层状介质参数反演的混合最优化法

波动方程反演是典型的非线性反问题,本文提出了用混合最优化法反演层状介质参数。混合最优化法将广义模拟退火与局部最优化方法结合,能较好地利用两者的优点,在本文中,局部最优化算法采用线性迭代算法。通过数值结果表明反演方法的正确有效性。     

波动方程参数反演方法研究进展

根据波场信息重建波动方程系数项是地球物理反演中一个重要研究方向.波动方程参数反演方法按照求解方式的不同,可以分为直接反演方法、迭代反演方法、搜索类反演方法、混合优化反演方法和联合反演方法.目前发展的参数反演方法多数都处于理论计算阶段.研究能求解实际地震资料的参数反演方法具有重要意义.为取得可靠的反演结果,信息的转化开发...     

波动方程反演的全局优化方法研究

复杂介质波动方程反演是地球物理研究中的重要问题,通常表述为特定目标函数最优化,难点是多参数、非线性和不适定性.局部和全局优化方法都不能实现快速全局优化.本文概述了地震波勘探反演问题的理论基础和研究进展,阐述了反演中优化问题的解决方法和面临的困难,并提出了一种确定性全局优化的新方法.通过在优化参数空间识别并划分局部优化解及其附近区域,只需有限次参数空间划分过程就能发现所有局部解（集合）;基于复杂目标函数多尺度结构分析,提出多尺度参数空间分区优化方法的研究方向.该方法收敛速度快,优化结果不依赖初始解的选取,是对非线性全局优化问题的一个新探索.     

二维波动方程参数反演的微分进化算法

利用微分进化算法进行二维波动方程参数反演的研究.微分进化算法属于全局最优化算法,具有鲁棒性强、收敛速度快、计算精度高的优点.把参数反演问题转化为非线性优化问题,通过保持在解空间不同区域中各个点的搜索,以最大的概率找到问题的全局最优解.同时还进行了数值模拟,结果令人满意.     

从工程实践浅析基桩高应变法检测承载力误差问题

高应变法检测是基桩检测技术的一种重要手段,但是该方法检测承载力存在误差,因此受到许多争议。本文以广东惠州地区两项工程的检测实践为例,分别采用前后两组不同拟合参数,对检测数据进行了承载力拟合计算,分别得出了前后两种不同的计算结果。并通过动、静两种方法的对比检测,分析了高应变法检测承载力误差产生的主要原因,粗略探讨了对高应变法检测的一些认识。     

基于走时约束的分频分步零偏VSP波动方程多参数反演

在地震勘探中,描述复杂介质的正演和反演问题通常包含许多反映介质不同特性的参数.同时获得这些参数对进行更准确的岩性描述和油藏预测具有重要的理论和现实意义.为了提高频率域黏弹性波动方程的零偏VSP多参数反演的精度,本文对多参数反演的可行性进行分析,明确了目标函数的敏感程度及参数之间的耦合情况,提出了一种基于走时约束的分频分步多参数反演策略.首先利用零偏VSP资料构建先验信息,然后分别利用高、低频数据进行两步反演,也就是"三个参数反演+五个参数反演"的过程,以提高反演的稳健性和精度.利用此方法可同时得到零偏VSP数据可靠的弹性波速度、密度和品质因子,为精确的时-深关系及含油气的解释和预测奠定基础,同时也可以为地面地震叠前反演提供可靠有效的约束,增强地面地震反演精度.     

非线性波动方程地震反演的方法原理及问题

在解反射地震的非线性反问题时,目前都采用各种迭代算法(如梯度法、最速下降法及共轭梯度下降法等),并以拟合差取极小为准则.本文对这方面具有代表性的波动方程反演理论作分析评述,指出这种经典性方法的缺点和局限,以及发展非线性波动方程地震反演的方向.     

震源最佳反演结果误差的随机加权估计

提出利用随机加权方法估计地震矩张量最佳反演结果的误差．这种方法不对误差来源作任何分布假设,只需重复产生一定数量的服从Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ分布的权向量．对于每个权向量,将其各分量分配到每条地震记录上,相应地确定一个震源参数解．对这些震源参数反演解进行基本的统计分析,便能估计出最佳解的方差、协方差和置信区间．还讨论了１９８６年台湾地震（Ｍｓ＝７．８）的震源矩张量中存在各向同性分量这一解答的可靠性．     

