不依赖子波的弹性波混合域全波形反演

震源子波的准确性直接影响全波形反演的建模效果,获取准确的实际子波十分困难。本文基于去子波影响的褶积法,提出弹性波混合域不依赖子波的全波形反演策略。基于二阶弹性波应力-位移方程的混合域反演理论,把观测地震记录与模拟记录的特征道、模拟记录与观测记录的特征道在频率域做乘积运算,构造了不依赖子波的弹性波混合域全波形反演目标函数,推导了反传震源的理论公式。最后,对Overthrust模型进行试算,得到了较好的反演结果,验证了该方法的可行性。     

Cauchy稀疏约束Bayesian估计地震盲反褶积框架与算法研究

以二阶统计学方法为基础,从Canadas等提出的非最小相位子波和非白噪反射系数地震盲反褶积框架出发,给出了Cauchy稀疏约束Bayesian估计地震盲反褶积框架。基于反射系数与子波相互独立（或弱相关）的假设,分别构建了反射系数和子波最优估计方程,并采用预条件共轭梯度法迭代反演实现反射系数和子波的同时估计。在方法具体实现时,以传统脉冲反褶积结果作为迭代初值,通过迭代得到反射系数和任意相位子波;然后再对子波进行最小相位化,通过反演得到反子波;最后将反子波与地震道褶积,得到反褶积结果。利用理论模型和实际数据对算法进行了试算,结果表明,给出的地震盲反褶积理论框架是正确的;与直接（共轭梯度求解正则方程）稀疏同时迭代反演法的对比显示,预条件共轭梯度算法稳定,精度高,收敛快。     

利用平滑模型约束的频率域多尺度地震反演

频率域地震反演是利用带限地震信号的频率域响应信息预测出地层模型参数。针对频率域反演的高分辨率特性和地震信号的带限特征,本文综合探究频率域反演和贝叶斯反演的思路,提出了基于平滑模型约束的频率域多尺度贝叶斯反演方法。通过对目标函数加入平滑模型约束信息,有效地解决了带限地震信号的低频分量缺失问题,并进一步提高了频率域反演过程的抗噪性和反演结果的空间连续性。此外,由于地震信号在频率域中实现了多频率分量的自动解耦,从而可通过多频率分量逐级迭代方式搜索到反问题的最优解,进而提高反演结果的收敛精度和分辨率,且减弱了反演算法对初始模型精度的过度依赖。最后,通过平稳和非平稳理论模型测试及实际资料的处理,验证了该方法的高分辨率特性和稳健性。     

基于反演策略的数据自适应衰减补偿方法

反Q滤波以及Gabor反褶积是提高地震记录分辨率的重要方法,但反Q滤波需要精确的Q值信息且振幅补偿具有不稳定性;Gabor反褶积基于子波最小相位假设,一定程度上偏离实际情况,其应用受到限制。为此,借鉴反Q滤波思想只进行吸收衰减补偿,避免了子波相位的影响;结合Gabor反褶积方法,在Gabor域利用能量均分双曲平滑方法估计衰减函数谱;基于非稳态褶积理论,利用反演思想得到衰减补偿后的地震记录。该方法相对常规的反Q滤波方法不需要精确的Q值信息,避免了振幅补偿不稳定的发生;同时,该方法忽略子波的影响,相对Gabor反褶积克服了对子波最小相位假设的缺陷,对数据具有一定的自适应性。通过模拟数据分析验证了方法的可行性,实际数据处理进一步验证了方法的有效性。     

无井多道反演

在深入研究波阻抗反演技术的基础上，针对其单道计算的特点，提出了一种简单易行的多道反演方法。该方法具体的实现步骤是：（１）采用频域归一化滤波算子将中、低频分量相加，形成无井多道反演的初步模型；（２）采用常规最小平方法制取最小相位反子波，求出子波，然后转换成零相位子波；（３）对数据拟合差剖面进行信噪分离或做压制噪声处理。应用结果表明，本文方法明显优于单道反演方法。     

基于差分进化算法的叠前AVO反演

针对传统的线性化迭代反演算法对初始模型依赖程度较高、反演过程容易陷入局部最优的问题,本文研究了一种基于差分进化算法的叠前反演方法。该方法利用差分的简单变异操作和一对一的竞争生存策略,对初始模型的依赖程度较低,全局收敛能力较强,且具有操作简单、运算速度快的特点,是解决复杂优化问题的一种有效方法。针对叠前地震反演问题,本文以贝叶斯理论为基础,结合似然函数与先验约束信息,建立反演目标函数,然后利用差分进化算法对初始模型进行优化,直至目标函数取得全局最优值。模型试算验证了该方法是可行的,且对初始模型的依赖程度较弱,具有较好的全局收敛能力;将该方法应用于实际叠前道集数据,得到了分辨率较高的反演结果。     

