全波场地震勘探技术   总被引：6，自引：4，他引：2       下载免费PDF全文

佘德平  严建文  吴继敏 《地球物理学进展》2006,21(2):472-477

全波场地震勘探是近年来出现的一个全新的勘探理念,它包括全波场采集和全波场处理等各方面.本文首先描述了全波场地震勘探的特点,然后从观测系统设计、对采集设备要求及布置方式、矢量滤波、各向异性速度分析以及各向异性成像等方面介绍了其与常规3D地震勘探的差异,说明了全波场勘探可以从根本上解决有关储层物性和流体性质方面的信息问题,将引起地震勘探技术的革命.  相似文献   

Reflection multi‐scale envelope inversion          下载免费PDF全文

Guo‐Xin Chen  Ru‐Shan Wu  Sheng‐Chang Chen 《Geophysical Prospecting》2018,66(7):1258-1271

Sufficient low‐frequency information is essential for full‐waveform inversion to get the global optimal solution. Multi‐scale envelope inversion was proposed using a new Fréchet derivative to invert the long‐wavelength component of the model by directly using the low‐frequency components contained in an envelope of seismic data. Although the new method can recover the main structure of the model, the inversion quality of the model bottom still needs to be improved. Reflection waveform inversion reduces the dependence of inversion on low‐frequency and long‐offset data by using travel‐time information in reflected waves. However, when the underground medium contains strong contrast or the initial model is far away from the true model, it is hard to get reliable reference reflectors for the generation of reflected waves. Here, we propose a combination inversion algorithm, i.e., reflection multi‐scale envelope inversion, to overcome the limitations of multi‐scale envelope inversion and reflection waveform inversion. First, wavefield decomposition was introduced into the multi‐scale envelope inversion to improve the inversion quality of the long‐wavelength components of the model. Then, after the initial model had been established to be accurate enough, migration and de‐migration were introduced to achieve multi‐scale reflection waveform inversion. The numerical results of the salt‐layer model and the SEG/EAGE salt model verified the validity of the proposed approach and its potential.  相似文献   

基于归一化能量谱目标函数的全波形反演方法          下载免费PDF全文

邢贞贞  韩立国  胡勇  张晓培  尹语晨 《地球物理学报》2019,62(7):2645-2659

基于L2范数的常规全波形反演目标函数是一个强非线性泛函,在反演过程中容易陷入局部极小值.本文提出归一化能量谱目标函数来缓解全波形反演过程中的强非线性问题,同时能够有效地缓解噪声和震源子波不准等因素的影响.能量谱目标函数是通过匹配观测数据与模拟数据随频率分布的能量信息来实现最小二乘反演的,其忽略了地震数据波形与相位变化的细节特征,这在反演的过程中能够有效缓解波形匹配错位等问题.数值测试结果表明,基于归一化能量谱目标函数在构建初始速度模型、抗噪性和缓解震源子波依赖等方面都优于归一化全波形反演目标函数.金属矿模型测试结果表明,即使地震数据缺失低频分量,基于归一化能量谱目标函数的全波形反演方法在像金属矿这样的强散射介质反演问题上同样具有一定的优势.  相似文献   

解耦纵横波反射波走时反演          下载免费PDF全文

宋建勇  王官超  王大兴  李劲松  石玉梅  叶月明 《地球物理学报》2019,62(8):3130-3139

基于常规弹性波动方程的反射波走时反演结合走时和反射波信息可以有效的摄取模型参数中的低波数成分,然而纵横波之间的耦合效应以及纵横波速度对波场的敏感性差异,导致反演的非线性问题增强.为此本文研究了基于解耦波动方程的反射波走时反演,并提出改进的时移互相关目标函数,分别隐式计入射波场快照与反传波场快照的时移量,很大程度的降低了纵波、横波之间的耦合关系,并提高纵横波速度低波数信息的反演质量.最后模型测试证明了本文方法的正确性.  相似文献   

首都圈地区中小地震全波形震源机制反演     

丁成  李俊伦  王晓山  谭玉阳  张海江 《地震》2020,40(4):1-22

目前对首都圈地区中小地震的震源机制研究所用的方法主要有P波初动极性法、 振幅比法及波形反演方法。 前两种方法只利用了波形中很少量的信息, 且对于稀疏台阵效果较差, 而传统的波形反演法也仅利用了波形的部分信息, 且对于震级、 数据资料等有一定的要求。 为克服上述传统方法中的局限并进一步提高震源机制解的准确性, 本文采用一种新的综合利用上述各种信息的全波形匹配方法来反演首都圈地区中小地震的震源机制解, 提高反演解的可靠性。 为了检验所使用的全波形匹配震源机制反演方法的可靠性, 我们首先进行了合成数据测试, 结果表明全波形匹配方法可以得到稳定可靠的震源机制解。 利用新的全波形匹配方法计算了2019年4月北京发生的两次地震震源机制解, 并结合活动断裂进行分析。 将新的全波形震源机制反演方法应用于首都圈地区2015年以来的22个地震(2.2≤M≤4.3), 并对22个地震的震源机制解及应力轴分布进行了分析, 与前人研究结果具有较好的一致性。  相似文献   