震源最佳反演结果误差的随机加权估计

提出利用随机加权方法估计地震矩张量最佳反演结果的误差．这种方法不对误差来源作任何分布假设，只需重复产生一定数量的服从Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ分布的权向量．对于每个权向量，将其各分量分配到每条地震记录上，相应地确定一个震源参数解．对这些震源参数反演解进行基本的统计分析，便能估计出最佳解的方差、协方差和置信区间．还讨论了１９８６年台湾地震（Ｍｓ＝７．８）的震源矩张量中存在各向同性分量这一解答的可靠性．     

基于波动方程的微地震震源位置、震源时间及VTI介质各向异性参数联合反演

对于非常规油气开发,水力压裂监控的效果取决于对微地震事件的分析、解释.准确的微地震震源位置是关乎施工成败的重要因素.微地震震源位置的准确性与多个参数相关,其不仅依赖于微地震事件的激发时间,同时也依赖于储层介质参数信息,因此进行微地震震源位置、震源时间、储层介质参数的联合反演尤为重要.页岩气储层通常表现出较强的各向异性,...     

基于改进蚁群算法在面波频散曲线反演中的应用

为快速准确的反演得到近地表地层结构,将一种新颖而强大的非线性算法——蚁群算法引入到瑞雷波频散曲线领域,并对其进行相应的改进,改进蚁群算法的优点是运算效率快、精度高、算法简单、灵活易于实现,需要调节控制参数也较少。文中分别在无噪声\,含噪声以及实测数据进行反演测试,通过模型数据和实测数据表明,应用于瑞雷波反演中的改进蚁群算法在收敛速度与收敛精度之间能达到良好的平衡,所得解具有较高可信度。而且算法为促进所得解快速收敛到全局最优,在搜索中分全局搜索与局部搜索两个方式进行,能够有效地避免局部最优解产生。借助人工合成的瑞雷波数据以及真实观测数据,验证了改进蚁群算法在反演近地表剪切波速度时的有效性和通用性。此外,文中与遗传算法进行比较,得出改进蚁群算法具有高效性和高精度性的优点。     

遗传算法在井地磁测反演中的应用

井地磁测可以提供井及周围一定空间范围内磁性地质体空间分布和空间磁场变化等资料,是勘探磁铁矿床和含磁性矿物多金属矿床的一种有效的井中物探方法。以板状体模型为研究对象,利用非线性遗传算法,对井地单层和多层板状体进行反演试验,不同模型试算结果表明:利用遗传算法反演井中磁测资料是可行的,而且反演结果较稳定,收敛速度较快。     

The Improved Simulated Annealing Algorithm and Application in the Surface Wave Dispersion Inversion

The velocity distribution of layers from surface wave dispersion curve is a severely nonlinear program. Base on the Metropolis rule,we improved the simulated annealing algorithm to simultaneously inverse the velocities and thicknesses using the dispersion data and identified the Moho and the bottom of lithosphere. The application to the numerical examples with 5% noise shows the velocity RMS is 1. 56% between the non-linear results and the original models when the condition of selecting method for temperature parameters and initial temperature are satisfied. Using the pure dispersions of Rayleigh wave,the nonlinear inversion has been carried out for S-wave velocities and thicknesses of the vertical profile crossing the Indian Plate,the Qinghai-Tibetan Plateau,and the Tarim Basin. It indicated that the crustal thickness is about 70 km in the Qiangtang block,while in the hinterland of the Qinghai-Tibetan Plateau the lithosphere is relatively thin(～ 130 km)from the velocity values and their offsets.     

Delaunay三角剖分插值算法在MT成图中的应用

研究并实现了一种基于Delaunay三角剖分的二维快速插值算法,并将其应用于大地电磁(MT)二维反演实时成像网格化处理中。实际资料试算结果表明,该算法具有稳定、插值效果好以及易于模拟地形数据等优点,能满足MT反演结果实时成图的要求。     

Inversion of source process and related studies of the Taiwan Strait earthquake using genetic algorithm

ＩｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｓｏｕｒｃｅｐｒｏｃｅｓａｎｄｒｅｌａｔｅｄｓｔｕｄｉｅｓｏｆｔｈｅＴａｉｗａｎＳｔｒａｉｔｅａｒｔｈｑｕａｋｅｕｓ－ｉｎｇｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍＨＡＩ－ＪＵＮＷＡＮＧ１）（王海军）ＢＡＮＧ－ＨＵＩＬＩＮ１）（林邦慧...     

