基于叠后参数得到梯度参数的方法与流程

本公开涉及地球物理领域，更具体地，涉及一种基于叠后参数得到梯度参数的方法。
背景技术：
：梯度参数在地球物理勘探中起着非常重要的作用，例如，诸如可用各向同性梯度和各向异性梯度来衡量的各向异性参数是了解裂缝型介质的构造和结构的重要参数。目前主要是基于叠前数据计算梯度参数，其计算效果受到叠前数据的质量的影响。由于叠前数据本身存在信噪比低的问题，尤其在进行分方位处理之后会进一步降低数据质量，因此使用叠前数据进行各向异性参数计算会影响计算精度，并且容易出现极端值。此外，目前应用叠前数据计算梯度参数时，往往要经过复杂的数据拟合过程，其所需的计算复杂度较高、计算时间也较长。因此，发明人意识到，得到一种能够快速高效地得到梯度参数的方法是非常有必要的。技术实现要素：本公开介绍了一种基于叠后参数得到梯度参数的方法，其提出基于叠后参数利用Ruger方程来得到梯度参数，可避免出现极端值，并且提高了计算效率。根据本公开的一方面，提出了一种基于叠后参数得到梯度参数的方法，该方法包括：确定基于多个入射角的叠后方程：其中，K表示多个入射角中每一者对应的AVO截距之和，F表示所述多个入射角中每一者的正弦值的平方之和，表示方位角对应的叠后反射系数；基于多个方位角对应的叠后反射系数计算得到w12和w11-w22，以及基于下式得到各向异性梯度参数B1：B1=[(w11-w22)2+4w122]12.]]>根据本公开的另一方面，提出了一种基于叠后参数得到梯度参数的装置，该装置包括叠后方程构建部件和叠后方程求解部件。所述叠后方程构建部件用于确定基于多个入射角的叠后方程：其中，K表示多个入射角中每一者对应的AVO截距之和，F表示所述多个入射角中每一者的正弦值的平方之和，表示方位角对应的叠后反射系数。所述叠后方程求解部件用于基于多个方位角对应的叠后反射系数计算得到w12和w11-w22，以及用于基于下式得到各向异性梯度参数B1：B1=[(w11-w22)2+4w122]12.]]>进一步地，应用本申请所公开的方法还可得到HTI(HorizontalTransverseIsotropy，横向各向异性)介质对称轴与设定的0°方位间的夹角以及各向同性梯度参数B0。通过上述技术方案，可基于叠后反射系数得到介质的梯度参数，并且本公开还具有计算量小的优点。本公开可应用于HTI介质。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了适于用来实现本公开实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图。图2是根据本公开的一个实施例基于叠后参数得到介质的各向异性梯度流程图。图3示出了通过正演得到的0°、45°、90°方位的叠前数据。图4是根据本公开的一个实施例得到的各向异性椭圆与理论值的对比。图5是根据本公开的一个实施例基于叠后参数得到介质的各向异性梯度的示意框图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。图1示出了适于用来实现本公开实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图。图1显示的计算机系统/服务器12仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图1所示，计算机系统/服务器12以通用计算设备的形式表现。计算机系统/服务器12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。计算机系统/服务器12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机系统/服务器12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机系统/服务器12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图1未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图1中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本公开各实施例的功能。