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相似文献
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1.
频率域全波形反演方法研究进展   总被引:3,自引:1,他引:3  
全波形反演方法利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构,具有揭示复杂地质背景下构造与岩性细节信息的潜力.根据研究需要,全波形反演既可在时间域也可在频率域实现.频率域相对于时间域反演具有计算高效、数据选择灵活等优势.近十几年来频率域全波形反演理论在波场模拟方法、反演频率选择策略、目标函数设置方式、震源子波处理方式、梯度预处理方法等方面取得了进展.目标函数存在大量局部极值的特性是影响反射地震全波形反演效果的重要内在因素之一.如果将Laplace域波形反演、频率域阻尼波场反演、频率域波形反演三种方法有机结合,可以降低反演的非线性程度.  相似文献   

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3.
获取准确的速度与各向异性参数模型,是全波形反演的主要目标.由于各向异性参数的敏感性较差,常规全波形反演方法很难同时得到满意的速度和各向异性参数模型.本文提出一种新的VTI介质qP波全波形反演方法.采用动校正速度参数化方式得到新的VTI介质qP波方程,改善各向异性参数δ对近偏移距数据的敏感性.在新的方程中,推导了VTI介质全波形反演梯度公式.基于敏感核分析设计了合理的分步反演策略,来缓解不同参数之间的串扰,进而提高速度和各向异性参数的反演精度.模型算例表明,新的反演策略能够有效提高速度和δ参数的反演精度.分步反演方法在非线性更强的各向异性反演中,能够得到更接近真实值的反演结果.  相似文献   

4.
为深入认识川东南茅口组缝洞型储层的地球物理响应特征并分析其形成机制,以钻井、测井资料为基础,采用离散合成记录与地质剖面对比、正演模拟的方法开展茅口组储层地震一地质特征分析,建立了四类缝洞型储层地球物理响应特征并分析了其地质形成机制,指出茅口组上部的波状反射和顶部空白反射反映缝洞体在茅口组上部或顶部发育,为较可靠的含气缝...  相似文献   

5.
以二维声波方程为模型,在时间域深入研究了全波形速度反演.全波形反演要解一个非线性的最小二乘问题,是一个极小化模拟数据与已知数据之间残量的过程.针对全波形反演易陷入局部极值的困难,本文提出了基于不同尺度的频率数据的"逐级反演"策略,即先基于低频尺度的波场信息进行反演,得出一个合理的初始模型,然后再利用其他不同尺度频率的波场进行反演,并且用前一尺度的迭代反演结果作为下一尺度反演的初始模型,这样逐级进行反演.文中详细阐述和推导了理论方法及公式,包括有限差分正演模拟、速度模型修正、梯度计算和算法描述,并以Marmousi复杂构造模型为例,进行了MPI并行全波形反演数值计算,得到了较好的反演结果,验证了方法的有效性和稳健性.  相似文献   

6.
声波全波形反演目标函数性态   总被引:3,自引:4,他引:3       下载免费PDF全文
地震波传播的复杂性所引起的地震反演中强烈的非线性问题是目前全波形反演在技术上遇到的最大难题,了解全波形反演中不同的目标函数随不同物性参数的不同摄动尺度的变化性态,对选择合理的反演方法和反演策略具有重要意义.本文参照Jannane等对波形反演目标函数性态的分析方法,通过变密度声波方程,分析了多种地震数据子集的不同目标函数随物性参数的摄动尺度的变化关系,重点分析了它们的非线性程度,为进行分步骤、分尺度全波形反演方法和反演策略的选择提供了理论指导.  相似文献   

7.
变密度声波方程多参数全波形反演策略   总被引:1,自引:3,他引:1       下载免费PDF全文
多参数全波形反演中各参数之间的相互耦合增加了反演的非线性程度.通过分析各参数之间的相互影响,提出合理的多参数反演策略是解决该问题的有效途径.本文从变密度声波方程出发,首先研究了密度在速度反演中的重要作用,然后分析了速度对密度反演的影响程度,进而提出了一种有利于速度、密度分步联合反演的策略.第一步,利用给定的初始模型对速度、密度进行同时反演,得到比较可靠的速度反演结果;第二步,利用第一步反演得到的速度和给定的初始密度作为初始模型,继续进行双参数同时反演,这样可以同时得到比较可靠的速度、密度反演结果.为了进一步提高反演精度,将第二步反演得到的速度、密度作为初始模型,再进行下一轮双参数联合反演.二维理论模型实验结果充分说明了本文提出的这种反演策略的有效性.  相似文献   

8.
岩性油气藏在我国天然气勘探开发中占有非常重要的位置,其分布区域的成像是合理布设井位,提高钻井成功率的关键之一.本文首先基于地下介质的声学近似和波场回传理论,利用频率域单程声波方程延拓计算地震波场,进行全波形反演,获得地层密度和体积模量的定量成像,并依据油气藏物性特征和流体饱和多孔介质岩石物理模型,简要讨论了孔隙度和饱和度与密度及体积模量的关系,明确了地震油气藏成像新概念.在此基础上,定义了基于流体体积模量和孔隙度的成像函数,进行油气藏成像.理论模型计算表明该方法是可行的.通过对西部地区某气田二维地震数据处理,实现了致密砂岩气藏成像,钻井结果证实了气藏区域成像位置的准确性和方法的有效性.  相似文献   

9.