渭河盆地断裂活动速率的粒子群算法反演

渭河盆地是我国典型的断陷盆地,是中国大陆地裂缝活动、地面沉降活动最剧烈的地区之一.本文利用2004-2007年间的GPS数据,采用粒子群算法与位错理论模型相结合,对渭河盆地主要断裂的三维滑动速率进行了反演计算分析.结果表明:(1)断裂活动性质与地质测量方法获得的结果基本一致:除韩城—华县断裂以张裂为主外,渭河盆地主要断裂均以正倾滑为主,并具有走滑特征,呈张裂的运动趋势;(2)从滑动速率来看,秦岭北侧大断裂速率最大,可达4.5 mm/a.固关—宝鸡断裂活动最小,活动速率仅为1 mm/a左右;(3)在趋势上与现有的地质资料基本一致,以EW向断裂活动最强,NE方向较强,而NW方向较弱,并且分布上呈现南强北弱的特征.     

Inversion of source process and related studies of the Taiwan Strait earthquake using genetic algorithm

Applying genetic algorithm to inversion of seismic moment tensor solution and using the data of P waveform from digital network and initial motion directions of P waves of Taiwan network stations, we studied the moment tensor solutions and focal parameters of the earthquake of M=7.3 on 16 September of 1994 in Taiwan Strait and other four quakes of M _L≥5.8 in the near region (21°–26°N, 115°–120°E). Among the five earthquakes, the quake of M=7.3 on September 16, 1994 in Taiwan Strait is the strongest one in the southeastern coast area since Nan’ao earthquake of M=7.3 in 1918. The results show that moment tensor solution of M=7.3 earthquake is mainly double-couple component, and is normal fault whose fault plane is near NW. The strike of the fault plane resembles that of the distributive bands of earthquakes before the main event and fracture pattern shown by aftershocks. The tension stress axis of focal mechanism is about horizontal, near in NE strike, the compressive stress axis is approximately vertical, near in NWW strike. It seems that this quake is controlled by the force of Philippine plate’s pressing Eurasian plate in NW direction. But from the viewpoint of P axis of near vertical and T axis of near horizontal, it is a normal fault of strong tensibility. There are relatively big difference between focal mechanism solution of this quake and those of the four other strong quakes. The complexity of source mechanism solution of these quakes represents the complexity of the process of the strait earthquake sequences. Contribution No. 98A01001, Institute of Geophysics, State Seismological Bureau, China. The subject is supported and helped by Academician Yun-Tai CHEN, Profs. Qing-Yao HONG, Zhen-Xing YAO, Tian-Yu ZHENG, Yao-Lin SHI, Ji-An XU, Bo-Shou HUANG and colleague Mei-Jian AN, Xue-Reng DING, Rui-Feng LIU. De-Chong ZHANG and Ming Li provided the digital data warm-heartedly. Lin-Ying WANG offered us the catalogue of earthquakes in southeastern coastal area in China. Xi-Li WANG and Tong-Xia BAI provided us the issued annual reports data. The authors would like to express their gratitude to all of these people. This paper is sponsored by the National Natural Science Foundation of China and Scientific and Technological Commission of Shantou, Guangdong Province.     

基于能量最小化原理的弹性波CT成像频域有限元反演算法

在材料和模型实验中,试样内部位移场的精确量测对于加载过程中试样力学性质的研究有着十分重要的意义。提出基于能量最小化原理的弹性波CT成像频域有限元反演算法,并在波动方程的基础上通过有限元数值实验,利用估计位移场和实际位移场的偏差,得出包括密度ρ和拉梅常数λ在内的单元材料参数的更新梯度,进一步经过若干次正负反馈的迭代,实现试样参数的反演。该算法避开已有方法中求解参数更新梯度Jacobi矩阵的过程,计算效率得到极大的提高。计算结果表明,在已知位移场的情况下,迭代更新λ的效率和准确性较高;在已知部分节点实际位移的情况下,参数迭代效率与观测网格密度正相关。     

基于三变量柯西分布的叠前地震反演及在优质含气储层预测中的应用

优质气层与低含气饱和度的差气层、气水同层均呈现"亮点"强振幅的地震响应特征,利用振幅类属性或者常规弹性参数难以进行有效判识。考虑到密度参数随含气饱和度的高敏感性,本文在贝叶斯叠前反演框架下,以三变量柯西分布为先验正则约束进行叠前地震反演,减小了纵波速度、横波速度与密度三参数统计相关性造成的参数估算误差,进一步提高了弹性参数的可靠性,模型测试表明新方法反演的密度精度及稳定性更高。将方法应用于马达班湾盆地X区块,在流体替代及岩石物理统计分析的指导下,利用基于三变量柯西分布的叠前地震反演方法提取密度参数,预测优质气层富集区,实钻结果与预测结果吻合度高,表明该方法具有较高的实用性。