具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本公开所描述的实施例中的功能和/或方法。计算机系统/服务器12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统/服务器12交互的设备通信，和/或与使得该计算机系统/服务器12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机系统/服务器12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机系统/服务器12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机系统/服务器12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。Ruger依照Thomsen的弱各向异性理论推导出关于HTI介质的纵波近似反射系数的关系式：其中，θ表示入射角；表示方位角；A表示AVO(AmplitudeVersusOffset)截距，其与入射角有关表示AVO梯度，表示AVO曲度，其中：A=12(ΔZZ‾),]]>具体地，为HTI介质对称轴与设定的0°方位的夹角；Δα，Δβ，Δρ和ΔZ分别表示HTI介质上下两层的纵波速度差值、横波速度差值、密度差值和波阻抗差值，和分别为HTI介质上下两层的纵波速度均值、横波速度均值、密度均值和波阻抗均值；Δδ(V)，Δε(V)和Δγ分别为上下两层HTI介质中Thomsen各向异性参数差值。对于中小偏移距数据(例如偏移距深度比(即偏移距与深度的比值)小于1的情况)，由于C项远小于B项，可以将C项舍掉，从而HTI反射系数关系式可以化简为：其中，B0表示各向同性梯度，B1表示各向异性梯度。公式(2)适用于弱各向异性条件。在裂缝模型中系数A、B0、B1与裂缝密度密切相关。在未知的情况下，不能用线性最小二乘法求解公式(2)。Jenner在2002年将公式改写为：其中：B0＝g2，B1＝g1-g2，并且对公式(3)进一步推导，可得：其中：g1=12{w11+w22+[(w11-w22)2+4w122]12},---(5)]]>B0=g2=12{w11+w22-[(w11-w22)2+4w122]12},---(6)]]>B1=g1-g2=[(w11-w22)2+4w122]12,---(7)]]>在A、θ以及叠前反射系数确定的情况下，可使用最小二乘法拟合振幅以得到B0、B1和但由于受到叠前数据的质量影响，得到的B0、B1和不尽理想，而且最小二乘法所需的计算复杂度较高。根据本发明公开的一个方面，可确定基于多个入射角的叠后方程：其中，K表示多个入射角中每一者对应的AVO截距之和，F表示所述多个入射角中每一者的正弦值的平方之和，表示方位角对应的叠后反射系数；可基于多个方位角对应的叠后反射系数计算得到w12和w11-w22；以及可基于下式得到各向异性梯度参数B1：B1=[(w11-w22)2+4w122]12.]]>实施例1图2是根据本公开的一个实施例基于叠后参数得到介质的各向异性梯度。在该实施例中，该方法可包括以下步骤：步骤201，确定基于多个入射角的叠后方程：其中，K表示多个入射角中每一者对应的AVO截距之和，F表示多个入射角中每一者的正弦值的平方之和，表示方位角对应的叠后反射系数。可选择预定入射角范围[θ1，θ2]内的所述多个入射角，并针对所选择的每个入射角建立如公式(4)所示的叠前方程，然后对所建立的叠前方程进行叠加以得到叠后方程。相应地，公式(9)中，需要注意的是，本公开所描述的方法主要涉及不同方位的叠后反射系数之间的差运算，因此可近似地认为即为方位角对应的叠后反射系数入射角叠加范围[θ1，θ2]可参考实际资料品质进行选取，可避开由于观测系统导致的叠前角度域道集中存在的能量不均衡问题，选取AVO特征符合地质认识的叠前角度域道集进行叠加。对于实际资料应用过程，由于目前国内绝大多数观测系统为树状观测系统，导致从根本上讲叠前道集会存在近、远偏移距(近远入射角)能量分布较弱的现象，目前尚未有有效的方法可以解决叠前道集能量问题。