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《电子科技大学》 2012年
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叠前全波形反演方法研究

陈章  
【摘要】:随着油气勘探复杂程度的加深,叠前全波形反演(Full Waveform Inversion, FWI)方法作为一种能够客观反应地震波传播规律、适用于任意地质模型的方法越来越受到人们的重视,但由于其巨大的计算和存储代价,一直未能投入实际应用,近年来,随着计算机水平的发展,全波形反演已成为地球物理学者们研究的热点问题。 本论文针对叠前FWI存在的问题展开了一系列研究,深入分析了FWI理论,建立了一套比较完整的反演系统。所做工作和取得成果主要包括: 1.根据扰动理论,详细推导了声波近似下的介质参数FWI基本公式,给出了共轭梯度法FWI的基本流程; 2.推导了剩余波场的带完全匹配层(Perfectly Matched Layer, PML)吸收边界的交错网格高阶有限差分逆时外推公式,同时给出了剩余波场逆时外推时的PML构造和外推的基本流程; 3.推导了本文给定目标函数下的迭代步长线性估计法计算公式; 4.针对直达波的消除,分析了FWI与常规偏移成像中直达波消除的不同,给出了全波场记录中直达波消除的方案; 5.针对层间噪声的压制,从地震波传播的角度分析了噪声产生的原因,提出了利用边缘保持平滑(Edge Preserving Smoothing, EPS)滤波器压制层间干扰的方案; 6.针对模型参数数量级差异太大,不能同时得到有效更新的问题,提出了对数型归一化方案,并推导了归一化之后的模型对偶扰动量计算公式; 7.针对传统的迭代步长计算量太大的问题,采用了Shi提出的参考模型非线性控制(Model Reference Nonlinear Control, MRNC)反演过程控制方法计算迭代步长,并对原始计算公式进行了适当变换,避开了Jacobian矩阵的计算,同时减少了计算量和存储量,使得反演能在较少的迭代次数内达到比较理想的结果; 8.构建了FWI相关软件模块,实现了算法核心代码,并对几种典型的地质模型进行了实验仿真,取得了较好的效果。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P631.4

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 王志刚;何展翔;魏文博;;Born近似快速三维反演井地电法数据[J];地球物理学进展;2007年02期
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5 卞爱飞;於文辉;周华伟;;频率域全波形反演方法研究进展[J];地球物理学进展;2010年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
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2 刘殿秘;网格法射线追踪研究及应用[D];吉林大学;2004年
3 朱军;二维地震正演模拟方法技术研究[D];长安大学;2007年
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6 李杰;频率域可控源二维有限元正演数值模拟[D];中南大学;2010年
7 周学明;交错网格高阶差分数值模拟及叠前逆时偏移[D];长安大学;2010年
8 岳碧波;非线性/非高斯叠前地震反演理论及应用[D];电子科技大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李民权;刘双兵;赵瑾;;基于辛时域有限差分方法微带天线的数值分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年03期
2 魏超;李小凡;郑晓东;;基于群体搜索的串行蒙特卡罗反演方法的并行算法(英文)[J];Applied Geophysics;2010年02期
3 周辉;王尚旭;李国发;沈金松;;复杂构造地震波场分析(英文)[J];Applied Geophysics;2010年02期
4 马瑞杰;反演二维弹性波动方程组多参数的渐近展开法[J];长春科技大学学报;1999年03期
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6 叶云飞;孙建国;韩复兴;;均匀和梯度介质中等时面(线)的几何特征分析[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年S2期
7 张东良;孙建国;韩复兴;;均匀介质中F-K反偏移法正演模拟[J];吉林大学学报(地球科学版);2007年S1期
8 孙建国;;均匀介质中的F-K反偏移:基本概念、基本公式及其在非均匀介质中的应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年01期
9 殷文;;基于频率域高阶有限差分法的正演模拟及并行算法[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年01期
10 张东良;孙建国;;F-K反偏移中的插值映射[J];吉林大学学报(地球科学版);2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李一琼;李小凡;朱童;;基于辛格式奇异核褶积微分算子的地震标量波场模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
2 朱童;李小凡;李一琼;张美根;;基于改进粒子群算法的地震标量波方程反演[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
