二维时间-空间域声波全波形速度反演方法研究

发布时间：2018-03-26 14:27

  本文选题：时间-空间域　切入点：区域分解　出处：《地球物理学进展》2017年06期

【摘要】：我们采用区域分解(物理上分割模型,使用基于MPI的分布式存储架构的计算集群,从而节约单个CPU内核的内存使用量,加快正演数值模拟的计算速度)和炮并行(能够加快计算速度)的双并行算法,进行L-BFGS算法的二维时间-空间域声波全波形速度反演.我们采用多尺度的策略,只需要使用三个离散频率(5 Hz,8 Hz,12 Hz),从数据的低频成分开始反演,将低频的反演结果作为高频反演时的初始速度模型,依次反演数据的高频成分,进行Marmousi理论模型的全波形反演数值试验.数值试验反演所恢复得到的速度证实了:二维时间-空间域声波全波形速度反演方法计算灵活,可以适用于任何的采集观测系统,对地震数据可以方便地加时窗;使用多个计算节点同时计算多炮时,能够多倍提高数值计算效率.二维时间-空间域声波全波形速度反演所恢复得到的速度模型的分辨率较高.
[Abstract]:We use domain decomposition (physical partitioning model, using a computing cluster based on MPI distributed storage architecture) to save memory usage for a single CPU kernel, Speed up the computation speed of forward numerical simulation) and parallel parallel algorithm (which can speed up the calculation speed), and carry out the 2-D time-space full wave velocity inversion of L-BFGS algorithm. We adopt a multi-scale strategy. It is only necessary to use three discrete frequencies of 5 Hz, 8 Hz and 12 Hz. The inversion results of low frequency are taken as the initial velocity model of high frequency inversion, and the high frequency components of the data are inversed in turn, starting with the low frequency components of the data, and taking the inversion results of the low frequency as the initial velocity model of the high frequency inversion. Numerical experiments of full waveform inversion of Marmousi theoretical model are carried out. The velocity obtained from the inversion of numerical experiment proves that the method of full waveform velocity inversion in two dimensional time-space domain is flexible and can be applied to any acquisition and observation system. It is convenient to add time window to seismic data, to use multiple calculation nodes to calculate multiple guns at the same time, to improve the efficiency of numerical calculation many times. The resolution of the velocity model recovered from the full wave velocity inversion of acoustic wave in two-dimensional time-space domain is higher.
【作者单位】： 湖南科技大学页岩气资源利用湖南省重点实验室;煤炭资源与安全开采国家重点实验室(中国矿业大学);湖南科技大学地质系;School
【基金】：国家自然科学基金(41274126、51274097) 煤炭资源与安全开采国家重点实验室(中国矿业大学)开放基金(SKLCRSM11KFB01) 湖南省自然科学基金(12JJ6035) 中国博士后科学基金(2012M541116) 湖南省教育厅科研项目14C0462 页岩气资源利用湖南省重点实验室开放基金联合资助
【分类号】：P631.4

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本文编号：1668234