频率域双参数全波形反演研究

发布时间：2020-10-19 18:04

　　 全波形反演方法是一种有效的物性参数反演方法,但是目前的反演参数主要以速度参数为主,如果可以将几个参数同时进行反演,就能对地下构造和油气储层有更好的了解。然而多参数全波形反演的难点主要是不同类别参数对地震数据的振幅和相位有不同的影响,且不同类别参数间的相互耦合作用也会使多参数全波形反演的非线性程度显著增加。考虑到多维复杂方程的多参数反演难度较大,本文选择了粘滞性声波方程来做双参数反演研究,论文主要从以下几点内容进行了研究:(1)在频率域做全波形反演的优势之一是可以很方便的引入描述波吸收衰减的品质因子Q,本文选择地震波在介质中传播时有粘滞性吸收作用的粘滞性声波方程来进行频率域双参数全波形反演研究,可以同时反演速度参数和Q参数。(2)正演模拟中,本文首先采用最优化9点差分格式对频率域粘滞性声波方程进行了离散化处理,得到了一个稀疏矩阵方程组,在边界吸收条件方面采用最佳匹配层(perfectly matched layer,PML)吸收边界条件,最后采用最小二乘QR(least squares QR,LSQR)迭代法求解正演模拟方程。(3)基于正演模拟的原理,本文采用预处理梯度法进行了频率域单参数和双参数的波形反演研究,并对两个参数的敏感性进行了分析,最后采用分步反演策略来削弱速度参数和Q参数之间的耦合作用。数值实验结果证明了正演模拟的正确性及最佳匹配层的吸收边界效果,单参数反演结果良好,双参数同时反演时速度参数的反演结果很好,Q参数的反演结果有待改善。分步反演策略能改善双参数反演结果,但是参数反演的顺序依赖于参数的敏感性。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：P631.4
【部分图文】：

所以直达波传到第一个检波器的时间为 t 200 2000=100ms，从图4-2 中可以看出，直达波与时间轴的交点正好在 100ms 处，由此可见正演结果是正确的。图 4-3 给出了模型为图 4-1 时在 50ms 和 100ms 时刻的波场快照，水平方向和垂直方向都表示道数。x(×5m)t(s)x(×5m)t(s)(a)无衰减共炮点道集记录 (b)Q=50 时共炮点道集记录图 4-2 共炮点道集记录(a)无衰减(b)Q=50Fig. 4-2 set record with common shot(a)no attenuation(b)Q=50(a) 无衰减 50ms 波场快照 (c)Q=50 时 50ms 波场快照(b) 无衰减 100ms 波场快照 (d)Q=50 时 100ms 波场快照图 4-3 波场快照(a)无衰减 50ms(b)无衰减 100ms(c) Q=50 时 50ms(d)Q=50 时 100msFig.4-3wave field snapshot(a)no attenuation 50ms(b)no

x(×5m)记录 (b)Q=50 时共炮点道集记录图 4-2 共炮点道集记录(a)无衰减(b)Q=50et record with common shot(a)no attenuation(b)Q=50快照 (c)Q=50 时 50ms 波场快照x(×5m)z(×5m)

西安理工大学工程硕士专业学位论文证了 PML 吸收边界条件的正确性。图 4-5 给出了没有采用 PML 吸收边界层和采用 PML 吸收边界层在 200ms 时刻场快照，从图 4-5(a)中可以观察到反射纹理，这是由边界造成的，而在采用了 PML边界层后，边界反射被完全吸收掉，从而证明了 PML 吸收边界效果良好。4.1.3 各种模型的正演模拟结果（1）夹层模型的正演模拟结果下面给出测试模型为夹层模型时的正演结果，理论模型为图 4-6 所示，图 4-6(a度模型，图 4-6(b)为 Q 模型，所有模型均在同一尺度下绘制，波场空间被划分成了 201个网格点，空间间隔为 5m，速度模型中背景速度值为 1500m/s，Q 模型中背景值为 1在深度 170m-250m，水平位置 100m-900m 之间有一个夹层，夹层速度值为 2500m/层 Q 值为 800，震源坐标为（100m,500m）。震源子波的主频为 30HZ，PML 厚度为网格层，时间采样间隔为 1ms，道集记录长度为 770ms。
【参考文献】

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本文编号：2847538