基于快速扫描法初至波走时建模下声波全波形反演方法研究
【摘要】：全波形反演(FWI)是一种高分辨率地震反演方法,其核心思想是通过反传残差波场来不断更新初始模型,实现观测记录和模拟记录的最优匹配,因此需要提供较高质量的初始模型。而初至波走时层析成像长期以来一直被用于地震反演中,虽然其对精细构造成像的精度比较低,但是具有较高的计算效率和收敛速度,所以将其成像结果用于全波形反演,可以很好地解决全波形反演对初始模型的依赖性和初至波成像精度较低的问题。因此本文的研究内容主要分为两个部分。第一部分是走时层析成像:本文从正演开始,基于快速扫描法(FSM)求取了2D和3D空间的初至波和反射波走时,对于震源附近矩形网格和波前面拟合较差的问题,利用震源细化的方法来对比优化。在计算出走时场后,利用走时梯度最快下降方向进行射线追踪,通过射线路径和波前面的位置关系也证明了所求取走时场的准确性。在反演部分,反演优化方法采用最速下降法,同时利用基于FSM算法的伴随状态法来求取目标函数的梯度,并给出不同复杂程度的模型进行模拟试验,结果说明FSM算法走时层析成像的高效稳定性。第二部分是全波形反演:首先正演部分推导了声波方程的高阶差分格式,并分析了离散过程的稳定性条件和频散现象,给出了PML吸收边界内的差分公式。在反演部分,使用L-BFGS方法来计算hessian矩阵,搜索步长采用回溯法求取,并且引入多尺度反演策略来提高反演的计算效率和稳定性,最后将走时反演结果作为初始模型进行试算,可以较好地反演出模型的整体结构和速度变化。本文的研究成果主要有:(1)实现了FSM算法求取2D和3D空间初至波和反射波走时场,并在2D空间追踪了这两种波的射线路径;(2)实现了基于FSM算法的伴随状态法走时反演;(3)实现了声波时间域多尺度全波形反演,并利用走时成像结果进行试算,结果较好。
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吴永栓;曹辉;陈国金;王立华;唐金良;;井间波形反演及应用[A];油气地球物理实用新技术——中国石化石油勘探开发研究院南京石油物探研究所2005年学术交流会论文集[C];2005年 |
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张盼;高锐;韩立国;卢占武;;拉萨地体中部深反射地震剖面折射波数据全波形反演[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（二十九）—专题八十五：深地资源勘查开采年度进展、专题八十六：超深层（油气）重磁电震勘探技术、专题八十七：川藏铁路重大地质灾害：致灾机制、隐患识别与风险预测[C];2020年 |
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董士琦;韩立国;张盼;尹语晨;尚旭佳;;基于振幅增量编码的时间域全波形反演[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（二十六）—专题七十六：深部矿产资源探测技术与应用、专题七十七：岩石物理与井中探测前沿、专题七十八：井孔地球物理及深部钻测[C];2020年 |
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许明瑞;包乾宗;;联合包络反演与多尺度方法的全波形反演初始模型构建策略[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十四）—专题四十：地震波传播与成像、专题四十一：高压实验矿物学、岩石学与地球化学、专题四十二：地球物理人工智能和信息技术进展[C];2020年 |
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Chao Lyu;Yann Capdeville;David Al-Attar;Liang Zhao;;Intrinsic non-uniqueness of the acoustic full-waveform inverse problem[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十四）—专题四十：地震波传播与成像、专题四十一：高压实验矿物学、岩石学与地球化学、专题四十二：地球物理人工智能和信息技术进展[C];2020年 |
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余玉威;贾晓峰;;基于频率域染色策略的全波形反演[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十四）—专题四十：地震波传播与成像、专题四十一：高压实验矿物学、岩石学与地球化学、专题四十二：地球物理人工智能和信息技术进展[C];2020年 |
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史云燕;高洁;公亭;张璇;刘洋;;一种基于区域分解的弹性波波形反演并行策略[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十四）—专题四十：地震波传播与成像、专题四十一：高压实验矿物学、岩石学与地球化学、专题四十二：地球物理人工智能和信息技术进展[C];2020年 |
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徐夷鹏;张凯;李振春;任志明;谷丙洛;贺紫林;冷佳宣;陈金林;;基于一种混合瞬时地震属性的时间域全波形反演[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十四）—专题四十：地震波传播与成像、专题四十一：高压实验矿物学、岩石学与地球化学、专题四十二：地球物理人工智能和信息技术进展[C];2020年 |
