一种计算地层横波速度的方法及装置与流程

本申请涉及油气地球物理勘探和岩石地球物理技术领域，特别涉及一种计算地层横波速度的方法及装置。

背景技术：

随着油田勘探程度的提高和勘探目标的日益复杂，单纯利用纵波勘探很难进行准确地储层描述。其原因在于纵波对岩性和流体均比较敏感，单纯利用纵波速度信息很难准确地识别地层孔隙流体性质的变化。而横波仅对岩性比较敏感，对地层孔隙流体性质的变化并不敏感。结合纵波速度信息和横波速度信息，可以有效地识别不同岩性或含不同流体的岩石对纵、横波的响应差异。利用这些差异可以区分岩性、检测裂缝和识别流体，进而提高储层描述的精度和可靠性。因此，储层中的横波速度信息的准确性，可能会直接影响储层描述的准确度或精细度。

现有技术中计算横波速度的方法主要是纵波叠前反演方法，该方法的过程是：基于目的层段的纵波叠前地震数据，根据横波速度、纵波速度、密度与纵波反射系数的对应关系，对纵波叠前地震数据进行反演处理，利用反演结果确定目的层段的横波速度和纵波速度。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中所采用的纵波叠前反演方法是基于目的层段的纵波叠前地震数据进行反演处理，利用反演结果估算目的层段的横波速度。但纵波叠前地震数据的信噪比较低，得到的反演结果不稳定，可能导致估算的目的层段的横波速度准确性较低。

技术实现要素：

本申请实施例的目的是提供一种计算地层横波速度的方法及装置，以提高计算地层横波速度的准确度。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种计算地层横波速度的方法及装置是这样实现的：

一种计算地层横波速度的方法，包括：

获取目的层段的原始转换波地震数据，根据所述原始转换波地震数据，确定所述目的层段的叠后转换波地震数据；

利用所述叠后转换波地震数据，确定所述目的层段的转换波子波数据和各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值；

获取所述目的层段的纵波速度与横波速度的速度比，根据预设扰动比例值、所述速度比和所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值，计算所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始转换波反射系数和横波阻抗值可扰动范围；

基于所述叠后转换波地震数据、所述各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值可扰动范围和初始横波阻抗值、所述转换波子波数据和所述各个采样点对应地层位置处的初始转换波反射系数，确定所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值；

确定所述目的层段的密度与横波速度的对应关系；

根据所述速度比、所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值以及所述目的层段的密度与横波速度的对应关系，计算所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的横波速度。

优选方案中，所述利用叠后转换波地震数据，确定所述目的层段的转换波子波数据和各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值，包括：

获取所述叠后转换波地震数据中的井旁道地震数据和所述目的层段对应的种子井位置处的转换波反射系数；利用所述叠后转换波地震数据中的井旁道地震数据和所述目的层段对应的种子井位置处的转换波反射系数，确定所述目的层段的转换波子波数据；

获取所述目的层段的构造解释信息和所述目的层段对应的种子井位置处的横波阻抗信息；根据所述构造解释信息和所述目的层段对应的种子井位置处的横波阻抗信息，确定所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值。

优选方案中，所述根据预设扰动比例值、所述速度比和所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值，计算所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始转换波反射系数和横波阻抗值可扰动范围，包括：

利用所述各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值，计算所述各个采样点对应地层位置处的横波法向入射反射系数；

利用所述速度比和所述各个采样点对应地层位置处的横波法向入射反射系数，计算所述各个采样点的对应地层位置处的初始转换波反射系数；

以所述各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值为基准值，根据所述预设扰动比例值，计算所述目的层中各个采样点对应地层位置处的横波阻抗可扰动范围；或，根据所述各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值计算各个采样点对应地层位置处的滑动平均横波阻抗值，以所述滑动平均横波阻抗值为基准值，根据所述预设扰动比例值，计算所述目的层中各个采样点对应地层位置处的横波阻抗可扰动范围。

优选方案中，所述基于叠后转换波地震数据、各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值可扰动范围和初始横波阻抗值、转换波子波数据和各个采样点对应地层位置处的初始转换波反射系数，确定所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值，包括：

对所述各个采样点的对应地层位置处的初始转换波反射系数和所述转换波子波数据进行正演处理，得到所述目的层段的转换波正演地震数据；

利用所述叠后转换波地震数据、所述转换波正演地震数据和预设地震数据权系数，计算所述目的层段的反演目标函数；

利用所述各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值可扰动范围，对所述各个采样点的对应地层位置处的初始横波阻抗值进行第一扰动处理，得到所述目的层段中各个采样点的对应地层位置处的第一横波阻抗值；

