地震数据波形反演方法理论研究

发布时间：2023-09-14 03:01

　　全波形反演(Full waveform inversion FWI)是一种高度非线性的逆问题,很难得到全局最优解。全局最优化方法受限于巨大的计算量,在目前计算机环境下难以得到广泛地应用。当前常用的全波形反演方法大多基于一阶Born近似作局部线性化,进行线性迭代求解。但是因为波场与模型介质参数(如速度)之间的强非线性,基于一阶Born近似的局部线性化方法在舍弃高阶Born项之后导致全波形反演对初始模型,低频数据具有很高的依赖性。而在实际生产中精确的初始模型,地震数据的低频信息都是很难获得的,这也造成了全波形反演陷入局部最优解,跳周等各种问题层出不穷。本论文主要采用“波场替换”的思想来解决这个问题,即利用线性变换,非线性变换,将常规波场变换成其他形式的,与模型参数之间的非线性关系较弱的替代波场,从而降低因为采用一阶Born近似而带来的诸多问题。具体的实现方法主要有:1:N阶时间积分波场反演法。本文首先定义一个数值运算符“N阶时间积分”,对常规波形波场做N阶时间积分,获得N阶时间积分波场,并推导出N阶时间积分散射波场的传播方程。使用伴随状态方法,本文获得了基于N阶积分波场的全波形反演方法。在...

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

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致谢
中文摘要
Abstract
绪论
    1.1 选题的目的与意义
    1.2 研究现状与存在问题
        1.2.1 研究现状
        1.2.2 存在的问题
    1.3 研究内容与研究思路
    1.4 完成的主要工作量
    1.5 创新性认识
2 基于线性变换波场的全波形反演
    2.1 基于N-阶积分波场的全波形反演
        2.1.1 N阶时间积分散射波传播方程
        2.1.2 基于N-阶时间积分波场的全波形反演
    2.2 基于时间阻尼衰减波场的全波形反演
    2.3 N-阶时间积分与时间阻尼的组合全波形反演
    2.4 数值实验
        2.4.1 2-D SEG/EAGE逆掩模型
        2.4.2 2-D SEG/EAGE盐丘模型
        2.4.3 IntTD的抗噪性实验与分析
    2.5 实验结果讨论
3 基于非线性变换波场的全波形反演
    3.1 传统包络反演的简要回顾
    3.2 基于包络Frechet导数的多尺度包络反演
    3.3 多目标函数反演方法:多尺度包络反演和常规全波形反演的结合
    3.4 多目标函数反演方法与多偏移距反演策略的结合
    3.5 抗噪能力分析
    3.6 数值实验
        3.6.1 MSEI-JMF在2-D SEG/EAGE盐丘模型上的数值实验
        3.6.2 MSEI-JMF+MO在2-D SEG/EAGE盐丘模型上的数值实验
        3.6.3 地震数据含噪情况下数值实验
    3.7 实验结果讨论
4 基于反射波反演的多尺度包络反演
    4.1 反射波全波形反演
    4.2 基于反射波反演的多尺度包络反演
    4.3 数值实验
        4.3.1 盐层模型
        4.3.2 SEG/EAGE盐丘模型
    4.4 实验结果讨论
5 多尺度带极性包络反演
    5.1 带极性解调方法
    5.2 多尺度带极性包络反演
    5.3 数值实验
        5.3.1 盐层模型
        5.3.2 2-D SEG/EAGE盐丘模型
        5.3.3 Marmousi模型
    5.4 实验结果讨论
6 结语
    6.1 本文认识和结论
    6.2 存在问题与展望
参考文献
附录A
作者简介



本文编号：3846427