CN117368968A - 基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法。主要解决现有针对非常规油气勘探目标常规商业软件速度模型平滑方法会造成速度模型失真从而导致成像、构造精度不能满足勘探需求的问题。本发明公布的速度模型平滑处理方法，通过目的层深度H（或时间域T和目的层平均速度V）确定三维三个方向上平滑参数SX、SY、SZ，再利用最小二乘卷积拟合算法对三维速度模型进行平滑处理，后验效果良好，平滑后的速度模型稳定与构造大趋势吻合，偏移成像精确，道集同相轴均拉平。利用本发明方法，可较好保留输入速度模型观测信息，最终成像、构造精度得到有效改善，为非常规油气勘探提供数据支撑。
Description
技术领域：
本发明涉及地震资料处理技术领域，特别涉及一种基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，通过本方法为PSDM或PSTM提供准确平滑的速度模型。
背景技术：
21世纪之前，勘探目标主要以构造勘探为主，成像精度需求较低，因此常规叠前时间偏移对速度场并无过高的要求。进入21世纪以来，勘探目标已由构造勘探逐步向非常规油气勘探转变，对成像的精度提出更高的要求，地震偏移成像精度最重要的影响因素就是速度，无论叠前时间偏移PSTM还是叠前深度偏移PSDM，偏移速度的精度和合理性直接决定偏移成果准确性。但目前地震资料处理主流商业软件交互速度分析都以一定距离为间隔(整数倍道距)完成分析，得到的时/深-速度对需要插值平滑后才能用于整体偏移处理，当速度平滑结果横向变化剧烈时积分法偏移会出现不稳定的问题。主流商业地震资料处理软件中，并未将速度平滑算法和实现方法作为重要的研发对象，常用平滑算法如中值滤波、拉普拉斯滤波、滑动平滑算法都是主流地震资料处理软件常用的平滑方法，缺省平滑参数通常也未考虑实际处理对象构造复杂程度。受平滑方法限制，易造成平滑后速度模型横向局部异常变化或者有效信息受到破坏。针对地震处理，偏移速度场平滑一直并未引起从业人员的足够重视，但实际生产中，速度场平滑结果合理性直接决定整套处理流程结果的成败。
发明内容：
本发明在于针对当前非常规油气勘探目标，常规商业软件速度模型平滑方法会造成速度模型平滑不足产生的局部速度异常或速度模型平滑过大造成的速度模型失真，从而导致成像、构造精度不能满足勘探需求的问题，而提供一种基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，基于本发明技术，平滑后的速度模型稳定，可较好保留输入速度模型观测信息，提高速度模型平滑精度，最终成像、构造精度得到有效改善，为非常规油气勘探提供数据支撑。
本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，包括以下步骤：
S1.选取目标区块，结合目标区块的地质需求，对偏移方法进行选择；
S2.基于选择的偏移方法，通过初始三维速度模型，计算得到相对目的层的最佳滑动窗口参数SX、SY、SZ；由得到最佳滑动窗口参数SX、SY、SZ，确定SX×SY×SZ滑动窗口；
其中：SX为三维速度模型的主测线方向平滑窗口参数；
SY为三维速度模型的联络测线方向平滑窗口参数；
SZ为三维速度模型的垂向平滑窗口参数；
S3.将步骤S2计算得到的SX、SY、SZ，对滑动窗口内SX×SY×SZ个样点的速度值进行多元n次多项式拟合计算，确定多项式对应的SX×SY×SZ权系数矩阵A；
S4将步骤S3确定的SX×SY×SZ权系数矩阵A应用到S3的SX×SY×SZ滑动窗口的全部元素，即可获取滑动窗口中心点D(i,j,k)处最佳拟合值；
S5.分别沿着初始三维速度模型的X、Y、Z三个方向对整个初始三维速度模型进行平滑处理，平滑处理结束后，得到平滑后的速度模型；输出平滑后的速度模型用于偏移处理。
优选的，所述偏移方法包括；采用叠前深度偏移处理方法对深度域层速度模型进行平滑处理及采用叠前时间偏移处理方法，对时间域偏移速度模型进行平滑处理。
优选的，所述采用叠前深度偏移处理方法，对深度域层速度模型进行平滑处理的方法，包括：