混合域高分辨率双曲Radon变换及其在多次波压制中的应用

提出了一种快速且分辨率较高的双曲Radon变换方法。首先将地震道集数据沿时间轴进行平方变换,时间平方与截距时间平方呈线性关系,使得正、反Radon变换算子在频率域解耦;其次最优化反演求解目标函数时,在时间域内稀疏约束模型,而Radon变换算子在频率域实现,即混合域方式提高Radon域内分辨率;最后在反演计算过程中引入快速收缩迭代软阈值算法(FISTA)对稀疏反演优化问题进行求解,加快了反演收敛速度。模型和实际海上数据试算结果证明了混合域双曲Radon变换方法的计算效率和分辨率都较高。     

横向二阶导数TV正则化三维反射系数反演

三维反射系数数据体一般采用逐道(或逐线)稀疏反演的方式获得，但由于道与道(或线与线)之间缺乏联系使三维反射系数横向连续性不佳而产生抖动假象。为了全方位压制抖动假象，在反演目标函数中加入合成数据三维空间中的横向二阶导数全变分(Total Variation, TV)约束项提高反演结果的空间连续性，进而将常规的逐道L₁范数正则化反演目标函数扩展为三维反演形式。但时间—空间域三维反演目标函数中存在三维卷积运算而难以直接进行优化求解，因此在分裂Bregman优化框架下将该三维反演目标函数转化到频率—波数域实现了快速求解。合成数据实验及实际数据处理结果表明，该反演方法不仅可以高效地获得三维反射系数数据体，而且能显著改善易被抖动假象掩盖的小构造和薄层的成像效果。     

时间域和深度域反演声阻抗对比

复杂地质条件下的油藏描述仍面临挑战。用点扩散函数(PSF)进行深度域反演的方法能够捕捉采集观测系统和复杂地质条件造成的依赖倾角的照明效应,在深度域进行振幅反演,输出声阻抗体,消除照明效应。利用野外资料实例,对比了时间域反演和深度域反演结果,识别并解释了两者之间的差别和相似性,总结了深度域反演的优点和局限性。     

两种地震道反演方法的比较

对地震道积分法和沃尔什（Ｗａｌｓｈ）函数相对层速度反演法，从方法、处理结果和地震解释等方面进行了比较和分析，并用这两种方法处理了层状模型数据和实际地震资料．结果表明：沃尔什函数相对展速度反演技术和地震道积分技术是两种值得推广的地震资料处理技术；沃尔什函数相对层速度反演技术不仅具有地震道积分技术的优点．而且还具有追踪井间薄地层、高精度计算储层厚度和孔隙度、与油气预测技术相结合计算区块的油气地质储量等特殊用途．     

叠后地震道反演的随机爬山法

本文在Ｈｕａｎｇ等人提出的随机爬山法基础上，使用Ｉｎｇｂｅｒ给出的依赖于温度的似Ｃａｕｃｈｙ分布产生的新模型，构造一种叠后地震道反演的新随机爬山法。此法的基本思路是将目标函数定义为归一化的相似系数Ｅ，通过ＳＨＣ法反演得到一个波阻抗模型使Ｅ达到极大值。     

基于局部相似度的叠前非稳态相位校正方法

针对叠前常相位校正方法没有考虑子波相位随时间和空间变化以及精度有限的问题,在整形最小二乘反演的框架下,提出了一种基于局部相似度的叠前非稳态相位校正方法。通过计算相位旋转后的地震道与优化后的模型道之间的局部相似度,估算各地震道与模型道之间的局部相位差;再进行相位校正,即可得到相位一致的叠前道集。理论模型和实际资料处理结果表明,本文方法可以有效校正叠前道集中相位不一致现象,改善叠加效果,提高速度分析的精度,具有较高的实用价值。     

应用时变子波的盲反射系数反演

由于地震数据的非稳态和全盲特性,实际地震子波通常是未知的且其波形会随传播时间发生变化,故常规基于稳态子波假设的反射系数反演精度将难以保证。为此,利用广义S变换将非稳态地震数据变换到时频域,基于自相关理论逐点提取子波并重新构建时变子波矩阵,而不再是从一道地震记录中仅提取一个时不变子波,将其应用于反演模型以实现非稳态地震资料反射系数的盲反演。模型测试和实际资料处理结果表明,相较于传统时不变子波反演方法,所提方法考虑了地震信号的时变特征,且是数据驱动的,更适用于实际地震资料,能得到更精确的时变子波结果和较高分辨率的反射系数剖面。     