利用所述各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值可扰动范围，对第一横波阻抗值进行第二扰动处理，得到所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值。

优选方案中，采用下述公式计算所述目的层段的反演目标函数：

公式中，Obj表示所述目的层段的反演目标函数，a表示预设地震数据权系数，x_i表示所述叠后转换波地震数据中第i个采样点对应的振幅值，x表示所述叠后转换波地震数据中所有采样点对应的振幅值的平均值，表示所述转换波正演地震数据中第i个采样点对应的振幅值，表示所述转换波正演地震数据中所有采样点对应的振幅值的平均值，N表示所述目的层段中采样点的个数，I'表示扰动后的转换波反射系数序列，I表示扰动前所述目的层段的转换波反射系数序列，Dis(I'-I)表示扰动后与扰动前的所述目的层段的转换波反射系数序列的相似度。

优选方案中，所述对各个采样点的对应地层位置处的初始横波阻抗值进行第一扰动处理，得到所述目的层段中各个采样点的对应地层位置处的第一横波阻抗值，包括：

在所述目标层段中随机选取两个采样点作为扰动点，判断所述两个扰动点对应的地层位置处的横波阻抗值是否在彼此的横波阻抗值可扰动范围内；

如果所述两个扰动点对应的地层位置处的横波阻抗值不在彼此的横波阻抗值可扰动范围内，在所述目的层段中重新随机选取两个采样点作为两个扰动点；或者，如果所述两个扰动点对应的地层位置处的横波阻抗值在彼此的横波阻抗值可扰动范围内，将所述两个扰动点对应的地层位置处的横波阻抗值互换；

计算扰动后的两个扰动点对应的地层位置处的转换波反射系数，以及扰动后的所述目的层段的转换波正演地震数据和反演目标函数；

将所述扰动后的反演目标函数与所述扰动前的反演目标函数相比，当所述扰动后的反演目标函数增加时，接受所述扰动，总扰动次数加1；否则，不接受所述扰动，恢复所述两个扰动点对应地层位置处的横波阻抗值；

当总扰动次数大于或等于预设扰动次数时，第一扰动处理过程结束，将第一扰动处理结束后的所述目的层段中各个采样点的对应地层位置处的横波阻抗值作为第一横波阻抗值。

优选方案中，所述对第一横波阻抗值进行第二扰动处理，得到所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值，包括：

在所述目的层段中随机选取一个采样点作为变异点；

对所述变异点对应的地层位置处的横波阻抗值进行变异扰动，得到变异后的横波阻抗值，判断所述变异后的横波阻抗值是否在所述变异点的横波阻抗值可扰动范围内；

如果所述变异后的横波阻抗值不在所述变异点的横波阻抗值可扰动范围内，所述变异扰动不接受，在所述目的层段中重新随机选取一个采样点作为变异点，重新进行变异扰动；或者，如果所述变异后的横波阻抗值在所述变异点的横波阻抗值可扰动范围内，计算变异扰动后的转换波反射系数以及目的层段的转换波正演地震数据和反演目标函数；

将所述变异扰动后的反演目标函数与所述变异扰动前的反演目标函数相比，当所述变异扰动后的反演目标函数增加时，接受所述变异扰动，总变异扰动次数加1；否则，不接受所述变异扰动；

当总变异扰动次数大于或等于预设变异扰动次数时，第二扰动处理过程结束，将第二扰动处理结束后的第一横波阻抗值作为所述目标横波阻抗值。

优选方案中，所述确定所述目的层段的密度与横波速度的对应关系，包括：

确定所述目的层段的密度与纵波速度的对应关系；

基于所述目的层段的密度与纵波速度的对应关系，以及所述目的层段的纵波速度与横波速度的速度比，确定所述目的层段的密度与横波速度的对应关系。

优选方案中，所述确定所述目的层段的密度与纵波速度的对应关系，包括：

确定预设第一参数的取值和预设第二参数的取值；

采用下述公式确定所述目的层段的密度与纵波速度的对应关系：

ρ＝Cα^A

公式中，ρ表示所述目的层段的密度，α表示所述目的层段的纵波速度，C表示预设第一参数，A表示预设第二参数。

优选方案中，所述确定预设第一参数的取值和预设第二参数的取值，包括：设定所述预设第一参数的取值为1.74，以及设定所述预设第二参数的取值为0.25。

优选方案中，所述确定预设第一参数的取值和预设第二参数的取值，还包括：根据所述预设第一参数和所述预设第二参数与所述目的层段的岩性的对应关系，确定所述预设第一参数的取值和所述预设第二参数的取值。

