波在PTL介质中传播的旅行时反演

本文对Byun(1990)的横向各向同性介质的旅行时反演方法作了两点改进:其一是根据优化后的V_r值计算一个初始的F值,然后再根据这个初始值进行最小均方误差分析;其二是对初始值进行优化分析时,提出用测量值(或由式(4)和式(10)计算的理论值)作为实际值进行拟合,而Byun的方法是用式(11)的计算来得到一个实际值。理论模型证明:本文所述方法有一个比较宽的适应性,而Byun方法只在弱各向异性时才可以得到较精确的结果。     

三维TI介质中多波走时层析成像

传统的各向异性层析成像是在弱各向异性假设下,主要利用走时信息进行线性反演,忽略了介质横向变化,反演结果可信度不高。为此,研究了三维TI介质中多波走时层析成像技术。将各向同性介质中的分区多步不规则最短路径算法推广至三维TI介质中,实现多次透射、反射以及转换波的追踪计算,采用各向同性地震多震相走时层析成像技术,结合有关群速度、相速度偏导数计算,通过联合多波走时同时反演5个各向异性弹性参数。无论是射线路径和走时的追踪计算,还是反演方程的建立,或是雅克比矩阵的计算,该方法都未假设介质为弱各向异性,并且每次迭代都重新追踪射线路径和走时,并计算雅克比矩阵元素。因此,适用于TI介质多波走时层析成像。数值模拟结果表明,多波走时资料的联合反演可有效提高成像的空间分辨率。     

一般TI介质中多震相旅行时层析成像——以井间成像为例

传统的各向异性介质中的正、反演研究大多基于弱各向异性假设下的VTI介质,且主要是有关初至波的射线追踪和相应的旅行时反演。然而,随着勘探精度要求的不断提高,一般普适的(含强)TI介质中的多震相射线正、反演方法,则成为急需解决的问题。鉴于此,本文将基于各向同性介质多震相分区多步最短路径射线追踪算法推广到一般各向异性TI介质,结合相、群速度导数的一阶旅行时扰动方程,采用共轭梯度求解带约束的阻尼最小二乘问题,进而提出了一种利用多震相旅行时进行一般TI介质弹性参数反演的方法。井间地震数值实验结果表明,多震相旅行时联合反演可有效提高成像分辨率,验证了方法的有效性和正确性。     

非线性各向异性波形反演方法

本文以经典的最优化理论为基础,将反演声波介质和各向同性弹性介质的弹性常数、波阻抗和密度等参数的非线性波形庆演方法．推广于弹性各向异性介质弹性参数和密度的反演.详细地推导了反演上述参数的迭代公式.为了有效地利用与各模型参数对应的目标函数的梯度分量,文中给出了子空间法修改模型参数的方法,使每个模型参数修正量的修正系统都能用最优化方法确定,从而有利于加快迭代的收敛速度.     

井间地震数据的声波动方程旅行时和波形的反演

本文介绍了根据井间地震数据重建井间速度分布的一种混合波动方程旅行时和波形反演方法。这种方法被称为WTW,它保留着全波反演和旅行时反演的优点;这就是说,这种方法的特点在于合理地快速收敛,这种收敛多少有点不受初始模型的限制,而且,该方法可以分辨出速度模型的详细特征。一般,WTW方法不需要进行旅行时拾取,它的计算费用与全波反演的大致相同。 我们把这种WTW方法应用于由Exxon公司在得克萨斯州Friendswood试验基地采集到的合成数据和野外井间数据中。结果表明,这种WTW层析图象的构造信息比旅行时层析图象的要丰富得多。分辨这种WTW Friendswood层析图象中的隐蔽构造特征所能达到的空间分辨率大约为1.5米,而在旅行时层析图象中,这些隐蔽构造特征仍然是模糊不清或完全就没有被反映出来。这表示中频方式获得的高质量井间数据(清晰的反射)可能要比高频方式获得的中等质量数据(高质量的初至,但反射却埋没于噪声之中)好些。 与用震源井的一条测井曲线重建的速度分布图作比较就可看出,在0米～200米的层段内吻合得相当好。而在200米～300米的层段内,速度变化也吻合得令人满意,但层析图象的速度分布图却与声波测井的速度之间相差了一个DC位移。以上着重强调了这种WTW方法的希望之处和面临的困难;它可以重建模     

井间地震数据的声波动方程旅行时和波形的反演

本文介绍了根据井间地震数据重建井间速度分布的一种混合波动方程旅行时和波形反演方法。这种方法被称为ＷＴＷ，它保留着全波反演和旅行时反演的优点；这就是说，这种方法的特点在于合理地快速收敛，这种收敛多少有点不受初始模型的限制，而且，该方法可以分辨出速度模型的详细特征。一般，ＷＴＷ方法不需要进行旅行时拾取，它的计算费用与全波反演的大致相同。     

透射波旅行时Beam层析成像方法

无论是高精度的构造成像,还是高保真的针对岩性油藏的成像,都越来越依赖于有一个准确的浅中层速度模型(含各向异性和Q值参数模型)。随着"两宽一高"地震数据采集技术的进步,透射波相较于反射波信噪比更高,参数反演更自动化,因此利用透射波信息进行浅中层参数估计得到了特别的重视。首先从层析成像的理论框架出发,系统地论述了波动方程层析、波束层析以及射线层析的异同,剖析了参数迭代公式中各项的含义,认为层析正问题、地震数据的预条件以及模型的正则化是利用透射波旅行时层析成像方法挖掘"两宽一高"地震数据信息时应注意的几个核心问题。然后,重点介绍了加权地震走时的含义及其基于瞬时走时信息的自动化拾取策略。最后,简述了Beam束层析成像算法理论及其对观测系统的适应性,提出了MPI+OpenMP的策略缓解海量地震数据带来的存储与计算压力。海上实际地震资料的处理结果说明了透射波旅行时Beam层析处理流程在"两宽一高"地震数据处理中的可行性。     