先明确成像目的层深度H；
计算三维速度模型的主测线方向平滑窗口参数SX；
以及三维速度模型的联络测线方向平滑窗口数SY；
以及三维速度模型的垂向平滑窗口参数SZ；
相对于输入的滑动窗口内的元素，SX、SY、SZ越大平滑程度越高，SX、SY、SZ越小平滑程度越低；
以及/或，
SX＝4H/Δx+1；
SY＝4H/Δy+1；
SX、SY、SZ均为奇数；
其中：Δx和Δy是处理对象观测系统面元在x和y方向上的大小，单位为m；
H为成像目的层深度，单位为m。
优选的，所述三维速度模型的垂向平滑参数SZ，根据对模型垂向平滑度的需求确定，垂向平滑参数SZ取SX和SY中较大的那个值。
优选的，所述采用叠前时间偏移处理方法，对时间域偏移速度模型进行平滑处理的方法，包括：
先明确成像目的层时间T；目的层的平均速度V；
计算三维速度模型的主测线方向平滑参数SX；
以及三维速度模型的联络测线方向平滑窗口数SY，
以及三维速度模型的垂向平滑参数SZ；
相对于输入的滑动窗口内的元素，SX、SY、SZ越大平滑程度越高，SX、SY、SZ越小平滑程度越低；
以及/或，
SX＝2VT/Δx+1；
SY＝2VT/Δy+1；
SX、SY、SZ均为奇数；
其中：Δx和Δy是处理对象观测系统面元在x和y方向上的大小，单位为m；
T是成像目的层时间，单位为s；
V是目的层的平均速度，单位为m/s。
所述SZ根据对模型垂向平滑度的需求确定，垂向平滑参数SZ取SX和SY中较大的那个值。
优选的，所述步骤S3中SX×SY×SZ权系数矩阵A的求取方法，包括以下步骤：
S71.确定最小二乘拟合多项式，以SX、SY、SZ大小的滑动窗口内x、y、z三个方向元素个数分别为l、m、n个,中心位置的元素为D(i,j,k),可得拟合多项式：
式中：
P(i',j',k′,)为拟合值；
(xi',yj',zk')为平滑窗口内元素D(i',j',k')在平滑窗口内的位置；
asvt为拟合多项式系数，写成矩阵形式即为：P＝AB，P为滑动窗口内的每个元素拟合后组成的矩阵，A为最小二乘拟合多项式参数组成的矩阵，即权系数矩阵，矩阵B为滑动窗口内的元素根据拟合多项式中与系数asvt对应的xi' syj' tzk' v值组成的矩阵；
l、m、n分别代表滑动窗口内包含的xyz三个方向的元素个数；xi' syj' tzk' v代表滑动窗口中每一点的位置(xi',yj',zk')处根据多项式拟合公式计算出的值。
S72.可以确定拟合得到的滑动窗口内均方误差E＝P-D；其中：矩阵E为均方误差，矩阵D为滑动窗口内的各元素初始值组成的矩阵；
S73.根据最小二乘原理，使均方根误差最小，由均方误差E变换可求得权系数矩阵A＝B-1D，
优选的，所述步骤S3中，多项式次数n<SX、SY、SZ，n取3。
优选的，所述步骤S5分别沿着X、Y、Z三个方向对整个三维速度数据体的平滑处理的方法，包括以下步骤：
从初始位置选取滑动窗口，选取以1个单位为增量滑动SX×SY×SZ时窗，判断滑动SX×SY×SZ时窗的末端是否到达初始三维速度模型该方向最大元素，如果没达到，重复步骤S3和S4的操作；在初始三维速度模型的X、Y、Z三个方向上，当滑动SX×SY×SZ时窗的末端到达初始三维速度模型该方向最大元素时结束滑动，停止对该方向上初始三维速度模型的最小二乘卷积拟合加权处理；
当三个方向均停止处理时，完成对整个初始三维速度数据体的平滑处理。
本发明基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，相对于常规的中值滤波、拉普拉斯滤波、滑动平滑算法，抗噪性和抗异常值能力与最小二乘卷积拟合算法相当，但最小二乘卷积拟合法对于数据的观测信息保持更好。最小二乘卷积拟合算法是最常用的信号处理手段，广泛应用与光谱分析等领域。最小二乘卷积拟合(多项式拟合)是非常成熟的算法，MATLAB等软件和各开源数据库中均有成熟程序，经简单变量设置即可快速实现。同时，本发明应用对象是时间域和深度域的速度模型，叠后的速度模型不同于叠前地震数据的体量，叠后速度模型非常小，以10000m记录道长，1000条线，1000个CDP/线，垂向采样间隔10m的一个标准segy格式的速度模型为例，该模型大小不足10GB，几乎不需要考虑计算效率，且最小二乘卷积拟合早已实现多线程并行计算，计算效率和实现方法都不是制约本发明核心内容实施推广的瓶颈问题，所以在本发明中不对最小二乘卷积拟合算法和实现过程做赘述。