优选方案中，所述确定预设第一参数的取值和预设第二参数的取值，还包括：

获取所述目的层段的横波速度曲线数据和测井密度曲线数据；

对所述目的层段的横波速度曲线数据和测井密度曲线数据进行线性拟合，确定所述预设第一参数的取值和所述预设第二参数的取值。

优选方案中，采用下述公式计算所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的横波速度：

公式中，Imp_ss(i)表示所述目的层段中第i个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值，β表示所述目的层段中第i采样点对应地层位置处的横波速度，C表示所述预设第一参数，A表示所述预设第二参数，γ表示所述目的层段的纵波速度与横波速度的速度比。

一种计算地层横波速度的装置，所述装置包括：叠后地震数据确定模块、初始横波阻抗确定模块、反射系数与扰动范围计算模块、目标横波阻抗确定模块、对应关系确定模块以及横波速度计算模块；其中，

所述叠后地震数据确定模块，用于获取目的层段的原始转换波地震数据，根据所述原始转换波地震数据，确定所述目的层段的叠后转换波地震数据；

所述初始横波阻抗确定模块，用于利用所述叠后转换波地震数据，确定所述目的层段的转换波子波数据和各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值；

所述反射系数与扰动范围计算模块，用于获取所述目的层段的纵波速度与横波速度的速度比，根据预设扰动比例值、所述速度比和所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值，计算所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始转换波反射系数和横波阻抗值可扰动范围；

所述目标横波阻抗确定模块，用于基于所述叠后转换波地震数据、所述各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值可扰动范围和初始横波阻抗值、所述转换波子波数据和所述各个采样点对应地层位置处的初始转换波反射系数，确定所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值；

所述对应关系确定模块，用于确定所述目的层段的密度与横波速度的对应关系；

所述横波速度计算模块，用于根据所述速度比、所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值以及所述目的层段的密度与横波速度的对应关系，计算所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的横波速度。

本申请实施例提供了一种计算地层横波速度的方法及装置，基于信噪比较高的目的层段的叠后转换波地震数据进行反演处理，可以得到可靠性较高的反演结果，即目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值。进一步地，在反演处理过程中采用随机排序方法和遗传变异方法进行第一扰动处理和第二扰动处理，分别考虑了目的层段中地层的统计分布规律以及地层的精细变化对转换波反射系数的影响，可以得到分辨率较高的目的层段的目标横波阻抗值，可以提高计算目的层段的横波速度的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一种计算地层横波速度的方法实施例的流程图；

图2是本申请实施例中目的层段的初始横波阻抗信息的地震剖面示意图；

图3是本申请实施例中目的层段的目标横波阻抗信息的地震剖面示意图；

图4是本申请实施例中目的层段的横波速度信息的地震剖面示意图；

图5是本申请计算地层横波速度的装置实施例的组成结构图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种计算地层横波速度的方法及装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1是本申请一种计算地层横波速度的方法实施例的流程图。如图1所示，所述计算地层横波速度的方法，包括以下步骤。

步骤S101：获取目的层段的原始转换波地震数据，根据所述原始转换波地震数据，确定所述目的层段的叠后转换波地震数据。

具体地，可以获取目的层段的原始转换波地震数据。将地表接收到的来自地下同一反射点的原始转换波地震数据经过动校正后进行叠加，可以有效提高地震数据的信噪比，可以将叠加后的转换波地震数据作为叠后转换波地震数据。

步骤S102：利用所述叠后转换波地震数据，确定所述目的层段的转换波子波数据和各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值。

井旁道是指地震数据中与种子井距离最近的地震道。地震数据是地震子波与地层的反射系数进行褶积后的结果。

具体地，所述利用叠后转换波地震数据，确定所述目的层段的转换波子波数据，可以包括：可以获取所述叠后转换波地震数据中的井旁道地震数据和所述目的层段对应的种子井位置处的转换波反射系数；利用所述叠后转换波地震数据中的井旁道地震数据和所述目的层段对应的种子井位置处的转换波反射系数，可以确定所述目的层段的转换波子波数据。