3 兰海强;刘佳;白志明;;VTI介质起伏地表地震波场模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
4 罗明秋;刘洪;李幼铭;;基于螺旋线上谱因式分解的地震波场隐式辛算法[A];中国科学院地质与地球物理研究所2001学术论文汇编(第四卷)[C];2001年
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6 李幼铭;;知识创新工程重大项目在大庆油田的技术成果要览[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
7 杨辉;刘洪;李幼铭;;单程波方程偏移算子高阶辛格式[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
8 朱振宇;刘洪;李幼铭;;波动方程叠前深度偏移及并行计算在南黄海地区的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
9 刘喜武;刘洪;;波动方程地震偏移成像方法的现状与进展[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
10 罗明秋;刘洪;李幼铭;;用于波场成像的谱法LU分解[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 童思友;[D];中国海洋大学;2010年
2 童思友;南黄海地震资料多次波形成机理及压制技术研究[D];中国海洋大学;2010年
3 徐慧峰;基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 邓居智;可控源音频大地电磁法三维交错采样有限差分数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2011年
5 巩向博;金属矿地震高精度成像与数据处理方法研究[D];吉林大学;2011年
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7 廉玉广;庐枞盆地金属矿地震波场精细模拟及属性应用研究[D];吉林大学;2011年
8 唐晖;地震波动数值模拟及稳定性研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
9 何现启;EDA介质中地震波传播特征及参数反演研究[D];中南大学;2010年
10 杨宇;场地地震波动模拟中透射边界稳定性问题研究[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田禹;煤岩双相介质弹性波场数值模拟[D];山东科技大学;2010年
2 宫妍;波动方程的非结构化网格改进有限差分方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 侯鹏;基于双曲型方程RKDG法在流场及声场中的数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张晓明;非零井源距VSP资料处理方法研究[D];中国海洋大学;2010年
5 陈聪;叠前逆时偏移及成像[D];中国地质大学(北京);2011年
6 肖扬;改善低频噪音和波场影响的偏移成像条件研究[D];中国地质大学(北京);2011年
7 李瑞强;煤矿采空区的地震波场特征研究[D];太原理工大学;2011年
8 韩颜颜;双相粘弹EDA介质地震波场数值模拟与特征分析[D];吉林大学;2011年
9 焦艳艳;叠前逆时深度偏移在苏北QT地区的应用研究[D];吉林大学;2011年
10 陈维;有限单元并行计算方法在地震波动模拟中的应用[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张秉铭,董敏煜,李承楚,滕吉文,张中杰;各向异性介质中弹性波多分量联合逆时深度偏移[J];长春科技大学学报;2000年01期
2 曾昭发,高尔根;三维介质中探地雷达(GPR)波传播逐段迭代射线追踪方法研究和应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2005年S1期
3 吴国忱;罗彩明;梁楷;;TTI介质弹性波频率-空间域有限差分数值模拟[J];吉林大学学报(地球科学版);2007年05期
4 张慧燕,顾贤明;小波变换在波阻抗反演中的应用[J];长春科技大学学报;1998年04期
5 熊煜;李录明;罗省贤;;各向异性介质弹性波场正演及偏移[J];成都理工大学学报(自然科学版);2006年03期
6 肖慈珣;罗继红;蔡永香;;神经网络在油藏描述关键井研究中的应用[J];测井技术;1993年01期
7 肖慈﨑,娄建立,谭世君;神经网络技术用于测井解释的评述[J];测井技术;1999年05期
8 鲁传恒,顾贤明;井间地震射线层析成像[J];CT理论与应用研究;1994年03期
9 赵谊,高尔根,赵振东,郭明珠,刘同庆;三维场地波动传播的快速射线追踪法[J];地震工程与工程振动;2001年02期
10 彭真明,韩燕君;遗传算法及其在剩余静校正中的应用[J];断块油气田;1998年01期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 彭真明;肖慈珣;杨斌;王斌;;地震多参数地层压力预测[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
2 彭真明;竺知新;梁国胜;;基于演化神经网络训练的储层参数预测方法[A];2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C];2000年
