一种超微分拉普拉斯块约束的叠前多波联合反演方法与流程

技术特征：
1.一种超微分拉普拉斯块约束的叠前多波联合反演方法，其特征在于，包括如下步骤：101、基于地震数据提取统计子波；基于测井数据统计该工区纵波速度、横波速度以及密度的空间导数所满足的分布规律，以确定微分拉普拉斯分布中参数的选取；102、结合测井资料、地震层位和地震构造解释资料，建立符合沉积模式和地震相的初始纵横波速度和密度模型；103、基于一维波动方程解析解计算地层反射系数，通过褶积子波计算初始合成pp波与ps地震数据，并与真实地震数据进行比较计算残差，以求取正演算子对模型参数的导数；104、基于贝叶斯原理，加入超微分拉普拉斯分布块约束，构建最大后验概率意义下的反演目标函数，以获得反演结果；105、根据高斯牛顿法迭代，获取最终的弹性参数反演结果，以用于指导地层解释和储层预测。2.根据权利要求1所述的一种超微分拉普拉斯块约束的叠前多波联合反演方法，其特征在于：步骤102中，建立模型利用空间插值方法。3.根据权利要求1或2所述的一种超微分拉普拉斯块约束的叠前多波联合反演方法，其特征在于，步骤102中建立模型的方法包括：先利用散点插值的方法对各个层位的数据进行插值，完成地质层位建模；然后根据地质层位进行纵横波速度和密度横向插值，计算得到地下每个点的纵横波速度及密度值，完成初始弹性参数建模。4.根据权利要求1所述的一种超微分拉普拉斯块约束的叠前多波联合反演方法，其特征在于：步骤103中，假设地下介质为n个各向同性层组成的水平层状介质，在第1层介质的顶界面布置一个点震源及若干个检波器，总反射率可以通过一个6维向量递归求得，(1)每一个向量代表的是第n层以下所有介质的总体响应， (2)其中是第n层介质的传递矩阵，描述了第n层介质对地震波相位的影响，和分别描述了第n个界面对下行波和上行波振幅的影响；假设最后一层介质内只有透射波而没有反射波，因此所有波形的反射率为0，即, (3)从第n层至第1层递归使用式（2），可以得到第0层的向量
,
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(4)进而可以得到所有地层的pp及ps波总反射率，
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(5)计算得到一定频率、慢度范围的后，利用慢度积分和频率积分可以获得时间—空间域的地震道集，
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(6)其中，地震子波的傅里叶变换，是零阶贝赛尔函数，然后对p进行采样，之后对总反射率进行频率积分，
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(7)即得到截距时间—射线参数域地震记录。5.根据权利要求4所述的一种超微分拉普拉斯块约束的叠前多波联合反演方法，其特征在于：对于式（6）中，需对慢度p进行充分采样，以避免出现空间混叠效应。6.根据权利要求4所述的一种超微分拉普拉斯块约束的叠前多波联合反演方法，其特征在于：为避免对p进行过度采样导致计算效率明显下降，允许直接对总反射率进行频率积分。7.根据权利要求1所述的一种超微分拉普拉斯块约束的叠前多波联合反演方法，其特征在于，步骤104中获得反演目标函数的步骤包括：先应用贝叶斯方法加入更加能刻画边界信息的超微分拉普拉斯分布块约束，应用的数学表达式为，
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(8)其中，是后验概率分布；是从模型参数空间映射到观测数据空间的似然函数；是为先验分布；为边缘概率密度，省略边缘概率密度项后，将贝叶斯方程表述为以下形式，
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(9)
对于超微分拉普拉斯块约束，其先验分布为，
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(10)其中，可表示为，
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(11)在上式中，μ为不同模型参数的均值，通常设定为初始模型，为不同模型参数的缩放因子，d为一阶差分算子，可表示为，
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(12)可表示为，
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(13)而似然函数可表示为，
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(14)根据式（9），可以得到基于超微分拉普拉斯块约束的后验概率分布，
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(15)因而可以建立反演的目标函数为，
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(16)最终，基于超微分拉普拉斯块约束的叠前联合反演的目标函数可表示为
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(17)8.根据权利要求7所述的一种超微分拉普拉斯块约束的叠前多波联合反演方法，其特征在于：边缘概率密度是一个常数，它的定义规则是使后验概率分布的总和等于1。9.根据权利要求7所述的一种超微分拉普拉斯块约束的叠前多波联合反演方法，其特征在于：在反演中，除了加入刻画边界信息的超微分拉普拉斯分布外，还需要加入高斯分布，以避免反演结果剧烈抖动。10.根据权利要求7所述的一种超微分拉普拉斯块约束的叠前多波联合反演方法，其特征在于：在反演中，目标函数中除了有pp波的数据残差外，还应该包含ps波的数据残差项。

技术总结
本发明提供一种超微分拉普拉斯块约束的叠前多波联合反演方法，先基于地震数据提取统计子波，并基于测井数据统计该工区纵波速度、横波速度以及密度的空间导数所满足的分布规律，确定微分拉普拉斯分布中参数的选取，之后建立符合沉积模式和地震相的初始纵横波速度和密度模型，然后通过褶积子波计算初始合成PP波与PS地震数据，并与真实地震数据进行比较计算残差，进而求取正演算子对模型参数的导数，之后基于贝叶斯原理，加入超微分拉普拉斯分布块约束，构建最大后验概率意义下的反演目标函数，获得反演结果，最后根据高斯牛顿法迭代，获取最终的弹性参数反演结果，指导地层解释和储层预测，有效提高地震弹性参数反演的精度和有效性。效性。效性。


技术研发人员：徐长贵 王建花 袁全社 牛聪 王艳冬 凌云
受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/7/12