全波形反演可以为叠前深度偏移成像提供更高精度的速度模型,但该方法具有较强的非线性,对初始速度模型的依赖性较强,尤其是在实际应用中,地质条件复杂多变,速度变化不连续,增加了反演非线性程度,常常使反演陷入局部极小值,影响反演的精度.全变差约束在图像去噪领域应用广泛,属于非光滑约束,在去噪过程中能有效的保留图像的不连续界面和边缘信息.本文提出基于Hinge损失函数的垂向全变差约束全波形反演方法,在全变差约束的基础上,利用Hinge损失函数控制模型的更新方向,并使用原-对偶混合梯度算法进行求解,给出这一优化问题的迭代格式,有效提高了对地下不连续界面的重构精度,同时也降低反演对初始速度模型的依赖程度.数值算例证明:与常规全波形反演方法相比,基于全变差约束的全波形反演方法可以有效的重构速度模型中的不连续界面,尤其对高速体边缘的重构效果更明显,但该方法对初始速度模型的依赖性仍然较强;基于Hinge损失函数的垂向全变差约束全波形反演方法降低了对初始速度模型的依赖程度,可以从一个较差的初始模型通过循环迭代的方式最终得到同样精确的速度模型,较好的重构了高速体边缘和不连续界面.

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10.
地震波形指示反演在高频段通过将地震波形信息代替变差函数,使得反演过程及结果能够更好的体现了"相控"的概念,并且能够有效提升预测储层纵向及横向分辨率,在薄层、薄互储层预测上是地质统计学反演之外一种新的、更高效的反演手段.针对J4井区纵波阻抗无法有效识别河道砂薄互储层的问题,通过横波速度估算,计算得到一系列弹性参数,优选出对砂泥岩识别最敏感的弹性参数,创新尝试在叠前域使用地震波形指示反演敏感参数体,最终达到对目标薄互储层"定量"识别的目的.应用结果表明:在叠前域使用地震波形指示反演代替常规反演可以很好的解决薄层预测中纵横向分辨率不高、纵波阻抗无法有效识别砂泥岩的问题,对同类型储层定量预测具有一定的借鉴意义.  相似文献   

11.
速度、密度之间的相互耦合使得密度在多参数全波形反演中较难获得.本文将截断高斯-牛顿法用于声介质速度、密度双参数全波形反演,通过考虑近似Hessian矩阵中反映速度、密度相互作用的非主对角块元素,有效解决了多参数全波形反演中速度、密度之间的耦合问题,在不采用反演策略的情况下,仍能够获得精度较高的速度、密度反演结果.常规的截断牛顿类全波形反演通常利用一阶伴随状态法求取目标函数对模型参数的梯度,利用二阶伴随状态法或有限差分法求解Hessian-向量乘,在每一步内循环迭代过程中需要额外求解两次正演问题,计算量较大.本文基于Born近似,将梯度计算中的核函数-向量乘表示为具有明确物理意义的向量-标量乘的累加运算,同时将Hessian-向量乘转化为两次核函数-向量乘,无需额外求解正演问题,有效降低了计算量.数值实验证明了本文提出的方法的有效性.  相似文献   

12.
In previous publications, we presented a waveform-inversion algorithm for attenuation analysis in heterogeneous anisotropic media. However, waveform inversion requires an accurate estimate of the source wavelet, which is often difficult to obtain from field data. To address this problem, here we adopt a source-independent waveform-inversion algorithm that obviates the need for joint estimation of the source signal and attenuation coefficients. The key operations in that algorithm are the convolutions (1) of the observed wavefield with a reference trace from the modelled data and (2) of the modelled wavefield with a reference trace from the observed data. The influence of the source signature on attenuation estimation is mitigated by defining the objective function as the ℓ2-norm of the difference between the two convolved data sets. The inversion gradients for the medium parameters are similar to those for conventional waveform-inversion techniques, with the exception of the adjoint sources computed by convolution and cross-correlation operations. To make the source-independent inversion methodology more stable in the presence of velocity errors, we combine it with the local-similarity technique. The proposed algorithm is validated using transmission tests for a homogeneous transversely isotropic model with a vertical symmetry axis that contains a Gaussian anomaly in the shear-wave vertical attenuation coefficient. Then the method is applied to the inversion of reflection data for a modified transversely isotropic model from Hess. It should be noted that due to the increased nonlinearity of the inverse problem, the source-independent algorithm requires a more accurate initial model to obtain inversion results comparable to those produced by conventional waveform inversion with the actual wavelet.  相似文献   

