基于構(gòu)造約束的地震信號疊前多道反演方法研究

發(fā)布時間：2020-06-12 17:47

【摘要】：地震反演技術(shù)是地震勘探的重要手段之一。地震反演技術(shù)是利用地表記錄地震數(shù)據(jù),通過既定的目標(biāo)函數(shù)求解得到地下空間構(gòu)造和地層彈性參數(shù)并進(jìn)行成像的過程。按照輸入類型的不同,地震反演方法可以分為疊后反演和疊前反演。相比于疊后反演,疊前反演中的地震數(shù)據(jù)包含更豐富的角度信息和地層彈性參數(shù)信息。疊前AVO反演技術(shù)是最常用的一種疊前反演方法,通過該反演方法能夠獲得更豐富的縱橫波和密度信息。然而,在實際應(yīng)用中,現(xiàn)有的疊前AVO反演方法仍存在很多問題,主要表現(xiàn)在:1)疊前AVO反演方法所利用的地震數(shù)據(jù)通常缺少低頻段信息,而低頻信息包含了地層的構(gòu)造特征,如果缺少低頻構(gòu)造信息會導(dǎo)致反演結(jié)果不理想;2)現(xiàn)有反演方法嚴(yán)重依賴于初始模型,而初始模型大多通過極少量的測井?dāng)?shù)據(jù)線性插值得到,這種簡單平滑外推過程沒有在初始模型中考慮地層構(gòu)造的影響,可能會帶來較大誤差甚至導(dǎo)致反演不收斂;3)常規(guī)疊前AVO反演都是基于單道模型的,忽略了橫向展布的地震道所反映的地層橫向構(gòu)造特征,使得反演結(jié)果缺乏橫向連續(xù)性且對噪聲非常敏感。針對以上問題,本文開展了以下研究工作:(1)提出了基于聯(lián)合字典的疊前寬頻反演方法。通過聯(lián)合字典方式從測井?dāng)?shù)據(jù)中同步訓(xùn)練低頻和高頻字典,獲得地下反演參數(shù)的垂向構(gòu)造特征信息,通過低頻字典和地震數(shù)據(jù)結(jié)合,獲得具有低頻構(gòu)造信息的地震反演結(jié)果,再將該結(jié)果作為初始模型結(jié)合高頻字典及地震數(shù)據(jù)進(jìn)行反演,獲得包含低頻和高頻以及地震數(shù)據(jù)中頻帶的反演結(jié)果。合成數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)測試均表明了方法的有效性。通過該方法測試,我們發(fā)現(xiàn)其對初始模型依賴程度要遠(yuǎn)小于常規(guī)方法,避免了因初始模型簡單線性插值所導(dǎo)致的誤差。(2)提出了橫向構(gòu)造約束聯(lián)合字典疊前AVO反演方法�？紤]地震道之間的橫向相關(guān)性,在前述聯(lián)合字典疊前AVO反演基礎(chǔ)上,引入橫向構(gòu)造約束,并利用塊坐標(biāo)下降算法進(jìn)行快速求解,實現(xiàn)了地層橫向構(gòu)造信息和垂向構(gòu)造信息共同約束的多道疊前反演方法。通過本文的研究,希望能有效改善疊前反演對初始模型依賴性和低頻構(gòu)造信息缺失問題,并且為機(jī)器學(xué)習(xí)方法在地球物理反演領(lǐng)域應(yīng)用提供有效實現(xiàn)方案,推動地震反演技術(shù)向智能化方向發(fā)展。
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