多参数约束磁性体三维形态反演

传统的磁性目标形态反演中,反演模型的初始磁性参数和几何参数需根据经验赋值,针对这一问题,提出了基于多参数约束的磁性目标体三维形态反演方法。首先,通过L₁范数和正则化约束函数建立目标函数,在待增长模块中选择最优解更新反演模型;然后,利用磁性目标多参数估计方法,无需先验信息,直接对磁性目标的位置、磁化方向以及磁化强度进行估计;最后,利用z方向磁场分量（B_z）和磁张量联合反演,得到磁性体的空间分布。仿真数据和实验数据计算结果表明,在无需先验信息的情况下,该方法能够对磁性目标的磁性参数和几何参数进行有效估计,反演得到准确的磁性体三维形态;在剩余磁化条件下,与传统的归一化磁源强度和磁总场模量反演结果相比,此方法能够有效提高磁性体三维形态反演的精度。     

地震波阻抗反演的预条件共轭梯度法

研究地震波阻抗线性反演求解方法。基于Cauchy准则,正则化稀疏反演问题,应用预条件共轭梯度法实现反射系数和子波同时迭代反演。在迭代求解正则化方程时,用共轭梯度法求解相应的原问题。给出初始子波估计的策略和波阻抗求解方法。用实际数据检验算法,表明预条件共轭梯度法反演的子波、反射系数和波阻抗要比直接稀疏反演精度高、收敛快、数值稳定。     

关于地球物理反演中目标函数的初步探讨

地球物理反演成功的关键之一在于如何利用经验的、先验的和理论的多种信息来确定检验准则,即建立目标函数,使得它包含更多的关于解的信息。鉴于常规目标函数的建立过程没有考虑反演中所用实际资料的可靠程度,以及人们用于比较理论信息与实际信息相似性准则和经验准则中所存在的模糊性,本文以反演地层参数的地震记录为例,引入模糊数学的思想,综合分析影响检验准则的各种因素来建立模糊目标函数。通过对理论模型的验算,模糊目标函数在检验反演结果可靠性方面要比常规目标函数的灵敏度高。     

应用波形拟合的炸药震源记录起跳点时间拾取方法

初至拾取是地震数据处理中的关键步骤,其拾取的准确程度关系到浅表层速度模型建立的精度,并进一步影响后续叠加及偏移成像的效果。对于炸药震源激发形成的初至波,根据形成机制,其初至位置在地震记录中应由一个“向下的偏转”表示。而在实际地震数据初至拾取过程中,该“向下偏转的点”较难识别,而能够快速准确拾取的位置通常为波峰位置。基于理论模型,本文测试了拾取波峰及起跳点对速度模型反演的影响,证实基于炸药震源起跳点位置的反演精度高于基于拾取波峰位置。因而提出一种基于波形拟合的方法判断炸药震源的起跳点位置,即假定初至波可用李子波模拟,通过单道中对以波峰为中心的时窗内的样点值进行拟合,得到理论子波函数,以此方式快速、准确地搜索起跳点位置。通过理论子波模型,测试了波形拟合法的有效性及合理性;并应用该方法对塔里木T探区实际资料进行了试处理,表明该方法可准确拾取高信噪比地区炸药震源起跳点位置,同时具有一定的抗噪性,也能拾取较低信噪比地区炸药震源起跳点位置。     

基于自适应震源子波提取与校正的瑞利波波形反演

近年来,基于瑞利波的全波形反演技术取得了较大进展,在接收点覆盖面积足够的情况下,该方法对横向不均匀复杂介质具有较高的分辨能力。影响波形反演精度的关键因素之一是震源子波,然而野外地震记录对应的地震子波是未知的,采用不正确的震源子波势必对反演结果产生负面影响,常规处理方法是利用合成数据进行子波校正,但子波校正需进行多次迭代,导致反演计算时间增加。为了解决这一问题,引入加窗自适应子波提取方法,从观测记录中提取与实际数据匹配较好的震源子波,将其作为初始子波进行子波校正,达到进一步优化反演结果的目的。分别采用真实子波、错误子波、错误子波联合子波校正、提取子波、提取子波联合子波校正五种子波对断层模型进行反演测试。测试结果表明：所提方法获得的子波对应的反演结果最好,错误的子波对应的结果最差;仅利用提取的子波也可以获得较好的反演效果,而采用子波提取与校正相结合的方法可以节省计算时间,进一步提高瑞利波波形反演的精度。最后通过实际数据测试进一步验证了该结论。