一种基于旅行时校正的地震子波反演方法

本发明属于地震反演领域，具体涉及一种基于旅行时校正的地震子波反演方法。

背景技术：

1、全波形反演方法是一种叠前数据成像和速度建模算法，通过优化迭代的方式使模拟数据和观测数据之差最小化来估计地下物性参数，能充分利用地震数据中的旅行时、振幅以及相位等信息重建地下介质的速度、密度等参数模型，由于全波形反演具有刻画地下复杂结构速度模型的潜力，该方法引起了业界的广泛关注并成为了地球物理领域的研究热点。

2、全波形反演通过匹配波形来更新模型，数据波形匹配的好坏极度依赖于给定的初始地震子波的质量，初始地震子波越接近真实地震子波，反演效果越好。然而，常规波形反演中，真实地震子波是未知的，因此，根据经验给定的理论子波往往和真实子波具有很大的差异，其严重影响了后续的反演精度。部分学者通过波形反演的方式反演地震子波，但是其没有考虑旅行时的干扰，反演的子波和真实子波往往具有一定的差距，影响了后续全波行反演中速度模型的精度，制约了该方法在实际数据处理中的应用。

技术实现思路

1、本发明针对上述技术问题提供一种基于旅行时校正的地震子波反演方法，属于地震反演领域，所述方法利用初始地震子波和初始速度模型进行正演模拟，得到模拟地震记录，并分别截取模拟地震记录和野外获得的实际地震记录的直达波，然后将截取的实际地震记录直达波和模拟地震记录直达波作差获得残差记录，并将残差记录作为扰动进行逆时延拓得到伴随波场，下一步则利用初始速度模型信息和检波点位置信息对伴随波场中各道地震记录进行时间延迟并取平均，最后，将平均值作为子波更新量更新子波。模型实验表明，经时间校正后反演获得的地震子波和真实地震子波吻合度更高，利用其进行速度模型反演，可以得到精度更高的速度模型。

2、本发明采取以下技术方案：

3、一种基于旅行时校正的地震子波反演方法，所述方法具体包括以下步骤：

4、（1）给定初始地震子波w(t)和初始速度模型v(x, z)，其中t表示时间，x、z表示空间位置坐标，x=1, 2, 3, … , nx,z=1, 2, 3, … , nz，nx、nz分别代表模型横向和纵向网格点总数；基于初始地震子波和初始速度模型，应用二阶标量声波方程进行正演模拟，得到模拟地震记录rcal(x, z, t)；

5、（2）分别截取模拟地震记录rcal(x, z, t)和野外获得的实际地震记录robs(x, z,t)的直达波，然后将截取的实际地震记录直达波和模拟地震记录直达波作差获得残差记录rcc(x, z, t)后将残差记录作为扰动进行逆时延拓得到伴随记录rbs(x, z, t)；

6、（3）利用公式（1）获得伴随记录rbs(x, z, t)中各道地震记录所需要的时间延迟量tdel(x, z, t)，式中xs，zs分别为震源横纵向坐标点，xr，zr分别为检波点横纵向坐标点，所述公式(1)为:；

7、（4）利用公式（2）对伴随记录rbs(x, z, t)做时间延迟后取平均得到子波更新量wgk (t)，其中，k为迭代次数，rnum为检波点数量，所述公式(2)为： ；

8、（5）利用公式(3)对子波进行更新，其中αk为迭代步长，利用公式（4）获得;所述公式(3)为，其中，wk+1和wk+1分别为第k+1和第k次迭代得到的地震子波，k=1, 2, 3, … , nk，其中nk为总的迭代次数，k=1时，wk为初始地震子波；所述公式(4)为，αk为第k次的迭代步长，t代表对rcal进行转置操作；

9、基于旅行时校正的地震子波每次迭代反演中均需要重复以上5个步骤。

10、本发明与现有技术相比的有益效果： 本发明方法经时间校正后反演获得的地震子波和真实地震子波吻合度更高，利用其进行速度模型反演，可以提高反演模型的精度，从而加快反演收敛速度，节约时间，进而推动全波形反演的工业化进程。

1.一种基于旅行时校正的地震子波反演方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：