用于地球物理成像的在拉普拉斯域中使用波形反演来进行速度分析的方法技术

一种拉普拉斯变换系统，包括处理器、被测量的时域波场、速度模型以及拉普拉斯衰减常数，其中，处理器被编程以计算时域衰减波场的傅里叶变换的基本为零的频率成分，其中时域衰减波场通过拉普拉斯衰减常数被衰减以获得用于深层地下区域的长波长速度信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于地球物理成像的在拉普拉斯域中使用波形反演来进行 速度分析的方法。
技术介绍
地震成像被用于各种用途，例如，用于搜寻地下石油和气藏。在地震成 像中，根据所收集的地震测量数据来构建地下物理图像或相关的地下信息模 型(例如，速度模型)。 一种类型的所收集的地震测量数据是在时域中的叠 前反射数据。 一般来说，为了收集叠前反射数据，使用多个专用震源将声波 或弹性波发送到地底。震源通常散布在上表面以覆盖某些感兴趣的区域。然 后，使用覆盖感兴趣的区域的多个专用接收器来在上表面收集来自地下的反 射地震波。之后，通过以某些形式处理叠前反射数据来构建地下图像或相关 速度模型。近来，随着计算硬件的快速发展，叠前反射数据的数学波形反演已经作 为用于根据初始假想模型生成地下信息的一种处理形式再次出现。叠前反射 数据的波形反演已经尝试用在时域和频域中，没有得到哪种方式最好的结 论。两种方式已经以一定的成功度被应用到由已知理论基准模型生成的合成 数据。然而，用于实数的所收集的叠前反射数据的波形反演的成功实施一直 不清楚。用于成功实施的一个障碍是缺少实数中的低频成分，这使得很难得 出长波长速度模型。阻止实数的成功波形反演的另一个原因是地下图像或速 度模型的非唯一解决方案的可能性
技术实现思路
在一个实施方式中，提供了一种拉普拉斯变换系统，包括处理器、被测 量的时域波场、速度模型以及拉普拉斯衰减常数，其中，处理器被编程以计 算时域衰减波场的傅里叶变换的基本为零的频率成分，其中时域衰减波场通 过拉普拉斯衰减常数被衰减以获得用于深层地下区域的长波长速度信息。在另一个实施方式中，提供了一种拉普拉斯域反演系统。该系统包括处 理器、在拉普拉斯域中的衰减后的记录波场、波动方程、目标函数以及速度 模型，其中处理器被编程以在拉普拉斯域中对波动方程进行求解、最小化目 标函数、以及计算对应于衰减后的记录波场的速度模型从而分析地下区域。在又一个实施方式中，提供了一种用于分析地下区域的方法，包括接 收时域中的所收集的叠前反射数据；将时域叠前反射数据转换到拉普拉斯域 反射数据；初始化表示地下结构的原始速度模型；计算对数目标函数、积分 目标函数以及幂目标函数中的一者；检验目标函数是否满足收敛性判别标 准；如果不满足收敛性判别标准，则更新速度模型；以及如果满足收敛性判 别标准，则根据速度模型生成地下图像以分析地下区域。这些以及其它特征将从下面结合附图和权利要求的详细描述中更清楚 地理解。附图说明为了本公开的更彻底的理解，对下面的结合附图和详细描述的简要描述 作了参考，其中相同的参考数字表示相同的部件。图1示出了拉普拉斯域波形反演方法的一个实施方式； 图2中的a示出了未衰减的时域波场的一个实施方式； 图2中的b示出了衰减后的时域波场的一个实施方式； 图2中的c示出了衰减后的时域波场的另一个实施方式； 图3示出了目标函数的一个实施方式；图4示出了适用于实施本公开的几个实施方式的示例性通用计算机系统；图5示出了根据本专利技术的一个实施方式的基于拉普拉斯域波形反演的地 下结构成像装置的全部配置；以及 图6示出了图5的数据处理单元。具体实施例方式一开始应当理解，虽然下面提供了一个或多个实施方式的示例性实施， 但所公开的系统和/或方法可以使用任意数量的技术来被实施，无论该技术是 当前公知的还是己经存在的。本公开不应当以任何方式局限于下面所示出的 示例性的实施、附图和技术，包括这里示出和描述的示例性的设计和实施， 而是可以在所附权利要求的范围及其等价物的全部范围内被修改。这里所公开的是用于根据叠前反射数据构建地下速度模型的拉普拉斯 域中的波形反演方法。拉普拉斯域中的波场可以等价于时域中的衰减波场的 零频率成分或接近零的频率成分。