进一步地，所述利用叠后转换波地震数据中的井旁道地震数据和目的层段对应的种子井位置处的转换波反射系数，确定所述目的层段的转换波子波数据，可以包括：分别对所述井旁道地震数据和所述种子井位置处的转换波反射系数进行傅里叶变换，可以分别得到所述井旁道地震数据的振幅谱和相位谱，以及所述种子井位置处的转换波反射系数的振幅谱和相位谱；利用所述井旁道地震数据的振幅谱除以所述种子井位置处的转换波反射系数的振幅谱，可以得到所述转换波子波数据的振幅谱；利用所述井旁道地震数据的相位谱减去所述种子井位置处的转换波反射系数的相位谱，可以得到所述转换波子波数据的相位谱；对所述转换子波数据的振幅谱和相位谱进行傅里叶反变换，可以确定所述转换波子波数据。

所述利用所述叠后转换波地震数据，确定所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值，可以包括：可以获取所述目的层段的构造解释信息和所述目的层段对应的种子井位置处的横波阻抗信息；根据所述构造解释信息和所述目的层段对应的种子井位置处的横波阻抗信息，可以确定所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值。进一步地，所述根据构造解释信息和目的层段对应的种子井位置处的横波阻抗信息，确定所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值，可以包括：可以对所述种子井位置处的横波阻抗信息进行时深转换；对时深转换后的横波阻抗信息进行层序化处理，可以得到与所述叠后转换波地震数据井旁道位置处的横波阻抗属性道数据；利用所述目的层段的构造解释信息中的层位信息和断层信息对所述横波阻抗属性道数据进行外推处理和内插处理，可以确定所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值。所述层序化处理可以用于确定所述目的层段中各个小层之间的接触关系，比如平行、上超和削截等接触关系，为后续外推处理和内插处理做准备。所述外推处理和内插处理可以用于基于所述目的层段中具有种子井信息的区域中的横波阻抗属性道数据，利用所述层序化处理得到的地层接触关系进行外推和内插，可以保证所述目的层段中不具有种子井的区域也有相应的横波阻抗属性道数据。

例如，图2是本申请实施例中目的层段的初始横波阻抗信息的地震剖面示意图。图2中图像灰度值表示目的层段中采样点对应位置处的初始横波阻抗值。图2中CMP表示目的层段的叠后转换波地震数据的共中心点。图2中Time表示目的层段的叠后转换波地震数据的采样时间。

步骤S103：获取所述目的层段的纵波速度与横波速度的速度比，根据预设扰动比例值、所述速度比和所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值，计算所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始转换波反射系数和横波阻抗值可扰动范围。

具体地，基于所述叠后转换波地震数据对应的声波测井资料和横波速度测井资料，例如纵波速度曲线、横波速度曲线等，可以获取所述目的层段的纵波速度与横波速度的速度比。

利用所述各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值，可以计算所述各个采样点对应地层位置处的横波法向入射反射系数。利用所述速度比和所述各个采样点对应地层位置处的横波法向入射反射系数，可以计算所述各个采样点的对应地层位置处的初始转换波反射系数。

进一步地，可以采用下述公式计算所述横波法向入射反射系数：

公式(1)中，表示表示所述目的层段中第i个采样点对应地层位置处的横波法向入射反射系数，Imp_ss(i)表示所述目的层段中第i个采样点对应的地层位置处的横波阻抗值。

可以采用下述公式计算所述初始转换波反射系数：

公式(2)中，表示入射角度为θ时所述目的层段中第i个采样点对应地层位置处的初始转换波反射系数，表示所述目的层段中第i个采样点对应地层位置处的横波法向入射反射系数，γ表示所述目的层段的纵波速度与横波速度的速度比。

以所述各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值为基准值，根据所述预设扰动比例值，可以计算所述目的层中各个采样点对应地层位置处的横波阻抗可扰动范围。例如，可以采用下述公式表征所述横波阻抗可扰动范围：

公式(3)中，lim₁(t_i)和lim₂(t_i)分别表示所述目的层段中第i个采样点对应地层位置处的横波阻抗可扰动范围对应的可扰动边界的上限和下限，Imp_ss(t_i)表示所述目的层段中第i个采样点对应的采样时间位置处的横波阻抗值，per表示所述预设扰动比例值。所述预设扰动比例值的取值范围可以为0.01～1。