13.
川滇地区速度结构的区域地震波形反演研究   总被引:22,自引:6,他引:22       下载免费PDF全文
利用云南数字地震台网的区域地震波形资料,对川滇地区的地壳上地幔速度结构进行了初步研究. 结果表明,川滇地区上地幔顶部P波速度较小,约7.8 km/s,P波速度在上地幔表现为较小的正速度梯度,S波在100~160 km深度范围内表现为弱低速层. 对于较短的观测路径,不同路径的平均P波和S波速度存在明显的横向变化. 与川滇菱形块体内部的速度结构不同,在块体边界附近可以观测到比较明显的上地壳低速层,我们认为它可能与块体边界的断裂带有关;川滇菱形块体内部存在的下地壳低速层,有利于块体向南滑动,而中上地壳没有明显低速结构,可能表明川滇菱形块体向南滑动的解耦深度至少在下地壳. 根据不同路径的反演结果,给出了云南中部地区地壳内部的平均速度结构.  相似文献   

14.
3D anisotropic waveform inversion could provide high-resolution velocity models and improved event locations for microseismic surveys. Here we extend our previously developed 2D inversion methodology for microseismic borehole data to 3D transversely isotropic media with a vertical symmetry axis. This extension allows us to invert multicomponent data recorded in multiple boreholes and properly account for vertical and lateral heterogeneity. Synthetic examples illustrate the performance of the algorithm for layer-cake and ‘hydraulically fractured’ (i.e. containing anomalies that simulate hydraulic fractures) models. In both cases, waveform inversion is able to reconstruct the areas which are sufficiently illuminated for the employed source-receiver geometry. In addition, we evaluate the sensitivity of the algorithm to errors in the source locations and to band-limited noise in the input displacements. We also present initial inversion results for a microseismic data set acquired during hydraulic fracturing in a shale reservoir.  相似文献   

15.
Wave equation–based migration velocity analysis techniques aim to construct a kinematically accurate velocity model for imaging or as an initial model for full waveform inversion applications. The most popular wave equation–based migration velocity analysis method is differential semblance optimization, where the velocity model is iteratively updated by minimizing the unfocused energy in an extended image volume. However, differential semblance optimization suffers from artefacts, courtesy of the adjoint operator used in imaging, leading to poor convergence. Recent findings show that true amplitude imaging plays a significant role in enhancing the differential semblance optimization's gradient and reducing the artefacts. Here, we focus on a pseudo-inverse operator to the horizontally extended Born as a true amplitude imaging operator. For laterally inhomogeneous models, the operator required a derivative with respect to a vertical shift. Extending the image vertically to evaluate such a derivative is costly and impractical. The inverse operator can be simplified in laterally homogeneous models. We derive an extension of the approach to apply the full inverse formula and evaluate the derivative efficiently. We simplified the implementation by applying the derivative to the imaging condition and utilize the relationship between the source and receiver wavefields and the vertical shift. Specifically, we verify the effectiveness of the approach using the Marmousi model and show that the term required for the lateral inhomogeneity treatment has a relatively small impact on the results for many cases. We then apply the operator in differential semblance optimization and invert for an accurate macro-velocity model, which can serve as an initial velocity model for full waveform inversion.  相似文献   

16.
Two-dimensional elastic full waveform inversion was applied to two lines extracted from a spiral three-dimensional vertical seismic profile data acquired in an oilfield offshore, Abu Dhabi, in the United Arab Emirates. The lines were selected to be parallel and perpendicular to the plane defined by the deviated borehole. The purpose of the inversion was to derive high-resolution elastic properties of the subsurface. After pre-processing, the data were band-pass filtered with a minimum frequency of 3.5 Hz and a maximum frequency of 30 Hz. A sequential inversion approach was used to mitigate non-linearity. The pre-processing of the data consisted in the removal of bad traces, followed by amplitude and phase corrections. High-resolution P- and S-wave velocity models that show good correlations with the available sonic logs were obtained. The results of the inversion suggest that the oilfield consists of a stack of layers with varying lithology, porosity and possibly fluid content.  相似文献   

17.

地震波在地下介质传播过程中由于非弹性衰减的存在将导致能量损失和相位变化, 精确的速度与衰减参数建模对油气识别、提高强衰减介质中地震波成像的质量都起着至关重要的作用.常分数阶拉普拉斯算子黏声方程由于完全分离的速度频散项与振幅衰减项的优势, 以及在强非均质衰减介质中可以高精度求解的特点, 已被应用于速度与衰减参数的建模中.本文将二阶常分数阶拉普拉斯算子黏声方程拆分为等价的一阶方程组, 并在此一阶方程组的基础上推导出新的梯度公式与伴随方程, 建立了一种新的速度与衰减参数同时重建的全波形反演方法.相较于原二阶常分数阶拉普拉斯算子黏声方程建立的全波形反演流程, 数值实验表明, 新建立的反演流程可以有效避免原梯度数值计算中的噪声, 尤其是可以有效提高衰减参数梯度的反演精度, 从而显著提高反演的收敛速度与反演精度.

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