比较常见的处理方法是对叠前道集做能量均衡，但是由于缺乏理论的依据，往往容易使原本存在的AVO特征扭曲，为之后的叠前反演带来巨大的影响。本发明中入射角范围可根据叠前道集质量进行优选(例如，虽然在一定程度上造成了能量的损失，但是可以获得更稳定的叠后数据，并且在理论上已验证其反演结果不受能量损失的影响。例如，0°≤01＜02≤30°。例如，可设01-0°，02-30°，并在此范围内以例如2°的间隔进行采样，则可选择16个入射角。步骤202，基于多个方位角对应的叠后反射系数计算得到w12和w11-w22。例如，可选择互不相等的三个方位角并针对每个方位角建立如公式(9)的叠后方程，从而构建如下的叠后方程组：解该叠后方程组，可计算得到w12和w11-w22。例如，可计算得到：在本公开的一个示例中，可设置并且以便于得到更为有效的w12和w11-w22的值并且。此外，由于本公开主要利用方位子体(即方位角为特定值的方位体)之间的能量差异进行计算，可令φ1、φ2和φ3分别为0°、45°和90°中的一者，例如令φ1＝0°，φ2＝45°，φ3＝90°，以使不同方位间的能量差异最大化，从而可得到更为理想的梯度参数。步骤S203，可基于下式(即上述公式(7))得到各向异性梯度参数B1：B1=[(w11-w22)2+4w122]12.]]>例如，此时还可根据下式(即上述公式(8))得到HTI介质对称轴与设定的0°方位间的夹角例如，在得到各向异性梯度参数B1和夹角后，可使用下列基于多个入射角的叠后Ruger方程得到各向同性梯度参数B0：其中，K表示多个入射角中每一者对应的AVO截距之和，F表示所述多个入射角中每一者的正弦值的平方之和，表示方位角对应的叠后反射系数。例如，针对公式(10)，可取从而得到：解得：例如，可取为中的一者。可基于叠前数据得到入射角信息、入射角对应的AVO截距以及方位角的信息。可基于稀疏脉冲反演得到方位角对应的叠后反射系数以下示出了一种现有技术中基于稀疏脉冲反演计算叠后反射系数的方法，该方法包括：(1)反射系数反演采用最大似然反褶积进行反射系数的反演，最大似然反褶积对地层的假设认为：地层的反射系数是由较大的反射界面的反射和具有高斯背景的小反射叠加组合而成，导出一个最小目标函数：J=1R2ΣK=1Lr2(K)+1N2ΣK=1Ln2(K)-2Mln(λ)-2(L-M)ln(1-λ)---(12)]]>公式(12)中，R2和N2分别为反射系数和噪音的均方值，r(K)和n(K)表示第K个采样点的反射系数和噪音，M表示反射层数，L表示采样总数，λ表示给定反射系数的似然值。通过多次迭代，求取反射系数。(2)根据反射系数的反演结果结合阻抗趋势计算一个初始的波阻抗根据最大似然反褶积计算得到的反射系数，结合初始阻抗模型，采用递推算法，反演得到初始的波阻抗模型：Z(i)=Z(i-1)1+R(i)1-R(i)---(13)]]>公式(13)中，Z(i)为第i层的波阻抗值，R(i)为第i层的反射系数。(3)结合井的约束条件进行波阻抗反演约束稀疏脉冲反演对每一道依据目标函数对计算出的初始波阻抗进行调整，包括对反射系数的调整。目标优化函数为：F＝Lp(r)+λLq(s-d)+α-1L1ΔZ(14)公式(14)中，r为反射系数序列，Δz为与阻抗趋势的差序列，d为地震道序列，s为合成地震道序列，λ为残差权重因子，α为趋势权重因子，p、q为L模因子。具体的，右式第一项反映了反射系数的绝对值和，第二项反映了合成声波记录与原始地震数据的差值，第三项为趋势约束项。本申请公开的基于叠后参数得到梯度参数的方法中所需要的就是(3)中调整后的反射系数序列r中的相应值(可能还有本领域技术人员也可根据所知的任何技术手段得到入射角的信息、入射角对应的AVO截距、方位角的信息以及方位角对应的叠后反射系数本公开例举了如下的一个具体的仿真示例，该示例中的数值不用于以任何方式限定本公开的保护范围。表1示出了该示例所针对的各项异性介质的模型的部分参数，包括上层HTI介质(层1)和下层HTI介质(层2)的纵波速度α、横波速度均值β、密度均值ρ以及Thomsen各向异性参数ε(V)、δ(V)、γ。