或者，根据所述各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值可以计算各个采样点对应地层位置处的滑动平均横波阻抗值。以所述滑动平均横波阻抗值为基准值，根据所述预设扰动比例值，可以计算所述目的层中各个采样点对应地层位置处的横波阻抗可扰动范围。例如，可以采用下述公式计算所述滑动平均横波阻抗值：

公式(4)中，Mean(t_i)表示所述目的层段中第i个采样点对应采样时间位置处的滑动平均横波阻抗值，l表示预设滑动时窗的窗长，j表示在预设滑动时窗的窗长l内的采样时间间隔，Imp_ss(t_i+j)表示所述目的层段中采样时间t_i+j位置处的横波阻抗值。其中所述预设滑动时窗的窗长的取值范围为N表示所述目的层段中采样点的个数，Δt表示单位采样时间间隔。

可以采用下述公式计算所述横波阻抗可扰动范围：

公式(5)中，Mean(t_i)表示所述目的层段中第i个采样点对应采样时间位置处的滑动平均横波阻抗值，lim₁(t_i)和lim₂(t_i)分别表示所述目的层段中第i个采样点对应地层位置处的横波阻抗可扰动范围对应的可扰动边界的上限和下限，per表示所述预设扰动比例值。所述预设扰动比例值的取值范围可以为0.01～1。

步骤S104：基于所述叠后转换波地震数据、所述各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值可扰动范围和初始横波阻抗值、所述转换波子波数据和所述各个采样点对应地层位置处的初始转换波反射系数，确定所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值。

具体地，对所述各个采样点的对应地层位置处的初始转换波反射系数和所述转换波子波数据进行正演处理，可以得到所述目的层段的转换波正演地震数据。利用所述叠后转换波地震数据、所述转换波正演地震数据和预设地震数据权系数，可以计算所述目的层段的反演目标函数。利用所述各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值可扰动范围，可以对所述各个采样点的对应地层位置处的初始横波阻抗值进行第一扰动处理，可以得到所述目的层段中各个采样点的对应地层位置处的第一横波阻抗值。利用所述各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值可扰动范围，可以对第一横波阻抗值进行第二扰动处理，可以得到所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值。其中，所述预设地震数据权系数的取值范围为0.5～1。进一步地，可以采用下述公式对所述各个采样点的对应地层位置处的转换波反射系数和所述转换波子波数据进行正演处理，即褶积运算：

公式(6)中，表示所述目的层段的转换波正演地震数据，R_ps表示所述目的层段各个采样点对应地层位置处的转换波反射系数，w_ps表示所述转换波子波数据。

进一步地，可以采用下述公式计算所述目的层段的反演目标函数：

公式(7)中，Obj表示所述目的层段的反演目标函数，a表示预设地震数据权系数，x_i表示所述叠后转换波地震数据中第i个采样点对应的振幅值，表示所述叠后转换波地震数据中所有采样点对应的振幅值的平均值，表示所述转换波正演地震数据中第i个采样点对应的振幅值，表示所述转换波正演地震数据中所有采样点对应的振幅值的平均值，N表示所述目的层段中采样点的个数，I'表示扰动后的转换波反射系数序列，I表示扰动前所述目的层段的转换波反射系数序列，Dis(I'-I)表示扰动后与扰动前的所述目的层段的转换波反射系数序列的相似度。

进一步地，可以采用随机排序方法对所述各个采样点的对应地层位置处的初始横波阻抗值进行第一扰动处理，得到所述目的层段中各个采样点的对应地层位置处的第一横波阻抗值。

具体地，可以在所述目标层段中随机选取两个采样点作为扰动点。可以判断所述两个扰动点对应的地层位置处的横波阻抗值是否在彼此的横波阻抗值可扰动范围内。如果所述两个扰动点对应的地层位置处的横波阻抗值不在彼此的转换波反射系数可扰动范围内，可以在所述目的层段中重新随机选取两个采样点作为两个扰动点。或者，如果所述两个扰动点对应的地层位置处的横波阻抗值在彼此的横波阻抗值可扰动范围内，可以将所述两个扰动点对应的地层位置处的横波阻抗值互换。可以计算扰动后的两个扰动点对应的地层位置处的转换波反射系数，以及扰动后的所述目的层段的转换波正演地震数据和反演目标函数。可以将所述扰动后的反演目标函数与所述扰动前的反演目标函数相比。当所述扰动后的反演目标函数增加时，接受所述扰动，总扰动次数加1；否则，不接受所述扰动，恢复所述两个扰动点对应地层位置处的横波阻抗值。当总扰动次数大于或等于预设扰动次数时，第一扰动处理过程结束，将第一扰动处理结束后的所述目的层段中各个采样点的对应地层位置处的横波阻抗值作为第一横波阻抗值。其中，预设扰动次数的取值范围为100N～1000N，N表示所述目的层段中采样点的个数。