本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：
稳定正确的速度模型是偏移成像的基础，本发明将速度平滑算法和实现方法作为重要的研发对象，本发明方法平滑处理后速度模型剖面整体没有出现横向速度异常和垂向速度反转，使速度场平滑结果更加合理；使速度场横向变化趋势及垂向变化规律与地质构造认识更相符。
本发明最小二乘拟合平滑方法，基于最小二乘原理，有效解决实际生产遇到的速度平滑过程中平滑不足造成的速度模型局部畸变或平滑溢出造成的速度模型失真，导致成像精度不能满足精细勘探需求的问题。具有平滑后的速度模型稳定，可较好的保留输入速度模型的观测信息，与构造大趋势吻合程度高，偏移成像精度高，构造误差小等优点。在对速度平滑过程中，可以保留质控点的速度拾取有效信息，最大程度遵循构造的合理变化，且平滑后的速度场横、纵向与构造吻合程度非常高。在最小二乘拟合平滑技术的指导下，最终偏移成果剖面振幅保真性好，对井符合率从0.7提高到0.91，成像精度显著提高。
本发明方法平滑处理的速度模型较常规商业软件速度模型平滑方法具有简单、高效等优点。在大庆油田多个针对T2上覆泥岩互层为勘探目标的水平井探区得到有效的推广应用。利用本发明方法平滑处理后的速度模型稳定，与构造趋势相关性得到显著改善，精度大幅提高，最终成果数据成像精度高，保真度好，对井构造误差得到明显改善。针对大庆油田非常规油气勘探(致密油、深层气等)领域具有广泛的应用前景。
在大庆某水平井探区进行推广应用并见到良好效果。最终时间域偏移成果保真度高，深度域成像对井构造误差得到明显改善。
附图说明：
图1是为本发明速度模型平滑处理方法的流程图；
图2是本发明实施例中商业地震资料处理软件Omega缺省参数平滑处理后的RMS速度模型剖面；
图3是为本发明实施例中本发明方法平滑处理后的RMS速度模型剖面，同图2同一位置；
图4是为本发明实施例中图3、图4速度剖面相同位置对应的实际地震剖面；
图5为本发明实施例中常规速度平滑方法获得的地震成果剖面对井井合成记录(a)，及最小二乘拟合的速度平滑方法获得的地震成果剖面对井合成记录(b)。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，一种基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，包括以下步骤：
S1.选取目标区块，结合目标区块的地质需求，对偏移方法进行选择；
所述偏移方法包括；采用叠前深度偏移处理方法对深度域层速度模型进行平滑处理及采用叠前时间偏移处理方法，对时间域偏移速度模型进行平滑处理。
S2.基于选择的偏移方法，通过初始三维速度模型，计算得到相对目的层的最佳滑动窗口参数SX、SY、SZ；由得到最佳滑动窗口参数SX、SY、SZ，确定SX×SY×SZ滑动窗口；
其中：SX为三维速度模型的主测线方向平滑窗口参数；
SY为三维速度模型的联络测线方向平滑窗口参数；
SZ为三维速度模型的垂向平滑窗口参数；
S21.所述采用叠前深度偏移处理方法，对深度域层速度模型进行平滑处理的方法，包括以下步骤：
先明确成像目的层深度H；
计算三维速度模型的主测线方向平滑窗口参数SX；
以及三维速度模型的联络测线方向平滑窗口数SY；
以及三维速度模型的垂向平滑窗口参数SZ；
所述三维速度模型的垂向平滑参数SZ，根据对模型垂向平滑度的需求确定，垂向平滑参数SZ取SX和SY中较大的那个值。
相对于输入的滑动窗口内的元素，SX、SY、SZ越大平滑程度越高，SX、SY、SZ越小平滑程度越低；
以及/或，
SX＝4H/Δx+1；
SY＝4H/Δy+1；
SX、SY、SZ均为奇数；
其中：Δx和Δy是处理对象观测系统面元在x和y方向上的大小，单位为m；H为成像目的层深度，单位为m。