3 彭真明;刘克文;唐其森;;地震记录中的非线性特征分析[A];2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 蒋先艺;基于二维与三维复杂结构模型正演的地震数据采集设计方法研究[D];成都理工大学;2004年
2 黄俊革;三维电阻率/极化率有限元正演模拟与反演成像[D];中南大学;2003年
3 强建科;起伏地形三维电阻率正演模拟与反演成像研究[D];中国地质大学;2006年
4 邓飞;剖面三维地质建模与高斯射线束正演的研究与实现[D];成都理工大学;2007年
5 郭文强;稳定分布噪声下的盲信号处理方法及应用研究[D];大连理工大学;2007年
6 陈生昌;波动方程叠前深度偏移成像与速度建模方法研究[D];同济大学;2002年
7 陈建江;AVO三参数反演方法研究[D];中国石油大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 朱海波;射线正演研究与采集参数的设计[D];成都理工大学;2004年
2 周刚;人工源电磁法二维半问题等参有限元法数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2006年
3 王永刚;全空间电阻率法探测油藏边界有限元模拟研究[D];长安大学;2006年
4 涂齐催;VSP射线追踪模拟与处理方法研究及应用[D];中国海洋大学;2006年
5 曾国;大地电磁二维有限元正演数值模拟[D];中南大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈勇;李扬;陈小宏;;地震波形反演综述[J];黑龙江大学自然科学学报;2012年03期
2 王薇;韩波;唐锦萍;;地震波形反演的稀疏约束正则化方法[J];地球物理学报;2013年01期
3 胡光辉;贾春梅;夏洪瑞;贺剑波;宋林;沈忠秋;;三维声波全波形反演的实现与验证[J];石油物探;2013年04期
4 C. Bunks;多尺度地震波形反演[J];石油物探译丛;1996年05期
5 杨勤勇;胡光辉;王立歆;;全波形反演研究现状及发展趋势[J];石油物探;2014年01期
6 丁继才;常旭;刘伊克;汪长永;;反射地震数据的逐层波形反演[J];地球物理学报;2007年02期
7 肖盈;薛明星;贺振华;黄德济;;高斯—牛顿法与梯度法波形反演比较研究[J];内蒙古石油化工;2008年18期
8 孙晓琳;高建;薛冰;;拉普拉斯域频变衰减常数波形反演方法[J];山东科技大学学报(自然科学版);2011年01期
9 汪超;赵伟;高静怀;;一种用于波形反演的改进差分进化算法[J];石油地球物理勘探;2012年02期
10 杨午阳;王西文;雍学善;陈启燕;;地震全波形反演方法研究综述[J];地球物理学进展;2013年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈永芮;李振春;张凯;;一种改进的正则化——测井约束全波形反演方法[A];中国地球物理2013——第十九专题论文集[C];2013年
2 王一博;常旭;刘伊克;;多尺度波形反演方法[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
3 卢回忆;刘伊克;常旭;;波形反演多尺度方法研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
4 孟鸿鹰;刘贵忠;;地震波形反演的小波多尺度分解方法[A];1996年中国地球物理学会第十二届学术年会论文集[C];1996年
5 卢回忆;刘伊克;常旭;白兰淑;;弹性介质多尺度全波形反演方法研究[A];中国地球物理2013——第二十二专题论文集[C];2013年
6 丁继才;常旭;刘伊克;汪长永;;反射地震数据的逐层波形反演[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第四卷)[C];2008年
7 刘璐;刘洪;张衡;崔永福;李飞;段文胜;彭更新;;基于修正拟牛顿公式的全波形反演[A];中国科学院地质与地球物理研究所2013年度(第13届)学术论文汇编——油气资源研究室[C];2014年
8 吴建平;明跃红;;区域地震波形反演及其在川滇地区的应用[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
9 何樵登;周辉;;人工神经网络在地震波形反演中的应用[A];1995年中国地球物理学会第十一届学术年会论文集[C];1995年
10 李志晔;李振春;张凯;;基于共散射点道集的全波形反演[A];中国地球物理2013——第二十二专题论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 韩淼;深水区地震全波形反演策略与应用[D];吉林大学;2014年
2 吴俊军;跨孔雷达全波形层析成像反演方法的研究[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 于长澎;地层吸收系数的全波形反演研究[D];中国地质大学;2011年
2 李扬;粘弹性地震波形反演的多尺度全变差正则化方法[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 陈章;叠前全波形反演方法研究[D];电子科技大学;2012年
4 邓武兵;基于混合采集技术的频率域全波形反演研究[D];吉林大学;2012年
5 张莹;基于压缩感知和稀疏反演的低频补偿方法研究[D];吉林大学;2013年
6 薛明星;波动方程叠前偏移与波形反演研究[D];成都理工大学;2008年
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