VSP多波旅行时反演

本文基于几何地震学原理,分别利用VSP直达波、反射纵波及上行转换横波旅行时反演层速度。直达波旅行时反演只能获得检波点所在井段地层的速度;上行纵波旅行时反演能获得最深检波器以下地层的速度,即井底以下地层的速度;上行转换横波旅行时反演则能获得横波速度。本文主要研究利用VSP直达波和上行反射波求取井段及井底以下地层的速度,最终根据三维VSP资料获取三维速度体。     

射线追踪方程与程函方程的初至旅行时层析对比

初至旅行时层析反演是目前应用最广泛的近地表建模方法。按照反演中正演算子的不同,可将基于射线理论的层析反演方法分为基于射线追踪方程与程函方程两类。本文分别从理论及数值测试上对两种方法在反演精度、计算效率等方面进行了系统的对比分析。结果表明：①两种方法可在统一的反演框架下推导得到,两者主要的差别均是由反演中正演算子的不同引起的;②两者具有相似的反演精度,由于后者的核函数是带限的,在复杂地区的层析反演中更加稳定;③前者的计算效率、内存占用等依赖于检波点个数,后者则依赖于模型大小,检波点稀疏时优选前者,否则优选后者;④前者具有射线密度等质控手段,后者缺少类似的质控手段。     

初至波与反射波旅行时多尺度渐进联合层析成像

针对应用单-波反演难以更准确、更全面地重构地下速度信息及层析正反演中网格剖分大小相互矛盾的问题,本文采用Humphreys等^[1]的数据加权算法,对模型空间和数据空间进行加权,并在反演中采用多尺度渐进层析反演;通过比较模型上各种波的理论旅行时与实际拾取的旅行时残差,更新模型速度及界面深度参数。模型资料试算结果表明,应用初至波与反射波旅行时联合层析整体上要优于单-波旅行时层析的结果;多尺度渐进层析反演能有效地解决层析正反演网格剖分大小的矛盾;在-定范围内,随着反演网格尺度的逐渐减小,反演精度也会逐渐提高。实际资料试算结果表明该方法是可行的,可以为高精度地震勘探提供精细的速度模型。     

P-SV波在提取SS波零偏移距反射率中的应用

利用Gardnefs经验关系式对P—SV波反射系数近似公式进行了简化，给出了一个描述P—SV波反射系数和ss波零偏移距反射率之间关系的统一近似公式。4个不同的含油气砂岩模型的定量计算表明，该统一近似公式不受岩性弱反差条件的限制，入射角在30。以内能够准确地反映P—SV波反射系数和ss波零偏移距反射率之间的近似关系，而且能够适用于不同形式的P—SV波反射系数近似公式。因此，利用该关系式可以由P—SV波直接构建SS波零偏移距剖面，而且可以实现SS波阻抗的定量反演和多波AV0分析，还可以通过SS波资料提取P—SV波振幅随入射角变化的信息。     

初至旅行时层析反演近地表模型精度分析

为了提高初至旅行时层析反演近地表速度模型的精度,改善静校正效果,本文研究了激发井深以及约束速度对反演精度的影响。通过建立典型低降速层近地表模型,首先对比分析零井深、井深穿过低速层和井深穿过降速层三种情况下,射线穿过网格的特性及激发井深在低速层以下时,最小约束速度对低速层反演效果的影响;其次利用井口时间确定最小约束速度,并提出了辅助点激发确定最小约束速度的新方法;最后应用于合成与实际地震数据,提高了反演精度。     

井间地震直达波和反射波联合层析成像及应用

本文利用直达波的旅行时与反射波的旅行时联合反演两井之间的速度分布,在计算方法中加入声波测井获得边界上的先验信息,如慢度分布和反射层位置,可提高计算时的收敛性能与计算效率。在层析反演过程中,采用阻尼LSQR算法求解,在求解的过程中施加一定的阻尼,能有效地抑制数据误差较大时的影响,提高反演的抗噪声能力。应用正演模型验证了方法的可行性。实际资料处理表明,该方法的层析速度纵、横向分辨率较高,在井旁与声波速度吻合较好,计算精度较高。     

地震弹性参数的非线性数值反演

本文研究一种新的反演方法,即数值正演模拟与全局优化法相结合的非线性数值反演方法。方法中用傅里叶变换法进行数值正演,全局优化法则利用了遗传算法。该方法的优势在于可以适用于各种不同的具体问题。文中在阐明了基本原理之后,就一维波动方程系数的反演作了试算,得到了预想的结果,从而说明了方法的有效性。     

TTI介质各向异性参数优化提取方法

对传统基于井震联合网格层析的TTI介质各向异性参数建模结果的分析发现,在地层厚度变化剧烈的情况下,反演得到的参数模型会出现畸变。为了避免这种不合理的现象,提出了一种优化的TTI各向异性参数反演方法,即通过基于各向异性参数δ的井震误差插值方法将地层厚度信息引入各向异性参数反演流程,使反演结果更加精确。实际资料处理结果表明,优化方法可以有效避免地层厚度突变带来的各向异性参数畸变问题,模型参数不受地层厚度变化的影响,因而比传统方法更为精确、合理。