一种基于快速模拟退火的叠前纵横波联合反演方法
【技术领域】
[0001] 本发明适用于地震解释多分量叠前反演领域。随着全球勘探形式的日趋严峻，油 藏的精细管理和精细描述W及非构造性油气藏难度越来越大，对地震解释带来了很大挑 战，因此，利用叠前信息，尤其是充分利用横波资料对流体反演和识别显得尤为重要。
【背景技术】
[0002] 多分量反射地震数据的联合反演一直受到PP(纵波入射、纵波反射）和PS(纵波 入射、横波反射）波同相轴的匹配难题所困扰。尽管在反演过程中，通过匹配PP和PS波同 相轴可W完成联合反演，但是其计算工作量大且精度低。常规PS波处理方法是把下行P波 (纵波）和反射上行横波假定为一种简单传播的波，转换波被认为既不是WP波速度，也不 是W横波速度传播的虚拟的或有效的波。PP波在PP传播时间域处理成像，PS波在PS传播 时间域处理成像。即使是在同一深度点，得到的PP和PS波速度、道集、叠加和偏移剖面等 资料均具有不同的传播时间。该些资料使联合反演中的层位标定和纵横波匹配非常困难。
[0003]Agullo在2004年描述了一种H步法反演方法；分别从PP和PS波反演中求得横 波阻抗；对该两个横波阻抗的低频成分进行相关得到纵横波速度比Y，并对PS波进行匹配 处理；PP和PS波联合反演。目前的线性或非线性反演基本上都是按照此方法完成。然而， PP和PS波之间重要的层位标定问题还未解决。目前有多种方法标定PP和PS波的层位，大 多方法假定PP和PS波之间的波形关系相同或具有相同的特征，然而，该种假设与实际存在 较大的矛盾，尤其在储层位置更加明显。
[0004] Dariu在2003年描述了一种多分量AV0反演的全局优化的模拟退火算法。该种全 局优化算法通过匹配实际数据与合成数据的总能量，求取纵横波速度比，虽然对模拟和实 际数据的实验验证有效，然而在反演之前要依赖已知实际数据标定层位。
[0005] 多分量地震技术具有同时利用PP和PS波信息进行储层预测的优越性，可W识别 岩性、流体及裂缝，但是转换横波速度分析和PP和PS波联合反演存在困难。
【发明内容】
[0006] 本发明目的在于提供一种解决同一时间尺度域的PP和PS波成像问题，
[0007]提高反演精度，综合利用纵横波的信息的基于快速模拟退火的叠前纵横波联合 反演方法。
[0008] 本发明通过W下步骤实现：
[0009] 1)野外地震放炮采集得到纵波和转换横波资料，利用转换横波数据，通过下式计 算得到横波速度；
[0010] 计算横波速度Vs公式：
[0011]
(1)
[0012]式中：
[0013] tp,为下行P波和上行横波旅行时之和，
[0014] tp。和t,。分别是P波和横波单程旅行时，
[00巧]化是P波，
[001引X为炮检距，
[0017] X。为转换点到炮点的距离。
[0018] 步骤1)所述的横波速度包括叠加速度或叠前偏移速度，叠加速度或叠前偏移速度 通过叠加速度谱法得到。
[0019] 2)把自然采集叠前反射数据体按入射角度抽取成不同角度的角道集；
[0020] 步骤2)所述的角道集中PP波角道集是把PP波叠前反射数据体入射角度抽取成 不同角度的角道集，PS波角道集是把PS波叠前反射数据体入射角度抽取成不同角度的角 道集。
[0021] 3 )进行PP和PS波叠前联合反演；
[0022] 步骤3)所述的联合反演是：
[0023] ( 1)将PP和PS波表示为入射角度的W下函数：
[002引式中；Rpp(e)为纵波反射，Rps(e，W为转换横波反射，
[0027] 芋=(苦+苦>.与=(芋+苦}，a,目，P分别为通过界面的纵波和横波平均速度及平 均密度，
[0028] Aa，A目，AP分别为通过界面的纵波和横波速度及密度的变化量，
[0029] 0为通过界面的纵波的平均反射和透射角，
[0030] 巧为通过界面的转换波的平均反射和透射角，
[003。 I、J分别为纵波和横波阻抗，
[003引AI，AJ分另IJ为纵波阻抗和横波阻抗的变化量；
[003引即：纵波和转换横波资料是W偏移距(角度）为函数的式子表达的。
[0034] (2)构建目标函数：
[0035]
[0036] 式中；E目标函数，1为1模，、<，嘴6分别为PP波、PS波观测和预 测数据，整体是一个参数，obs是observe-观测的缩写，pre是predictive-预测 的缩写，行业习惯性写法）？"r，，"r、？"r，"货分别为PP波、PS波的迭代和预置模型， Wp，Wp日，y。2为系数，Wp，Wp日分别为纵波和转换波的权重(例1，1)，y。2分别为纵波 和转换波的误差权重（0. 001 - 1之间）根据实际数据调整。
[0037] 所述的迭代和预置是需要计算的变量，为速度模型或阻抗模型。
[0038] (3)迭代计算得到每个共中也点或共转换点（CMP(CCP))位置的纵波阻抗I、横波 阻抗J和密度P。
[0039] 所述的迭代计算为下式：
[0040] Mw=Mi+AMi(4)
[0041] 式中：
[0042] Mi为要反演得到的纵波阻抗、横波阻抗、密度，每次对模型向量Mi进行更新；如果 目标函数E达到最小，则停止迭代，则获得最终的模型向量解。
[0043] 所述的Mi模型是通过测井资料获得初始值。
[0044] 本发明实现了同一时间尺度域的PP和PS波数据处理问题，解决了时间标定不准 的难题，经过测试，通过观测与反演纵波阻抗的对比发现，两者匹配良好。观测数据合成 角道集与反演数据合成角道集的误差分析表明，两个角道集吻合良好；通过观测与反演横 波阻抗的对比发现，两者匹配良好，观测数据合成角道集与反演数据合成角道集的误差分 析表明，两个角道集吻合良好。说明叠前PP&I^S波联合随机反演算法具有很高的精度。通 过实际资料试验，反演的纵、横波阻抗剖面及化/Vs剖面显示与地震资料和测井资料有很 好的对应关系。
【附图说明】
[004引图1:PP(左）&PS(右）叠前时间偏移剖面图；
[0046] 图2:PP角道集（左），PS角道集（右）；
[0047] 图3 ;纵波记录误差分析；
[0048] 图4 ;转换波记录误差分析；
[0049] 图5:观测与反演纵波阻抗对比；
[0050] 图6 ;观测与反演横波阻抗对比。
【具体实施方式】
[0051] W下结合附图和具体实施例详细说明本发明。
[0052] 1)野外地震放炮采集得到纵波和转换横波资料，利用转换横波数据，通过下式计 算得到横波速度；
[0053] 计算横波速度Vs公式：
[0054]
(1)
[00巧]式中：
[0056]tp,为下行P波和上行横波旅行时之和，
[0057]tp。和t,。分别是P波和横波单程旅行时，
[0058] 化是P波，
[00则 X为炮检距，
[0060] XC为转换点到炮点的距离。
[0061] 步骤1)所述的横波速度包括叠加速度或叠前偏移速度，叠加速度或叠前偏移速度 通过叠加速度谱法得到。<