S22.所述采用叠前时间偏移处理方法，对时间域偏移速度模型进行平滑处理的方法，包括以下步骤：
先明确成像目的层时间T；目的层的平均速度V；
计算三维速度模型的主测线方向平滑参数SX；
以及三维速度模型的联络测线方向平滑窗口数SY，
以及三维速度模型的垂向平滑参数SZ；SZ根据对模型垂向平滑度的需求确定，垂向平滑参数SZ取SX和SY中较大的那个值。
相对于输入的滑动窗口内的元素，SX、SY、SZ越大平滑程度越高，SX、SY、SZ越小平滑程度越低；
以及/或，
SX＝2VT/Δx+1；
SY＝2VT/Δy+1；
SX、SY、SZ均为奇数；
其中：Δx和Δy是处理对象观测系统面元在x和y方向上的大小，单位为m；
T是成像目的层时间，单位为s；
V是目的层的平均速度，单位为m/s。
S3.将步骤S2计算得到的SX、SY、SZ，对滑动窗口内SX×SY×SZ个样点的速度值进行多元n次多项式拟合计算，确定多项式对应的SX×SY×SZ权系数矩阵A；多项式次数n<SX、SY、SZ，n取3。
所述SX×SY×SZ权系数矩阵A的求取方法：包括以下步骤：
S31.确定最小二乘拟合多项式，以SX、SY、SZ大小的滑动窗口内x、y、z三个方向元素个数分别为l、m、n个,中心位置的元素为D(i,j,k),可得拟合多项式：
式中：
P(i',j',k′,)为拟合值；
(xi',yj',zk')为平滑窗口内元素D(i',j',k')在平滑窗口内的位置；
asvt为拟合多项式系数，写成矩阵形式即为：P＝AB，P为滑动窗口内的每个元素拟合后组成的矩阵，A为最小二乘拟合多项式参数组成的矩阵，即权系数矩阵，矩阵B为滑动窗口内的元素根据拟合多项式中与系数asvt对应的xi' syj' tzk' v值组成的矩阵；
l、m、n分别代表滑动窗口内包含的xyz三个方向的元素个数；xi' syj' tzk' v代表滑动窗口中每一点的位置(xi',yj',zk')处根据多项式拟合公式计算出的值。
S32.可以确定拟合得到的滑动窗口内均方误差E＝P-D，其中矩阵E为均方误差，矩阵D为滑动窗口内的各元素初始值组成的矩阵；
S33.根据最小二乘原理，使均方根误差最小，由均方误差E变换可求得权系数矩阵A＝B-1D。
S4.将步骤S3确定的SX×SY×SZ权系数矩阵A应用到S3的SX×SY×SZ滑动窗口的全部元素，即可获取滑动窗口中心点D(i,j,k)处最佳拟合值；
S5.分别沿着初始三维速度模型的X、Y、Z三个方向对整个初始三维速度模型进行平滑处理，平滑处理结束后，得到平滑后的速度模型；输出平滑后的速度模型用于偏移处理。
所述步骤S5分别沿着X、Y、Z三个方向对整个三维速度数据体的平滑处理的方法，包括以下步骤：
从初始位置选取滑动窗口，选取以1个单位为增量滑动SX×SY×SZ时窗，判断滑动SX×SY×SZ时窗的末端是否到达初始三维速度模型该方向边界，如果没达到，重复步骤S3和S4的操作；在初始三维速度模型的X、Y、Z三个方向上，当滑动SX×SY×SZ时窗的末端到达初始三维速度模型该方向最大元素时结束滑动，停止对该方向上初始三维速度模型的最小二乘卷积拟合加权处理；
当三个方向均停止处理时，完成对整个初始三维速度数据体的平滑处理。
实施例1
本发明一种基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，用于处理大庆油田某水平井区T2上覆泥页岩互层目标，包括以下步骤：
S1.结合选取的目标区块的地质需求，对偏移方法进行选择；
S2.基于选择的偏移方法，通过初始三维速度模型，计算得到相对目的层的最佳滑动窗口参数SX、SY、SZ；由得到最佳滑动窗口参数SX、SY、SZ，确定SX×SY×SZ滑动窗口；
其中：SX为三维速度模型的主测线方向平滑窗口参数；
SY为三维速度模型的联络测线方向平滑窗口参数；
SZ为三维速度模型的垂向平滑窗口参数。
