基于角度域差异的速度层析建模方法、设备和存储介质与流程

本发明涉及地震勘探信号建模方法领域，具体是一种基于角度域差异的速度层析建模方法、设备和存储介质。

背景技术：

1、地震勘探中速度估计理论方法的发展与偏移成像技术的进步是紧密相关的，随着勘探目标复杂性增加，横向变速问题推动成像从时间域走向深度域。同时人们意识到一个正确的速度场在很大意义上比精确的偏移方法更重要，而反射波层析则是深度域速度建模的重要手段之一。目前随着勘探目标更加复杂，速度场分辨率要求更高以及考虑各向异性问题等等，使得层析建模的难度也逐渐增大。现阶段工业界主流的层析建模是基于共成像点道集(cig)构建的，其原理就是在共成像道集上拾取剩余深度，并将其转化为剩余时差(rmo)，然后反投影到射线路径上，以进行速度参数模型的更新。

2、实现走时层析反演需要求解大型稀疏线方程，方程中需要将深度残差与速度(或是各向异性)参数模型相关联，并通过反投影算子来计算速度参数模型更新量。求解此方程首先要计算出反射层位每个偏移距或入射角对应的成像深度与真实深度的残差，之后用反演方法根据深度残差计算出速度的扰动量。除了共成像点道集同相轴剩余曲率拾取，构建反投影算子和模型的参数化是成功反演的关键。

3、由于反射层位真实位置实际上是未知的，因此反射层位的真实深度只能是理论估计值而不是真实值，故最终得到的深度残差的准确度较差。为了解决这个问题，有人提出将速度场与反射界面深度同时反演。但是速度-深度不确定性会导致反演算法不稳定或收敛缓慢。后来，人们提出浮动基准面或固定震相(走时)的方法来克服这个问题。浮动基准面方法是通过最小化反射层位零偏移距和非零偏移距的深度残差，而固定震相(走时)方法用零偏移距走时作为参考。如果没有零偏移距数据，近偏移距数据常被用作参考同相轴。这两种方法都只通过一个主偏移距道作为参考道与其他偏移距道进行关联，主参考道的深度误差可能会对整个偏移距集合产生影响，进而使得反演精度下降。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于角度域差异的速度层析建模方法、设备和存储介质，以解决现有技术存在基于共成像点道集进行速度层析建模时存在的精度低、收敛性差的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、基于角度域差异的速度层析建模方法，包括以下步骤：

4、步骤1、获取各个反射波的共成像点道集并输入至初始速度参数模型；

5、步骤2、基于步骤1得到的共成像点道集，得到各个反射波的射线路径，以及不同反射角的反射波各自对应的剩余时差；

6、步骤3、基于步骤2得到的不同反射角的反射波各自对应的剩余时差，得到反射角不同的任意两个反射波的相对时间差，并结合对应的射线路径，建立反射角不同的任意两个反射波的走时差层析方程；

7、步骤4、对步骤3建立的走时差层析方程进行求解，得到速度参数模型更新量；

8、步骤5、重复步骤3、4对走时差层析方程进行迭代求解，直至步骤3中得到的不同反射角的反射波的剩余时差为零，由此得到最终速度参数模型更新量；

9、步骤6、基于步骤5得到的最终速度参数模型更新量，对步骤1中初始速度参数模型进行更新，得到更新后的速度参数模型。

10、进一步的步骤2中，基于共成像点道集得到成像剖面，并从成像剖面中获取反射层位，然后基于反射层位得到各个反射波的射线路径。

11、进一步的步骤2中，基于共成像点道集得到角度域的共成像点道集，然后从角度域的共成像点道集中提取得到不同反射角的反射波各自对应的剩余时差。

12、进一步的步骤3中，基于步骤2得到的不同反射角的反射波各自对应的剩余时差，得到反射角不同且反射角角度差在设定的角度差阈值范围的任意两个反射波的相对时间差，并结合对应的射线路径，建立反射角角度差在设定的角度差阈值范围的任意两个反射波的走时差层析方程。

13、进一步的，所述角度差阈值范围为1-5度。

14、进一步的，建立的反射角角度差在设定的角度差阈值范围之内的任意两个反射波的走时差层析方程如公式(1)所示：

15、

16、公式(1)中，为两个反射波中其中一个反射波的反射角，为两个反射波中另一个反射波的反射角；为反射角对应的反射波的射线路径，为反射角对应的反射波的射线路径；为反射角对应的反射波的剩余时差，为反射角对应的反射波的剩余时差，则为反射角对应的反射波与反射角对应的反射波的相对时间差；δv为需要求解的速度参数模型更新量。

