解模块,用于对所述反演求解目标泛函进行求解,得到全波形反演迭代求解公式;

执行模块,用于将所述实际地震数据和所述初始速度模型输入所述全波形反演求解公式得到地震波全波形反演速度模型,根据所述地震波全波形反演速度模型得到地层速度全波形反演图像。



9.一种存储介质,其特征在于,该存储介质存储的计算机程序,可被一个或多个处理器执行,可用来实现如权利要求1~7任意一项所述的全波形反演方法。




10.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有计算机程序,所述存储器和所述处理器之间互相通信连接,该计算机程序被所述处理器执行时,执行如权利要求1~7任意一项所述的全波形反演方法。

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