因此，拉普拉斯域中的波场反演可以与时 域中的未衰减的波场的零频率成分或接近零的频率成分共享波形反演的相 似属性。用于时域中的未衰减的波场的零频率成分或接近零的频率成分的波 形反演可以等价于转换泊松方程。因此，诸如转换泊松方程的情况，在拉普 拉斯域中的波形反演可以是鲁棒的并可以得出长波长速度模型。与频域中的 波形反演相比，拉普拉斯域反演方法可以得到更平滑的对数目标函数、积分 目标函数或幂目标函数，其中该方法收敛于正确的解，即使初始速度模型与 真实模型相差很远。另外，拉普拉斯域中的波形反演可以通过调整衰减常数 而被优化，从而推导出速度模型的深或浅的部分。减小波场的衰减常数可以 适用于得出用于深层区域的长波长速度模型，以及增大衰减常数可以更好地 用于得出来自浅层区域的速度模型。的一个实施方式。拉普拉斯域 波形反演方法100可以接收表示真实地底结构的时域中的所收集的叠前反射 数据。拉普拉斯域波形反演方法IOO可以将时域叠前反射数据转换为拉普拉斯域反射数据。拉普拉斯域波形反演方法ioo可以初始化基于预定因数表示地下结构的原始速度模型。然后，方法100可以使用拉普拉斯转换后的所收集的数据和原始速度模型来计算对数目标函数、积分目标函数或幂目标函 数，所述目标函数是所收集的数据与对应于原始速度模型的模型化数据之间的相似程度的度量。之后，方法100可以检验对数目标函数、积分目标函数或幂目标函数是否满足收敛性判别标准。如果对数目标函数、积分目标函数 或幂目标函数不满足收敛性判别标准，则之前的速度模型可以被更新，然后 与拉普拉斯变换后的数据一起使用来计算新的对数目标函数、积分目标函数或幂目标函数。方法ioo可以再次检查新的对数目标函数、积分目标函数或幂目标函数是否满足收敛性判别标准。如果不满足收敛性判别标准，贝便新 速度模型和计算新的对数目标函数、积分目标函数或幂目标函数的过程可以 被重复。 一旦对数目标函数、积分目标函数或幂目标函数满足收敛性判别标 准，则迭代终止，最后更新的速度模型可以准确地表示真实的地下速度模型。方法100可以使用最终速度模型来生成地下图像，然后该方法结束。在一些实施方式中，除了计算速度模型之外，还可以计算震源子波。拉普拉斯域波形反演方法100的每一步在下面被详细讨论。拉普拉斯域波形反演方法100通过从地震测量中收集时域中的叠前反射 数据而开始于块102。可以通过将地震源和接收器散布在所选择的感兴趣的测量区域来收集叠前反射数据。当地震源传输声能或弹性能的被控时间脉冲 时，叠前反射数据可以被获得，所述声能或弹性能穿过诸如水或岩石层的介 质并且之后被反射、折射、衍射或散射到接收器。拉普拉斯域波形反演方法100之后进行到块104。在块104，拉普拉斯域波形反演方法100可以将在时域中收集的被反射 的波场转换为拉普拉斯域中的反射数据。时域波场u(t)的拉普拉斯变换被定 义为"w=]v"e—等式(i)<formula>formula see original document page 11</formula>其中，s是实数的拉普拉斯衰减常数，t是时间常数。等式(1)中的积 "We—"可以表示在给定拉普拉斯衰减常数s下的衰减的时域波场。此外，拉普拉斯变换后的波场u (s)可以通过引入复数频率来表示时域 衰减后的波场的傅里叶变换的零或接近零的频率成分<formula>formula see original 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拉普拉斯变换系统，该系统包括：　处理器；　被测量的时域波场；　速度模型；以及　拉普拉斯衰减常数，其中，所述处理器被编程以计算时域衰减波场的傅里叶变换的基本为零的频率成分，其中所述时域衰减波场通过所述拉普拉斯衰减常数被衰减以获得用 于深层地下区域的长波长速度信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：申昌秀，
申请(专利权)人：申昌秀，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]