基于表1的数据易于获得HTI介质上下两层的纵波速度均值横波速度均值密度均值纵波速度差值Δα、横波速度差值Δβ、密度差值Δρ以及Thomsen各向异性参数差值Δδ(V)，Δε(V)和Δγ。在该示例中，可设置θ1＝0°，θ2＝30°，可以按照1°的间隔进行采样以得到多个入射角。表1各向异性介质模型的部分参数分层αβρε(V)δ(V)γ1325016842.34000255003609.52.660.030.090.14图3示出了该示例中已得到的0°、45°、90°方位的叠前数据，其中纵坐标可用于表示时间。图3(a)示出了0°方位角时30个道的波形强度变化；图3(b)使出了45°方位角时30个道的波形强度变化；图3(c)使出了90°方位角时30个道的波形强度变化。可根据图3的数据基于稀疏脉冲反演计算得到上下两层的波阻抗信息Z，并由上下两层的波阻抗信息得到波阻抗均值和波阻抗差值ΔZ。进一步基于稀疏脉冲反演得到所需的叠后反射系数R(0°)、R(45°)以及R(90°)的值。图4是根据该仿真示例得到的各向异性椭圆与理论值的对比。图4中椭圆的长轴为各向异性梯度B1，通常各向异性梯度B1可表示裂缝发育方向；椭圆的短轴为各向同性梯度B0。各向异性梯度椭圆的变率可表示各向异性的强度。图4中实线所示为根据理论值得到的各项异性椭圆，虚线所示为根据本申请所公开的基于叠后参数得到梯度参数的方法得到的各项异性椭圆，可以看出本公开的计算结果与理论值十分相近，并具有相同的趋势。根据本公开的另一方面，还提出了一种基于叠后参数得到梯度参数的装置，该装置包括叠后方程构建部件和叠后方程求解部件。所述叠后方程构建部件用于确定基于多个入射角的叠后方程：其中，K表示多个入射角中每一者对应的AVO截距之和，F表示所述多个入射角中每一者的正弦值的平方之和，表示方位角对应的叠后反射系数。所述叠后方程求解部件用于基于多个方位角对应的叠后反射系数计算得到w12和w11-w22，以及用于基于下式得到各向异性梯度参数B1：B1=[(w11-w22)2+4w122]12.]]>实施例2图5是根据本公开的一个实施例基于叠后参数得到介质的各向异性梯度的示意框图。该装置包括叠后方程构建部件501和叠后方程求解部件502。叠后方程构建部件501可确定基于多个入射角的叠后方程：其中，K表示多个入射角中每一者对应的AVO截距之和，F表示所述多个入射角中每一者的正弦值的平方之和，表示方位角对应的叠后反射系数。确定基于多个入射角的叠后方程可包括：可选择预定入射角范围[θ1，θ2]内的所述多个入射角，以及可针对所述多个入射角中每一者建立叠前方程：其中θ表示所述多个入射角中的任意入射角，Λ表示入射角θ对应的AVO截距，表示入射角为θ、方位角为时对应的叠前反射系数；以及可叠加针对所述多个入射角中每一者所建立的所述叠前方程以得到所述叠后方程。可设置0°≤θ1＜θ2≤30°。叠后方程求解部件502可基于多个方位角对应的叠后反射系数计算得到w12和w11-w22，以及可基于下式得到各向异性梯度参数B1：B1=[(w11-w22)2+4w122]12.]]>基于多个方位角对应的叠后反射系数计算得到w12和w11-w22可包括：可选择三个互不相等的方位角可针对所述三个方位角中每一者建立所述叠后方程以构建如下叠后方程组：以及可基于所述叠后方程组计算w12和w11-w22。可令并且可令和分别为0°、45°和90°中的一者。在计算得到w12和w11-w22后，叠后方程求解部件502可基于下式得到HTI介质对称轴与设定的0°方位间的夹角在得到所述各向异性梯度参数B1和所述夹角后，叠后方程求解部件502可使用下列基于所述多个入射角的叠后Ruger方程得到各向同性梯度参数B0：其中，K表示所述多个入射角中每一者对应的AVO截距之和，F表示所述多个入射角中每一者的正弦值的平方之和，表示方位角对应的叠后反射系数。可基于叠前数据得到所需的入射角的信息、AVO截距信息以及方位角的信息。可基于稀疏脉冲反演得到所需的方位角对应的叠后反射系数本公开可以是方法、装置和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本
技术领域：
的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。当前第1页1 2 3