基于包络目标函数的波形反演

发布时间：2021-02-14 21:37

　　随着勘探程度的加深,目标地质体变得越来越复杂,这就需要精度更高的反演成像方法。而成像效果的好坏除了和所选取的成像方法有关外,也对速度信息要求非常准确。波形反演方法既包含了地震数据中的运动学信息,也考虑了动力学信息,能够更加全面的反映地下构造和岩石物性。但是波形反演方法具有强烈的非线性,对初始速度要求高,当地震数据缺乏低频时,容易陷入局部极值,得到错误的速度反演结果。同时巨大的计算量也制约了波形反演推广应用。针对常规波形反演方法对初始速度模型要求高的缺点,本文引入包络算子作为解调算子对地震记录进行解调,包络算子能够从记录到的波场数据中提取包络数据,然后可以定义基于地震包络的目标泛函,通过迭代反演,得到较为可靠的初始速度模型,作为常规波形反演方法的输入。相对于线性化的多尺度波形反演而言,该方法实际上是一种非线性的双尺度反演（包络反演+常规波形反演）,它不但对初始速度模型要求低,减弱了“周波跳跃”现象,而且所需的迭代次数较少,没有显著增加计算量。长期以来,波形反演方法受制于计算量大,这限制了其推广应用,而计算机技术的发展大大提高了运算效率。为了解决波形反演方法计算效率低下的缺点,本文引入了G... 

【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

交错网格示意图

18图 2-2 常规波形反演流程图Fig2-2 Flow chart of conventional waveform inversion数值算例体模型证波形反演方法的正确性，利用简单的异常体模型对其进行测试 2-3 所示。它的网格大小为 nx=600，nz=200，网格间距 dx 和 d的大小为 2500m/s，异常体的速度大小为 3000m/s；一共激发 20 1.2km 处，炮间距为 60m，每一炮 400 道接收，道间距为 6m；，采样率为 0.5 毫秒；子波为 10Hz 的雷克子波。采用共轭状态 100 次。采用的初始模型为 2500m/s 的均匀速度场，也就是真实

图 2-3 异常体速度模型Fig2-3 Model of velocity anomaly通过声波有限差分正演模拟可以分别得到观测炮记录和模拟炮记录，然后将炮记录作差反传与正传波场互相关得到梯度，再求取共轭梯度，利用步长即可迭代反演。在这里迭代 100 次，得到最终的反演结果，如图 2-4。图 2-5 显示了第 11 炮初始模型炮记录与真实模型的炮记录残差，以及反演结果与真实模型的炮记录残差。可以看到经过 100次迭代后，炮记录残差变得很小，反演得到收敛。图 2-6 为中间位置处的速度对比曲线，可以看到，经过反演迭代后，反演结果与真实的速度基本吻合。通过异常体速度模型测试，证明了波形反演方法的正确性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]人工神经网络非线性地震波形反演[J]. 周辉,何樵登,徐世浙.  石油物探. 1997(01)

博士论文
[1]CPU-GPU异构系统上的高层编程模型及其编译优化技术[D]. 李小强.中国科学技术大学 2013
[2]地震走时层析与波形反演方法研究[D]. 秦宁.中国石油大学（华东） 2013

硕士论文
[1]弹性波叠前逆时偏移与GPU加速[D]. 马庆珍.中国石油大学（华东） 2012
[2]交错网格高阶差分数值模拟及叠前逆时偏移[D]. 周学明.长安大学 2010
[3]高阶差分数值模拟方法研究[D]. 刘庆敏.中国石油大学 2007



本文编号：3033902