基于相似性重构低频数据的金属矿频域全波形反演          下载免费PDF全文

毛博  韩立国 《地球物理学报》2019,62(10):4010-4019

由于深部金属矿埋深和自身的复杂性,利用重、磁、电方法和一般的地震方法很难有效地对其进行高精度定位.全波形反演通过最小化模拟数据与观测数据的差异使深部金属矿的高精度探测成为可能,但全波形反演是一个局部优化过程,需要准确的低频数据作为起始,而这在一般的地震数据采集中难以做到.本文先在频域中使用伴随状态震源函数反演方法,通过震源附近的直达波能精确地反演出震源函数的形态.然后利用得到的高精度震源子波结合褶积与反褶积思想及相似性现象重构含有低频成分的自激自收数据.将该数据应用到全波形反演中,有效缓减了反演过程中出现的周波跳跃现象,并提高了模型反演的正确性.Marmousi模型和金属矿模型的数值模拟实验证明了新方法改善了在没有低频数据时的全波形反演结果,并有较好抗噪性.  相似文献   

Target-level waveform inversion: a prospective application of the convolution-type representation for the acoustic wavefield     

Carlos A.N. da Costa  Jessé C. Costa  Walter E. Medeiros  D.J. Verschuur  Alok K. Soni 《Geophysical Prospecting》2019,67(1):69-84

Nowadays, full-waveform inversion, based on fitting the measured surface data with modelled data, has become the preferred approach to recover detailed physical parameters from the subsurface. However, its application is computationally expensive for large inversion domains. Furthermore, when the subsurface has a complex geological setting, the inversion process requires an appropriate pre-conditioning scheme to retrieve the medium parameters for the desired target area in a reliable manner. One way of dealing with both aspects is by waveform inversion schemes in a target-oriented fashion. Therefore, we propose a prospective application of the convolution-type representation for the acoustic wavefield in the frequency–space domain formulated as a target-oriented waveform inversion method. Our approach aims at matching the observed and modelled upgoing wavefields at a target depth level in the subsurface, where the seismic wavefields, generated by sources distributed above this level, are available. The forward modelling is performed by combining the convolution-type representation for the acoustic wavefield with solving the two-way acoustic wave-equation in the frequency–space domain for the target area. We evaluate the effectiveness of our inversion method by comparing it with the full-domain full-waveform inversion process through some numerical examples using synthetic data from a horizontal well acquisition geometry, where the sources are located at the surface and the receivers are located along a horizontal well at the target level. Our proposed inversion method requires less computational effort and, for this particular acquisition, it has proven to provide more accurate estimates of the target zone below a complex overburden compared to both full-domain full-waveform inversion process and local full-waveform inversion after applying interferometry by multidimensional deconvolution to get local-impulse responses.  相似文献   

简化混合域全波形反演多GPU加速策略          下载免费PDF全文

桂生  刘洪  张玉洁 《地球物理学报》2017,60(2):665-677

全波形反演利用地震记录中的振幅、走时和相位等信息,通过拟合实际地震记录和计算波场来定量提取地下介质的弹性参数,进而为勘探地震成像、速度建模以及大尺度构造演化分析等提供可靠依据.但全波形反演计算量巨大,特别是应用于三维大区块叠前数据时,生产成本仍然很高.本文介绍并比较了时间域和频率域的全波形反演方法,综合两者的优点,最终采用混合域的反演算法,并且在此基础上做了进一步的简化以提高计算效率.针对全波形反演方法应用于大规模叠前数据时易陷入局部极小值的问题,我们提出对模型数据进行分割,同时在数个小模型内进行梯度搜索,然后对比各个局域的梯度,最终找出合适的全局下降方向,以克服局部极小的隐患.该方法能够充分利用GPU的硬件特性.在GPU环境下实现本文所提出的简化混合域全波形反演算法.数值计算实例体现出新方法具有良好的计算效率、反演精度和算法可扩展性.  相似文献   

多主频波场的时间阻尼全波形反演          下载免费PDF全文

陈生昌  陈国新 《地球物理学报》2017,60(8):3229-3237

低频成分缺失和地下速度强烈变化会导致严重的周期跳现象,是地震数据全波形反演的难题.通过对地震数据加时间阻尼和时间积分降主频处理,提出了一种可有效去除周期跳现象的多主频波场时间阻尼全波形反演方法.由浅到深的速度不准确会造成波形走时失配和走时失配的累积.浅部速度的准确反演可有效地减小深部波形走时失配与周期跳现象.对地震数据施加时间阻尼得到时间阻尼数据,利用不同阻尼值的时间阻尼地震数据实现由浅到深的全波形反演.低主频波场的周期跳现象相对高主频波场的要弱.对地震波场进行不同阶的时间积分以得到不同主频的波场,把低主频波场的全波形反演结果作为高主频波场全波形反演的初始模型.应用缺失4 Hz以下频谱成分的二维盐丘模型合成数据验证所提出的全波形反演方法的正确性和有效性,数值试验结果显示多主频波场的时间阻尼全波形反演方法对缺失低频成分地震数据和地下速度强烈变化具有很好的适应性.  相似文献   

基于Hinge损失函数的垂向全变差约束全波形反演          下载免费PDF全文

王志强  韩立国 《地球物理学报》2018,61(4):1460-1470

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.  相似文献