进一步地，可以利用遗传变异方法对第一横波阻抗值进行第二扰动处理，得到所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值。

具体地，可以在所述目的层段中随机选取一个采样点作为变异点。可以对所述变异点对应的地层位置处的横波阻抗值进行变异扰动，得到变异后的横波阻抗值。可以判断所述变异后的横波阻抗值是否在所述变异点的横波阻抗值可扰动范围内。如果所述变异后的横波阻抗值不在所述变异点的横波阻抗值可扰动范围内，所述变异扰动不接受。可以在所述目的层段中重新随机选取一个采样点作为变异点，重新进行变异扰动。或者，如果所述变异后的横波阻抗值在所述变异点的横波阻抗值可扰动范围内，可以计算变异扰动后的转换波反射系数以及目的层段的转换波正演地震数据和反演目标函数。可以将所述变异扰动后的反演目标函数与所述变异扰动前的反演目标函数相比。当所述变异扰动后的反演目标函数增加时，接受所述变异扰动，总变异扰动次数加1；否则，不接受所述变异扰动。当总变异扰动次数大于或等于预设变异扰动次数时，第二扰动处理过程结束，将第二扰动处理结束后的第一横波阻抗值作为所述目标横波阻抗值。其中，预设变异扰动次数的取值范围为100N～1000N，N表示所述目的层段中采样点的个数。

例如，图3是本申请实施例中目的层段的目标横波阻抗信息的地震剖面示意图。图3中图像灰度值表示目的层段中采样点对应位置处的目标横波阻抗值。图3中CMP表示目的层段的叠后转换波地震数据的共中心点。图3中Time表示目的层段的叠后转换波地震数据的采样时间。

步骤S105：确定所述目的层段的密度与横波速度的对应关系。

具体地，可以确定所述目的层段的密度与纵波速度的对应关系。基于所述目的层段的密度与纵波速度的对应关系，以及所述目的层段的纵波速度与横波速度的速度比，可以确定所述目的层段的密度与横波速度的对应关系。

进一步地，可以采用下述公式确定所述目的层段的密度与纵波速度的对应关系：

ρ＝Cα^A (8)

公式(8)中，ρ表示所述目的层段的密度，α表示所述目的层段的纵波速度，C表示预设第一参数，A表示预设第二参数。可以设定所述预设第一参数的取值可以为1.74。可以设定所述预设第二参数的取值可以为0.25。从而所述目的层段的密度与纵波速度的对应关系可以采用下述公式表征：

ρ＝1.74α^0.25 (9)

公式(9)中，ρ表示所述目的层段的密度，α表示所述目的层段的纵波速度。

进一步地，在转换波反演过程中，所述目的层段的纵波速度与横波速度的速度比是已知的。可以采用下述公式确定所述目的层段的密度与横波速度的对应关系：

公式(10)中，ρ表示所述目的层段的密度，β表示所述目的层段的纵波速度，γ表示所述目的层段的纵波速度与横波速度的速度比，C表示预设第一参数，A表示预设第二参数。

在另一种实施方式中，根据所述预设第一参数和所述预设第二参数与所述目的层段的岩性的对应关系，可以确定所述预设第一参数的取值和所述预设第二参数的取值。所述预设第一参数的取值和所述预设第二参数的取值与所述目的层段的岩性相关联。表1为不同岩性的目的层段对应的预设第一参数的取值和预设第二参数的取值。如表1所示，当所述目的层段的岩性不同时，所述预设第一参数的取值和预设第二参数的取值均不同。

表1不同岩性的目的层段对应的预设第一参数的取值和预设第二参数的取值

在另一种实施方式中，可以获取所述目的层段的测井横波速度曲线数据和测井密度曲线数据。对所述目的层段的测井横波速度曲线数据和测井密度曲线数据进行线性拟合，可以确定所述预设第一参数的取值和所述预设第二参数的取值。具体地，根据所述目的层段对应的偶极横波测井数据和密度测井数据，可以获取所述目的层段的测井横波速度曲线数据和测井密度曲线数据。