17、进一步的步骤4中，采用lu分解方法对建立的反射角角度之差在设定的角度差阈值范围之内的任意两个反射波的走时差层析方程进行求解。

18、进一步的步骤5中，基于最速下降法进行迭代求解。

19、一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有程序指令，所述程序指令被处理器读取和运行时，执行上述的速度层析建模方法中的步骤1-步骤6。

20、一种存储介质，所述存储介质中存储有可被读取和运行的程序指令，所述程序指令被读取和运行时，执行上述的速度层析建模方法中的步骤1-步骤6。本发明通过不同反射角对应的反射波射线路径与走时做差的方式，最小化共成像点道集中不同两道的深度残差作为层析方程的右端项，传统的反射波成像域走时层析是根据射线路径与相应走时差建立层析方程与反演目标函数，而本发明在传统层析理论基础上进行改进，采用不同反射角成像位置相对时间差的方式建立层析方程，有效地解决了由于实际地层深度位置而造成的方程本身的误差，并解决了传统的反射波成像域走时层析存在收敛速度慢、需要多次叠前深度偏移和剩余时差拾取不准确等问题。

21、因此，本发明可以克服真实地下界面深度未知对层析方程的精度和收敛效率造成的影响，加快层析的收敛效率和提高反演建模精度，使得层析在解决实际问题时能够起到更有效的作用。

技术特征：

1.基于角度域差异的速度层析建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于角度域差异的速度层析建模方法，其特征在于，步骤2中，基于共成像点道集得到成像剖面，并从成像剖面中获取反射层位，然后基于反射层位得到各个反射波的射线路径。

3.根据权利要求1所述的基于角度域差异的速度层析建模方法，其特征在于，步骤2中，基于共成像点道集得到角度域的共成像点道集，然后从角度域的共成像点道集中提取得到不同反射角的反射波各自对应的剩余时差。

4.根据权利要求1所述的基于角度域差异的速度层析建模方法，其特征在于，步骤3中，基于步骤2得到的不同反射角的反射波各自对应的剩余时差，得到反射角不同且反射角角度差在设定的角度差阈值范围的任意两个反射波的相对时间差，并结合对应的射线路径，建立反射角角度差在设定的角度差阈值范围的任意两个反射波的走时差层析方程。

5.根据权利要求4所述的基于角度域差异的速度层析建模方法，其特征在于，所述角度差阈值范围为1-5度。

6.根据权利要求4所述的基于角度域差异的速度层析建模方法，其特征在于，步骤3中建立的反射角角度差在设定的角度差阈值范围之内的任意两个反射波的走时差层析方程如公式(1)所示：

7.根据权利要求1所述的基于角度域差异的速度层析建模方法，其特征在于，步骤4中，采用lu分解方法对建立的反射角角度之差在设定的角度差阈值范围之内的任意两个反射波的走时差层析方程进行求解。

8.根据权利要求1所述的基于角度域差异的速度层析建模方法，其特征在于，步骤5中，基于最速下降法进行迭代求解。

9.一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令被处理器读取和运行时，执行权利要求1-8中任意一项所述的速度层析建模方法中的步骤1-步骤6。

10.一种存储介质，所述存储介质中存储有可被读取和运行的程序指令，其特征在于，所述程序指令被读取和运行时，执行权利要求1-8中任意一项所述的速度层析建模方法中的步骤1-步骤6。

技术总结本发明公开了一种基于角度域差异的速度层析建模方法、设备和存储介质，涉及地震勘探信号建模方法领域。方法通过共成像点道集获取反射波射线路径以及不同反射波剩余时差，基于反射波射线路径和剩余时间差建立任意两个角度相邻的反射波走时差层析方程，并对走时差层析方程进行多次迭代求解得到最终速度参数模型更新量，基于最终速度参数模型更新量对初始速度参数模型进行更新；设备和存储介质用于实现速度层析建模方法。本发明克服了真实地下界面深度未知对层析方程的精度和收敛效率造成的影响，可加快层析收敛效率和提高反演建模精度。技术研发人员：徐文才,胡光辉,杜泽源,吴玉受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12