基于全局相关与波场包络目标函数的全波形反演方法研究

发布时间：2023-03-04 11:03

　　随着对石油与天然气资源勘探难度的增加,地震勘探领域的革新迫在眉睫。全波形反演技术因其高分辨率速度建模和多参数反演的能力,成为了地震勘探领域的一大研究热点。但仍存在强非线性、计算成本高和对初始模型的极度依赖等问题未得到解决。本文针对部分问题进行了研究,内容概括如下:使用高阶交错网格有限差分法求解声波方程,并使用CPML边界与区域分解并行策略,实现了高效、高精度的地震波场数值模拟。介绍、推导了全波形反演的基本数学理论,并实现全波形反演的数值实验,验证了其高精度建模的能力。针对不同特点的地震数据,使用了不同的全波形反演目标函数和灵活的反演策略进行计算。本文实现了多尺度全波形反演,数值实验结果证明该策略可有效缓解全波形反演的非线性,避免了“周波跳跃”现象的发生,大幅提升反演精度。针对反演问题中的震源子波估计,本文使用全局相关目标函数进行全波形反演,并与常规全波形反演结果进行对比,全局相关目标函数可在震源子波不一致情况下,反演出更具参考性的结果。针对地震数据中低频成分占比不高的情况,利用希尔伯特变换计算包络,提取数据的低频成分并建立目标函数,并使用对数包络进行包络反演为后续反演提供良好的初始模型...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 全波形反演的发展及现状
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 论文组织结构
第二章 正问题的求解
    2.1 声波方程有限差分解法
    2.2 褶积完全匹配层(CPML)
    2.3 震源子波
    2.4 频散问题与稳定性条件
    2.5 计算加速
        2.5.1 震源分解并行计算
        2.5.2 区域分解并行计算
    2.6 本章小结
第三章 反问题的求解
    3.1 优化问题的提出
    3.2 梯度的求解
    3.3 共轭梯度法
    3.4 全波形反演数值实验
        3.4.1 Marmousi模型(部分)
        3.4.2 Marmousi2 模型
    3.5 本章小结
第四章 全局相关目标函数
    4.1 多尺度反演
        4.1.1 多尺度全波形反演
        4.1.2 数值实验
    4.2 全局相关目标函数与梯度计算
    4.3 全局相关数值实验
    4.4 子波数值实验
        4.4.1 子波振幅交替变化
        4.4.2 子波参数随机变化
    4.5 本章小结
第五章 包络目标函数
    5.1 目标函数与梯度计算
    5.2 对数包络
    5.3 数值实验
    5.4 包络反演与多尺度策略联合
        5.4.1 低频包络
        5.4.2 数值实验
    5.5 本章小结
结论与展望
    论文总结
    研究展望
参考文献
致谢



本文编号：3754172