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复杂近地表多信息约束初至波层析成像方法研究

邴琦  
【摘要】:陆上油气勘探的重点正在向地表和地下地质条件复杂的西部和南方山前带转移。由于山区近地表地形起伏大,表层结构复杂,横向速度变化严重,采集条件差等原因,导致所采集的地震资料质量差,获得准确的近地表速度成了解决近地表区域内地震成像的一个关键问题。初至走时层析反演是一种较好的选择,但是模型空间速度的复杂多变使得射线路径分布情况十分不均,会大大増加求解过程的不适定性,从而影响层析成像的分辨率和可靠性。因此进一步研究更高精度、反演过程更稳健、效率更高的初至走时层析首先,为了获取一种计算效率、精度都相对较高并且能够适用于复杂近地表的射线追踪方法,本文在前人研究的基础上提出了新的双向角度限制的最短路径射线追踪法。其核心思想是在计算某一子震源点附近节点时,对所求节点使用角度限制进行筛选,避免大量计算无用节点;同样地,在求某一网格节点的走时也使用角度限制,增加其用来计算走时的上一级节点,来提高计算精度。算法的射线路径是通过在计算走时的过程中,将震源点信息记录,再反向追踪得到。其次,论文在推导了扰动走时积分基本公式的基础上,推导了不同迭代优化算法的基本公式,主要包括ART法、SIRT法、CG法和LSQR法,选择LSQR法对求解层析反演方程组的基础上,给出了反演流程,通过不同模型对算法进行验证,分析了层析算法的应用效果及目前存在的不足,并做出总结。最后,本文将近地表调查方法与初至波走时层析做出结合,阐述了微测井方法的基本原理及算例验证,分析了小折射方法应用于计算水平层状模型和起伏模型的适应性,并将近地表速度调查方法所获得信息用于约束层析所用初始速度模型,目的是通过多信息约束提高了层析的精度和准确性,同时保证其对复杂地表的适应性,通过不同模型验证了多信息约束是有效的。


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