S21.该工区需要解决对井构造误差优化处理的问题，需要明确地质构造层位地下深度，故选择采用叠前深度偏移PSDM处理方法。采用叠前深度偏移PSDM处理方法，对深度域层速度模型进行平滑处理，则先明确成像目的层深度H，单位为m，计算三维速度模型的主测线方向平滑参数SX＝4H/Δx+1，三维速度模型的联络测线方向平滑窗口数SY＝4H/Δy+1，三维速度模型的垂向平滑参数SZ根据对模型垂向平滑度的需求确定，建议垂向平滑参数SZ取SX和SY中较大的那个值，其中Δx和Δy是处理对象观测系统面元在x和y方向上的大小，单位为m，SX、SY、SZ必须均为奇数，SX、SY、SZ越大平滑程度越高，SX、SY、SZ越小平滑程度越低。如图1技术流程中，处理对象是用于深度偏移PSDM的速度模型，观测系统中面元大小为20m×10m，Δx＝20，Δy＝10，解释目的层深度下限为2000m，则H＝1000m，三维速度模型的主测线方向平滑参数SX＝4×1000/20+1＝201，三维速度模型的联络测线方向平滑窗口数SY＝4×1000/10+1＝401，SZ可取值为401。
S22.结合地质需求和偏移方法选择，该工区主要问题是针对T2上覆泥岩互层高保真、高精度成像，故选择叠前时间偏移处理。
采用叠前时间偏移处理PSTM方法，对时间域RMS偏移速度模型进行平滑处理，则先明确成像目的层时间T，单位为s，目的层的平均速度V，单位为m/s，计算三维速度模型的主测线方向平滑参数SX＝2VT/Δx+1，三维速度模型的联络测线方向平滑窗口数SY＝2VT/Δy+1，三维速度模型的垂向平滑参数SZ根据对模型垂向平滑度的需求确定，建议垂向平滑参数SZ取SX和SY中较大的那个值，其中Δx和Δy是处理对象观测系统面元在x和y方向上的大小，该参数包含在地震资料采集过程中形成的野外炮点、检波点、炮检点关系文件中，其意义为检波点间距、炮点间距，单位为m，SX、SY、SZ必须均为奇数，SX、SY、SZ越大平滑程度越高，SX、SY、SZ越小平滑程度越低。如图1技术流程中，处理对象是用于时间偏移PSTM的层速度模型，观测系统中面元大小为20m×10m，Δx＝20，Δy＝10，解释目的层深度下限为1s，对应的地层平均速度为2000m/s，则三维速度模型的主测线方向平滑参数SX＝2×1×2000/20+1＝201，三维速度模型的联络测线方向平滑窗口数SY＝2×1×2000/10+1＝401，SZ可取值为401。S3.将步骤S2计算得到的SX、SY、SZ做为输入滑动窗口参数，对滑动窗口内SX×SY×SZ个样点的速度值进行多元n次多项式拟合计算，通过最小二乘原理使多项式的拟合误差最小确定多项式对应的SX×SY×SZ权系数矩阵A，要求多项式次数p<SX、SY、SZ，n通常取3。S2计算得到的滑动窗口大小为SX×SY×SZ(401x201x401)，x、y、z三个方向元素个数分别为401、201、401个，中心位置元素为D(201,101,201)，可得拟合多项式：
式中：
i'＝i+xi'；xi'＝-200,-199,…,-1,0,1,…,199,200
j'＝j+yj'；yj'＝-100,-99,…,-1,0,1,…,99,100
k'＝k+zk'；zk'＝-200,-199,…,-1,0,1,…,199,200
P(i',j',k,)为拟合值；
将拟合多项式写成矩阵形式即P＝AB，通过计算拟合值最小均方误差求解出权系数矩阵A。
S4.将步骤S3确定的SX×SY×SZ权系数矩阵A应用回初始速度模型的401x201x401个元素组成矩阵的每一个元素，即可求出滑动窗口中心点D(201,101,201)处最佳拟合值P(201,101,201)；针对不同滑动窗口，均有一个最佳拟合值P(i,j,k)与其滑动窗口中心点值D(i,j,k)对应，可以通过求解针对目的层的等间隔滑动窗口拟合值与对应点的实际值对比进行质控，该处的间隔根据实际目标区块目的层速度变化趋势确定，针对非常规油气藏，选择200米，通过大庆油田多非常规油气勘探工区实际数据测试，本发明方法选取的滑动平滑窗口参数及拟合多项式次数为最优解。