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李海鹏;李俊伦;刘保金;黄显良;;陆地数据全波形反演：合肥盆地-郯庐断裂带研究[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十四）—专题四十：地震波传播与成像、专题四十一：高压实验矿物学、岩石学与地球化学、专题四十二：地球物理人工智能和信息技术进展[C];2020年 |
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刘宇航;黄建平;辛天亮;;基于最佳频率选择策略的频率域全波形反演[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十四）—专题四十：地震波传播与成像、专题四十一：高压实验矿物学、岩石学与地球化学、专题四十二：地球物理人工智能和信息技术进展[C];2020年 |
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程玖兵;徐文才;王腾飞;;声波与弹性波二阶优化反射波形反演及深层地震成像应用[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十四）—专题四十：地震波传播与成像、专题四十一：高压实验矿物学、岩石学与地球化学、专题四十二：地球物理人工智能和信息技术进展[C];2020年 |
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伍正;刘玉柱;杨积忠;;利用棱柱波的弹性波全波形反演方法研究[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十四）—专题四十：地震波传播与成像、专题四十一：高压实验矿物学、岩石学与地球化学、专题四十二：地球物理人工智能和信息技术进展[C];2020年 |
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张馨文;李振春;黄建平;任志明;;基于最佳输运距离的弹性波全波形反演研究[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十四）—专题四十：地震波传播与成像、专题四十一：高压实验矿物学、岩石学与地球化学、专题四十二：地球物理人工智能和信息技术进展[C];2020年 |
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潘文勇;王彦飞;;基于中心频率的伴随衰减成像研究[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十四）—专题四十：地震波传播与成像、专题四十一：高压实验矿物学、岩石学与地球化学、专题四十二：地球物理人工智能和信息技术进展[C];2020年 |
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冯德山;丁思元;王珣;王向宇;李广场;;基于动态随机震源编码的GPR多偏移距数据时间域双参数全波形反演[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十六）—专题四十六：探地雷达新进展、专题四十七：油气田与煤田地球物理勘探、专题四十八：污染灾害生态地下水等环境领域中地球物理监测与检测的技术应用及研究进展[C];2020年 |
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王腾飞;程玖兵;徐文才;;面向深层速度建模的高斯牛顿反射波形反演方法[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（二十）—专题五十八：深地资源地震波勘探理论、方法进展、专题五十九：煤炭资源与矿山地球物理、专题六十：计算地球物理方法和应用[C];2020年 |
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孙史磊;毛伟建;;基于GPU并行加速的VTI介质全波形反演[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（二十）—专题五十八：深地资源地震波勘探理论、方法进展、专题五十九：煤炭资源与矿山地球物理、专题六十：计算地球物理方法和应用[C];2020年 |
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尚雪义;王易;;基于互相关走时的多尺度网格3D波形反演微地震定位[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（二十）—专题五十八：深地资源地震波勘探理论、方法进展、专题五十九：煤炭资源与矿山地球物理、专题六十：计算地球物理方法和应用[C];2020年 |
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姚刚;吴迪;钮凤林;李翔;吴博;方修政;;反射波波形反演[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（二十）—专题五十八：深地资源地震波勘探理论、方法进展、专题五十九：煤炭资源与矿山地球物理、专题六十：计算地球物理方法和应用[C];2020年 |
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黄鑫泉;刘玉柱;;多分量OBS数据的炮检互易弹性波全波形反演[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集（十九）—专题五十五：非常规油气岩石物理、专题五十六:油气地球物理、专题五十七：超深层-断控型碳酸盐岩油气藏形成演化与富集规律[C];2020年 |
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