基于全波形反演的微震事件定位和速度建模

发布时间：2021-05-09 04:59

　　全波形反演（Full-Waveform20Inversion-FWI）技术通过利用地震波的波形信息重建地下参数,包括纵、横波速度,密度及各向异性参数。最近的综合研究表明,该技术有可能为微地震数据提供高分辨率的速度模型和事件位置。然而,由于震源参数（位置和矩张量）未知,针对微地震数据的FWI也面临着额外的挑战。全波形反演是最小化预测数据和记录数据之间的范数距离。预测数据是正演问题的解。该算法的正演实现使用了伪保守形式的一阶速度—应力弹性波方程,使得正演算子是自伴随的。对于微地震模拟,本文使用矩张量源进行模拟。正演波场和伴随波场的计算是基于波动方程,利用高阶交错网格有限差分（finite-difference-FD）算法处理弹性垂直横向各向同性（Vertical20Transverse20Isotropic-VTI）模型。本文还实现了一个完全匹配层吸收边界条件,以防止模型边界的反射干扰模拟波场。本文利用非线性共轭梯度法（Nonlinear20Conjugate20Gradient-NCG）实现最小化FWI的目标函数。还详细介绍了在各向异性介质中记录的微地震数据建模的伴随态方法的基本原理。本... 

【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 全波形反演的正演问题
    2.1 波动方程
    2.2 边界条件
    2.3 一阶速度—应力方程的离散
        2.3.1 时间导数的差分近似
        2.3.2 空间导数的差分近似
        2.3.3 差分格式
        2.3.4 PML的离散
        2.3.5 震源子波与数值频散稳定性
    2.4 数值算例
    2.5 本章小结
第3章 全波形反演的反演问题
    3.1 伪保守形式弹性波动方程
    3.2 伴随状态法
        3.2.1 伴随算子的定义
        3.2.2 目标函数
        3.2.3 对应的伴随状态方程
    3.3 目标函数的梯度
        3.3.1 伴随状态法求梯度
        3.3.2 链式法则
    3.4 共轭梯度法
    3.5 数值算例
    3.6 本章小结
第4章 关于微地震的全波形反演
    4.1 微地震震源
        4.1.1 震源介绍
        4.1.2 微地震震源的弹性模拟
    4.2 交错网格中的矩张量源的加载
    4.3 梯度的推导
    4.4 模型试算及效果分析
        4.4.1 微地震正反传波场记录
        4.4.2 反演微地震位置
    4.5 本章小结
第5章 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
参考文献
致谢



本文编号：3176671