S5.分别沿着X、Y、Z三个方向以1个单位为增量滑动SX×SY×SZ时窗，重复步骤S3和S4的操作，在三维速度模型的三个方向上，当滑动SX×SY×SZ时窗的末端到达数据体该方向最大元素时结束滑动，停止对该方向上速度模型的最小二乘卷积拟合加权处理，当三个方向均停止处理时，针对整个三维速度模型的平滑处理结束。输出平滑后的速度模型用于偏移处理。图2是商业地震资料处理软件Omega缺省参数平滑处理后的RMS速度模型剖面。图3是本发明方法平滑处理后的RMS速度模型剖面，同图2同一位置。图4是与图2、图3速度剖面相同位置对应的实际地震剖面。可以看出，图2平滑处理后的速度剖面在1500ms和2000ms标尺线处存在多处横向速度突变和反转，图2平滑处理后的速度剖面与图4对应的地下实际构造也没有良好的对应关系，过快的横向变化和明显的速度边界会导致偏移成像出现假象和异常。而图3本发明方法平滑处理后速度模型剖面整体没有出现横向速度异常和反转，速度趋势和图4实际地下构造较为吻合，稳定正确的速度模型是偏移成像的基础，图5(a)为常规处理商业软件中值滤波速度模型平滑方法得到的速度模型偏移成果剖面与井合成记录标定，图5(b)为本发明方法速度模型平滑后便宜成果剖面与井合成记录标定，常规速度模型平滑偏移剖面对井合成记录相关系数在0.75左右，且波阻强弱关系对井效果不好，而利用本发明专利得到的速度模型偏移剖面对井合成记录相关系数提高到0.91，波阻强弱关系得到明显改善。
地震资料处理解释人员可根据本发明公布的方法进行这样或那样的简单变化、或算法调整及优化或粗化、省略本发明流程中的某个或某些步骤，凡是采用与本发明相同核心理念的做法均应视为对本专利的侵权。
说明：在本发明专利公布的说明书指导下，各领域研究人员会以本专利公布的核心指导思想和研究思路为指导，参考采用全部流程或部分流程，以及做出这样或那样的变化方式，取得与说明书中所述实例的全部或部分效果相同或相近的结果，应同样视为侵权。
Claims (10)
1.一种基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.选取目标区块，结合目标区块的地质需求，对偏移方法进行选择；
S2.基于选择的偏移方法，通过初始三维速度模型，计算得到相对目的层的最佳滑动窗口参数SX、SY、SZ；由得到最佳滑动窗口参数SX、SY、SZ，确定SX×SY×SZ滑动窗口；
其中：SX为三维速度模型的主测线方向平滑窗口参数；
SY为三维速度模型的联络测线方向平滑窗口参数；
SZ为三维速度模型的垂向平滑窗口参数；
S3.将步骤S2计算得到的SX、SY、SZ，对滑动窗口内SX×SY×SZ个样点的速度值进行多元n次多项式拟合计算，确定多项式对应的SX×SY×SZ权系数矩阵A；
S4.将步骤S3确定的SX×SY×SZ权系数矩阵A应用到S3的SX×SY×SZ滑动窗口的全部元素，获取滑动窗口中心点D(i,j,k)处最佳拟合值；
S5.分别沿着初始三维速度模型的X、Y、Z三个方向对整个初始三维速度模型进行平滑处理，平滑处理结束后，得到平滑后的速度模型；输出平滑后的速度模型用于偏移处理。
2.根据权利要求1所述的基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，其特征在于：所述偏移方法包括:采用叠前深度偏移处理方法对深度域层速度模型进行平滑处理及采用叠前时间偏移处理方法，对时间域偏移速度模型进行平滑处理。
3.根据权利要求2所述的基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，其特征在于：所述采用叠前深度偏移处理方法，对深度域层速度模型进行平滑处理的方法，包括：
先明确成像目的层深度H；
计算三维速度模型的主测线方向平滑窗口参数SX；
以及三维速度模型的联络测线方向平滑窗口参数SY；
以及三维速度模型的垂向平滑窗口参数SZ；
相对于输入的滑动窗口内的元素，SX、SY、SZ越大平滑程度越高，SX、SY、SZ越小平滑程度越低；
以及/或，
SX＝4H/Δx+1；
SY＝4H/Δy+1；
SX、SY、SZ均为奇数；
其中：Δx和Δy是处理对象观测系统面元在x和y方向上的大小，单位为m；
H为成像目的层深度，单位为m。