例如，可以对公式(10)中ρ＝C'β^A进行两边求导，可以得到lnρ＝ln C'+Alnβ。由此，可以将公式lnρ＝ln C'+Alnβ替换为lnρⁱ＝ln C'+Alnβⁱ，其中ρⁱ和βⁱ分别表示所述目的层段中第i个采样点对应地层位置处的密度和横波速度。所述目的层段的测井横波速度曲线数据和测井密度曲线数据分别表示所述目的层段中N个采样点对应地层位置处的横波速度和密度。其中N为大于或等于1的整数。对所述目的层段中N个采样点对应地层位置处的密度和横波速度进行线性拟合，可以得到所述公式lnρⁱ＝ln C'+Alnβⁱ中

和其中，yⁱ＝lnρⁱ，xⁱ＝lnβⁱ。从而可以确定所述预设第一参数的取值和所述预设第二参数的取值。

需要说明的是，步骤S105可以在步骤S104之前或之后，本申请对此并不作出限定。

步骤S106：根据所述速度比、所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值以及所述目的层段的密度与横波速度的对应关系，计算所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的横波速度。

具体地，所述目标横波阻抗值等于所述目的层段的密度与所述目的层段的横波速度的乘积。根据所述目的层段的密度与横波速度的对应关系，可以采用下述公式计算所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的横波速度：

公式(11)中，Imp_ss(i)表示所述目的层段中第i个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值，β(i)表示所述目的层段中第i采样点对应地层位置处的横波速度，C表示所述预设第一参数，A表示所述预设第二参数，γ表示所述目的层段的纵波速度与横波速度的速度比。

例如，图4是本申请实施例中目的层段的横波速度信息的地震剖面示意图。图4中图像灰度值表示目的层段中采样点对应位置处的横波速度。图4中CMP表示目的层段的叠后转换波地震数据的共中心点。图4中Time表示目的层段的叠后转换波地震数据的采样时间。

所述计算地层横波速度的方法实施例，基于信噪比较高的目的层段的叠后转换波地震数据进行反演处理，可以得到可靠性较高的反演结果，即目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值。进一步地，在反演处理过程中采用随机排序方法和遗传变异方法进行第一扰动处理和第二扰动处理，分别考虑了目的层段中地层的统计分布规律以及地层的精细变化对转换波反射系数的影响，可以得到分辨率较高的目的层段的目标横波阻抗值，可以提高计算目的层段的横波速度的准确度。

图5是本申请计算地层横波速度的装置实施例的组成结构图。如图5所示，所述计算地层横波速度的装置，可以包括：叠后地震数据确定模块100、初始横波阻抗确定模块200、反射系数与扰动范围计算模块300、目标横波阻抗确定模块400、对应关系确定模块500以及横波速度计算模块600。

所述叠后地震数据确定模块，可以用于获取目的层段的原始转换波地震数据，根据所述原始转换波地震数据，可以确定所述目的层段的叠后转换波地震数据。

所述初始横波阻抗确定模块，可以用于利用所述叠后转换波地震数据，确定所述目的层段的转换波子波数据和各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值。

所述反射系数与扰动范围计算模块，可以用于获取所述目的层段的纵波速度与横波速度的速度比，根据预设扰动比例值、所述速度比和所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始横波阻抗值，可以计算所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的初始转换波反射系数和横波阻抗值可扰动范围。

所述目标横波阻抗确定模块，可以用于基于所述叠后转换波地震数据、所述各个采样点对应地层位置处的横波阻抗值可扰动范围和初始横波阻抗值、所述转换波子波数据和所述各个采样点对应地层位置处的初始转换波反射系数，确定所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值。

所述对应关系确定模块，可以用于确定所述目的层段的密度与横波速度的对应关系。

所述横波速度计算模块，可以用于根据所述速度比、所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值以及所述目的层段的密度与横波速度的对应关系，计算所述目的层段中各个采样点对应地层位置处的横波速度。

所述计算地层横波速度的装置实施例与所述计算地层横波速度的方法实施例相对应，可以得到可靠性较高和分辨率较高的反演结果，即目的层段中各个采样点对应地层位置处的目标横波阻抗值，可以提高计算目的层段的横波速度的准确度。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware Description Language)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(Ruby Hardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。该计算机软件产品可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。该计算机软件产品可以存储在内存中，内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括短暂电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。