地震勘探全波形反演的近似Newton型方法

发布时间：2017-10-09 00:09

  本文关键词：地震勘探全波形反演的近似Newton型方法

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【摘要】：地震全波形反演是地震勘探中需要解决的一个重要问题,近年来受到广泛的关注和青睐。一个有效的全波形反演方法对于发现地下资源,缓解能源危机大有裨益,具有很高的实用价值和巨大的现实意义。本文首先介绍了稀疏约束正则化问题发展背景以及全波形反演的研究背景和研究意义,分析了国内外对全波形反演问题的研究现状,针对现有方法不能很好地近似模拟地层物性参数问题,引入了一个新方法来解决该问题。通过给出拟Newton法的两种常见算法和近似映射的相关理论,引出本文将要采用的算法——近似Newton型方法,同时对近似Newton型方法进行分析,给出了近似Newton型方法与拟Newton方法的本质区别。然后重点介绍了近似Newton型方法的基本定理和常用性质,保证了近似Newton型方法在地震全波形反演的可行性,并且给出近似Newton型方法的算法思想和算法流程。通过对均匀速度模型进行正演模拟,验证了离散差分格式的精确性,并给出单震源下Marmousi速度模型下的正演模拟。最后探讨了近似Newton型方法在全波形反演中的应用。本文以频率域声波方程的速度反演作为研究目标。为检测近似Newton型方法在全波形反演的可行性,首先对频率域声波方程的简单速度模型进行了反演,并且取得了较好效果;然后对频率域声波方程的Marmousi速度模型进行反演,所得结果也比较理想。从一繁一简两个试验中,可以看出近似Newton型方法对简单速度模型反演结果比较精确,应用到复杂模型反演也是可行的。为了将近似Newton型方法与经典全波形反演方法反演效果进行对比,本文采用共轭梯度法对Marmousi速度模型进行反演,并将两种方法的反演结果进行了比较分析。
【关键词】：全波形反演 近似Newton型方法 Marmousi模型 频率域声波方程
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.4;O241.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题来源及背景意义8
• 1.2 国内外研究现状及分析8-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11
• 1.2.3 国内外文献综述的简析11-12
• 1.3 本文的主要研究工作12-14
• 第2章 近似Newton型方法14-22
• 2.1 Newton型方法14-15
• 2.1.1 BFGS方法14
• 2.1.2 L-BFGS方法14-15
• 2.2 近似映射15-17
• 2.2.1 近似映射的定理15-16
• 2.2.2 近似映射的性质16-17
• 2.3 近似Newton型方法17-21
• 2.3.1 近似梯度方法17-18
• 2.3.2 近似Newton型方法18-20
• 2.3.3 算法流程20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 频率域声波方程的正演模拟22-26
• 3.1 频率域声波方程差分离散22-23
• 3.2 简单速度模型正演模拟23-24
• 3.3 Marmousi速度模型正演模拟24-25
• 3.4 本章小结25-26
• 第4章 频率域声波方程速度模型反演26-42
• 4.1 目标泛函26-29
• 4.1.1 共轭状态方程26-28
• 4.1.2 非光滑项的处理28-29
• 4.2 简单速度模型反演29-33
• 4.2.1 模型设置29-31
• 4.2.2 反演结果31-33
• 4.2.3 结果分析33
• 4.3 Marmousi模型速度反演33-40
• 4.3.1 模型设置33-34
• 4.3.2 反演结果34-38
• 4.3.3 结果分析38-40
• 4.4 本章小结40-42
• 结论42-44
• 参考文献44-49
• 致谢49

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本文编号：997034