4.根据权利要求3所述的基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，其特征在于：所述三维速度模型的垂向平滑参数SZ，根据对模型垂向平滑度的需求确定，垂向平滑参数SZ取SX和SY中较大的那个值。
5.根据权利要求2所述的基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，其特征在于：所述采用叠前时间偏移处理方法，对时间域偏移速度模型进行平滑处理的方法，包括：
先明确成像目的层时间T；目的层的平均速度V；
计算三维速度模型的主测线方向平滑参数SX；
以及三维速度模型的联络测线方向平滑窗口数SY，
以及三维速度模型的垂向平滑参数SZ；
相对于输入的滑动窗口内的元素，SX、SY、SZ越大平滑程度越高，SX、SY、SZ越小平滑程度越低；
以及/或，
SX＝2VT/Δx+1；
SY＝2VT/Δy+1；
SX、SY、SZ均为奇数；
其中：Δx和Δy是处理对象观测系统面元在x和y方向上的大小，单位为m；
T是成像目的层时间，单位为s；
V是目的层的平均速度，单位为m/s。
6.根据权利要求5所述的基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，其特征在于：SZ根据对模型垂向平滑度的需求确定，垂向平滑参数SZ取SX和SY中较大的那个值。
7.根据权利要求1所述的基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，其特征在于：所述步骤S3中SX×SY×SZ权系数矩阵A的求取方法：
S71.确定最小二乘拟合多项式；
S72.确定拟合得到的滑动窗口内均方误差；
S73.根据最小二乘原理，使均方根误差最小，由均方误差E变换可求得权系数矩阵A。
8.根据权利要求7所述的基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，其特征在于：所述步骤S71中，确定最小二乘拟合多项式的方法为：
以SX、SY、SZ大小的滑动窗口内x、y、z三个方向元素个数分别为l、m、n个,中心位置的元素为D(i,j,k),可得拟合多项式为：
式中：
P(i',j',k′,)为拟合值；
(xi',yj',zk')为平滑窗口内元素D(i',j',k')在平滑窗口内的位置；
asvt为拟合多项式系数，写成矩阵形式即为：P＝AB，P为滑动窗口内的每个元素拟合后组成的矩阵，A为最小二乘拟合多项式参数组成的矩阵，即权系数矩阵，矩阵B为滑动窗口内的元素根据拟合多项式中与系数asvt对应的xi' syj' tzk' v值组成的矩阵；
l、m、n分别代表滑动窗口内包含的xyz三个方向的元素个数；
xi' syj' tzk' v代表滑动窗口中每一点的位置(xi',yj',zk')处根据多项式拟合公式计算出的值；
以及/或，
所述S72的确定拟合得到的滑动窗口内均方误差E＝P-D；
其中：矩阵E为均方误差；矩阵D为滑动窗口内的各元素初始值组成的矩阵；
以及/或，
所述S73由均方误差E变换求得权系数矩阵A＝B-1D。
9.根据权利要求1所述的基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，其特征在于：所述步骤S3中，多项式次数n<SX、SY、SZ，n取3。
10.根据权利要求1所述的基于最小二乘卷积拟合的速度模型平滑处理方法，其特征在于：所述步骤S5分别沿着X、Y、Z三个方向对整个三维速度数据体的平滑处理的方法，包括：
从初始位置选取滑动窗口，选取以1个单位为增量滑动SX×SY×SZ时窗，判断滑动SX×SY×SZ时窗的末端是否到达初始三维速度模型该方向的边界，如果没达到，重复步骤S3和S4的操作；在初始三维速度模型的X、Y、Z三个方向上，当滑动SX×SY×SZ时窗的末端到达初始三维速度模型该方向的边界时结束滑动，停止对该方向上初始三维速度模型的最小二乘卷积拟合加权处理；
当X、Y、Z三个方向均停止处理时，完成对整个初始三维速度数据体的平滑处理。
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