全波形反演地层品质因子方法研究

发布时间：2017-09-01 16:47

  本文关键词：全波形反演地层品质因子方法研究

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【摘要】：地震波在地下介质中传播时,部分弹性能量转化成为了热能。高频能量散射比低频能量散射弱,因此导致了振幅衰减,波形畸变和低分辨率的地震数据,特别是对于中等至深处的地层。而地层固有衰减反映其非弹性性质。地层品质因子Q可以反映地震波衰减,因此可以有效的作用于描述地下构造分布和预测油气储层。目前,估计Q值的方法可归纳为三类:第一类时间域方法,例如脉冲上升时间法、振幅衰减法等;第二类频率域方法,例如谱比法、质心频移法和峰值频移法等;第三类时频域方法,例如能量衰减法。在这些方法中,脉冲上升时间法、质心频移法和峰值频移法都是基于地震波扩散,而其他的方法例如振幅衰减法、谱比法和小波域能量衰减法都是基于振幅或能量衰减。然而,这些方法由于地震数据的质量都不具备普遍适用性。全波形反演方法能够有效的从波动方程中反演物性参数,然而多数利用全波形反演方法反演物性参数以反演速度参数为主,其他物性参数假设为已知。本文则是在假设密度和速度参数为已知的情况下,利用全波形反演方法从2D粘滞性声波方程中反演地层品质因子Q。在频率域的基础上引入L-BFGS算法进行全波形反演,在频域做2D粘滞性声波方程正演模拟的优势在于方便引入反映地震波吸收衰减的参数Q。文中观测波场和波动方程正演模拟得到的计算波场构造一个目标函数,采用L-BFGS优化算法求解,得到更新模型。将该方法分别应用于简单异常体模型和复杂Marmousi模型下测试,结果表明:基于L-BFGS算法的全波形反演方法可以很好的估计地层品质因子Q。为了比较分析基于L-BFGS算法反演Q值方法和基于其他优化算法反演Q值的优越性,首先建立水平层状介质模型,分别将最速下降法、共轭梯度法、牛顿法、高斯-牛顿方法和L-BFGS算法这五种优化算法应用于水平层状介质模型,并对反演模型与理论模型的相对误差和计算时间进行了对比分析,结果表明:与其他四种优化算法相比,在相同迭代更新情况下,基于L-BFGS算法反演Q值方法计算得到的反演模型与理论模型相对误差更小,迭代更新速度更快。在此基础上,又分别测试了有噪声数据和无噪声数据的情况,结果表明:基于L-BFGS算法反演方法对噪声压制的效果很好。
【关键词】：全波形反演 地层品质因子 L-BFGS算法 衰减
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 选题研究目的及意义10-11
• 1.2 地层品质因子估计方法的国内外研究现状11-12
• 1.3 全波形反演方法的国内外研究现状12-14
• 1.4 论文研究的主要内容14-16
• 第2章 地层品质因子和波动方程正演模拟的基本理论16-27
• 2.1 地层品质因子的定义16-17
• 2.2 衰减机制17-18
• 2.3 2D粘滞性声波方程正演模拟18-27
• 第3章 基于L-BFGS算法的全波形反演Q值方法27-41
• 3.1 全波形反演Q值方法的基本原理27-32
• 3.2 L-BFGS算法32-33
• 3.3 模型测试分析33-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第4章 常用优化算法在全波形方法中的对比分析41-54
• 4.1 常用的优化算法41-44
• 4.2 优化算法在模型测试中的比较分析44-52
• 4.3 本章小结52-54
• 第5章 结论与展望54-56
• 5.1 论文总结54
• 5.2 研究展望54-56
• 参考文献56-61
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果61-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：773278