纵波速度和横波速度的联合反演方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及地震勘探，尤其涉及一种纵波速度和横波速度的联合反演方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、纵波速度和横波速度是描述地下介质弹性性质的两个关键参数。纵波速度模型用于反射成像、折射波层析、岩性解释和孔隙流体分析；横波速度模型对于近地表结构调查、工程地质评价、浅层地震危险性分析以及岩土力学参数估计具有重要意义。

2、现有技术中，通常对纵波速度模型和横波速度模型进行独立反演，会存在纵波速度模型与横波速度模型在结构位置和界面形态上不一致，难以获得稳定的纵横波速度比，不利于岩性、孔隙流体和工程力学性质解释。常规全波形反演法在理论上能够同时更新纵波速度和横波速度，但其依赖完整波形拟合，对初始模型精度要求较高，并且容易出现局部极小值。

技术实现思路

1、本发明提供了一种纵波速度和横波速度的联合反演方法、装置、设备及介质，以解决难以有效对地层的纵波速度和横波速度进行同时反演的问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种纵波速度和横波速度的联合反演方法，该方法包括：

3、确定第一频散曲线信息和第二频散曲线信息，第一频散曲线信息是基于第一地震数据确定的目标面波的频散曲线信息，第二频散曲线信息是基于第一地震数据确定的目标导波的频散曲线信息，第一地震数据是通过对目标地层进行采集得到，目标面波为目标地层中的面波，目标导波为目标地层的层状介质中由纵波的反射波与折射波进行干涉叠加形成的导波；

4、确定第一弹性参数模型，并将第一弹性参数模型作为目标模型，第一弹性参数模型包括目标地层初始的纵波速度模型、横波速度模型和密度模型；

5、确定第三频散曲线信息和第四频散曲线信息，第三频散曲线信息是基于第二地震数据确定的目标面波的频散曲线信息，第四频散曲线信息是基于第二地震数据确定的目标导波的频散曲线信息，第二地震数据基于目标模型进行弹性波动方程正演得到；

6、基于第一频散曲线残差和第二频散曲线残差对目标模型进行更新得到第二弹性参数模型，第一频散曲线残差为第三频散曲线信息与第一频散曲线信息之间的差值，第二频散曲线残差为第四频散曲线信息与第二频散曲线信息之间的差值；

7、将第二弹性参数模型作为新的目标模型，并返回执行确定第三频散曲线信息和第四频散曲线信息的步骤，直到第一频散曲线残差和第二频散曲线残差符合预设条件，或者迭代次数达到预设次数后，通过第二弹性参数模型描述目标地层的纵波速度和横波速度的空间分布。

8、根据本发明的另一方面，提供了一种纵波速度和横波速度的联合反演装置，该装置包括：

9、第一确定模块，用于确定第一频散曲线信息和第二频散曲线信息，第一频散曲线信息是基于第一地震数据确定的目标面波的频散曲线信息，第二频散曲线信息是基于第一地震数据确定的目标导波的频散曲线信息，第一地震数据是通过对目标地层进行采集得到，目标面波为目标地层中的面波，目标导波为目标地层的层状介质中由纵波的反射波与折射波进行干涉叠加形成的导波；

10、第二确定模块，用于确定第一弹性参数模型，并将第一弹性参数模型作为目标模型，第一弹性参数模型包括目标地层初始的纵波速度模型、横波速度模型和密度模型；

11、第三确定模块，用于确定第三频散曲线信息和第四频散曲线信息，第三频散曲线信息是基于第二地震数据确定的目标面波的频散曲线信息，第四频散曲线信息是基于第二地震数据确定的目标导波的频散曲线信息，第二地震数据基于目标模型进行弹性波动方程正演得到；

12、第一更新模块，用于基于第一频散曲线残差和第二频散曲线残差对目标模型进行更新得到第二弹性参数模型，第一频散曲线残差为第三频散曲线信息与第一频散曲线信息之间的差值，第二频散曲线残差为第四频散曲线信息与第二频散曲线信息之间的差值；

13、第一执行模块，用于将第二弹性参数模型作为新的目标模型，并返回执行确定第三频散曲线信息和第四频散曲线信息的步骤，直到第一频散曲线残差和第二频散曲线残差符合预设条件，或者迭代次数达到预设次数后，通过第二弹性参数模型描述目标地层的纵波速度和横波速度的空间分布。

14、根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：

15、至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的纵波速度和横波速度的联合反演方法。

16、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例的纵波速度和横波速度的联合反演方法。

17、本发明实施例的技术方案，通过确定第一频散曲线信息和第二频散曲线信息，第一频散曲线信息是基于第一地震数据确定的目标面波的频散曲线信息，第二频散曲线信息是基于第一地震数据确定的目标导波的频散曲线信息，第一地震数据是通过对目标地层进行采集得到；确定第一弹性参数模型，并将第一弹性参数模型作为目标模型；确定第三频散曲线信息和第四频散曲线信息，第三频散曲线信息是基于第二地震数据确定的目标面波的频散曲线信息，第四频散曲线信息是基于第二地震数据确定的目标导波的频散曲线信息，第二地震数据基于目标模型进行弹性波动方程正演得到，实现了在同一弹性波动方程下对纵波速度模型和横波速度模型进行正演；基于第一频散曲线残差和第二频散曲线残差对目标模型进行更新得到第二弹性参数模型，降低了复杂地震波形直接拟合的非线性程度，有利于缓解局部极小值，从而降低对于初始模型精度的要求；将第二弹性参数模型作为新的目标模型，并返回执行确定第三频散曲线信息和第四频散曲线信息的步骤，直到第一频散曲线残差和第二频散曲线残差符合预设条件，或者迭代次数达到预设次数，通过对第一弹性参数模型进行迭代更新，有效实现了纵波速度模型和横波速度模型的联合反演，确保了目标地层的纵波速度结构和横波速度结构的一致性，从而能够形成准确的目标地层的纵横波速度比，以便于对目标地层的地质性质进行精确解释。

18、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

1.一种纵波速度和横波速度的联合反演方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于第一频散曲线残差和第二频散曲线残差对所述目标模型进行更新得到第二弹性参数模型，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于第一频散曲线残差和第二频散曲线残差确定第一梯度和第二梯度，包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述第一梯度对所述目标模型中的横波速度模型进行更新，并基于所述第二梯度对所述目标模型中的纵波速度模型进行更新，包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在基于第一频散曲线残差和第二频散曲线残差确定第一梯度和第二梯度之后，还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定第一频散曲线信息和第二频散曲线信息，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种纵波速度和横波速度的联合反演装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的纵波速度和横波速度的联合反演方法。