二维波动方程速度反演的优化方法

利用波动方程反演方法求取地层参数是实现岩性勘探的一个有效途径。但由于波动方程反演的不适定性,使求解变得十分困难。因此,为避免反演的不适定性,通常采用优化方法求解。文中从二维波动方程反问题出发,将反问题的数学模型改变为求取速度参数,并建立相应的泛函,从而得到计算层速度的梯度近似式,进而给出反演迭代的优化算法。利用这种算法对较为复杂的理论模型,在含有不同噪声水平的干扰下,进行数值反演,获得了较好的结果。     

层状介质的快速物性反演

波动方程反演所面临的主要困难之一是计算量过大。本文针对层状介质的特殊性,试图就物性反演问题提出一种有效的快速迭代算法。该方法在震源函数变换法(文献1)的基础上.忽略多次波的影响.以一次或二次反射波作为合成地震记录的近似值来求梯度阵。尽管该方法的迭代次数有所增加,但总的用机时间比原方法用差分求导数计算梯度阵的过程大大减少。试算结果表明,本文方法对提高层状介质反演的计算效率十分有效。     

用退火遗传算法进行地震波阻抗反演

退火遗传算法是模拟退火算法(SA)和遗传算法(GA)相结合的优化算法。其主要思想是利用模拟退火算法中的热槽法(概率分布函数)产生GA的群体初值,这样可以避免产生一些无用的群体,其结果既节省计算机空间,又节省计算时间,并且最终容易得到最优解。SA和GA交替运行,对GA的每一演化代,用SA对其进行局部搜索来改进GA的性能。利用退火遗传算法对地震波阻抗进行反演,目标函数可以达到10^-5数量级,这就使退火遗传算法的非线性方法能够应用于地震波阻抗反演中。     

基于波动理论的地震波参数反演探讨

综述了近20年来应用波动理论的地震波参数反演的现状。对参数反演研究的一些实际问题进行了探讨,包括对地震波参数反演的理解、正则化和信息提取等。     

联合反演速度和衰减的层析成像法

迄今为止，有关计算速度和衰减的方法均是相互独立的。实际上欲得到速度的估计需要计算衰减，而欲得到衰减的最佳估计也需要计算速度。为此，本文介绍一种衰减和速度联合反演的层析成像法。文中首先利用瞬时频率匹配法从地震数据中提取衰减参数，然后给出反演介质的品质因子和速度的层析公式，最后给出试算结果，表明该方法的应用前景。     

利用射线路径反演层状介质速度的方法

本文根据欧拉方程对于连续层状介质进行了方程推导,得出一个波传播的射线路径公式,利用中 公式导出了ＶＳＰ资料处理中的速度反演公式。     

速度分析和层析成像

地震波速度是地震勘探中最重要的参数之一。通过对第65届EAEG年会上发表的20多篇相关文章的归纳和总结，介绍了求取地震波速度的若干方法，如：沿层速度分析、层析成像速度分析、波动方程速度分析及应用地质统计法对速度分析作质量控制等。层析成像是一种重要的反演方法，它能提供精确的旅行时和宏观速度模型，为复杂构造的成像创造了有利条件，但在应用层析成像方法时仍有许多问题有待解决，如：数据拾取和计算效率问题。介绍了解决这些问题的一些方法。     

应用时域卷积神经网络的地震波阻抗反演方法

地震波阻抗反演是储层预测研究的一种重要手段,线性地震波阻抗反演方法求解精度依赖于初始地质模型,而完全非线性方法可望得到高精度求解结果。有鉴于此,首先利用全卷积神经网络、因果卷积、膨胀卷积和残差块构建一个时域卷积神经网络(TCN),以建立地震数据与波阻抗之间的非线性映射关系;然后通过该网络对样本进行训练得到反演映射模型,进一步将地震数据输入该模型得到地震波阻抗。正演数据及实际数据测试结果表明,所提方法实现了地震数据到地震波阻抗间的映射,为地震波阻抗反演提供了具有并行计算能力和自适应结构的智能化方法,并在港2025区块砂泥岩储层预测中得到成功应用。     

起伏地表条件下二维地震波场的数值模拟

地震波场数值模拟一般基于水平地表条件,而当前近地表地震方法研究中急需起伏地表条件下的正演模拟数据。起伏地表条件下的二维地震波场波动方程高阶有限差分数值模拟方法研究中面临的主要问题是边界条件的处理。从以速度应力表示的一阶波动方程出发,导出了起伏边界情况下的边界条件。该条件与波动方程具有相同的形式,可以用同样的方法来处理正演过程中的网格内部点和边界点。用交错网格的高阶有限差分方法解波动方程,在满足稳定性要求时,可获得时间和空间都是高阶精度的结果。本算法在高性能计算机集群MPI环境中并行实现时,采用主从模式设计程序,合理调配各节点的计算负载,并应用容错处理手段,达到了较高的并行效率。理论模型和实际速度模型的计算结果证明了方法的正确性和有效性。     

一维波动问题的分层反演法

本文在求解波动方程反问题的GR(梯度正则化法)方法基础上提出一种一维波动问题的分层反演方法。该方法利用地震波的传播特点,将大型问题化为若干小型问题来求解,使得一维波动反问题可以在微机上求解。文中阐明了一维分层反演的基本原理和算法,给出了相应的数值算例,与不分层反演所得结果的对比表明,两者的精度一样,但用机时间大大缩减。文中还讨论了由于分层计算而带来的一些问题,并提出了有效的解决方法。     

波动方程双参数反演方法及其应用

本文给出了用叠后资料反演一维波动方程双参数的理论和方法。通过模型的正,反演试算及抗噪试验,证实了该方法与算法的可靠性与可行性,并通过松辽盆地方３井实际资料的反演,得到了密度,波速两个独立的剖面。     

声波介质中速度和密度反演

假设地震波在地下介质中的传播用二维声波方程来描述,则利用分布参数控制系统的伴随理论、引入原始状态方程的伴随方程,可同时导出速度和密度各自的梯度公式、在反演计算中.应用共轭梯度法和广义变量轮换法,进行了数值试算,其结果表明了该方法的可行性和稳定性。     

江37-江372井井间地震技术应用效果分析

井间地震技术是油气田勘探开发中一项新技术, 是将震源系统和接收系统分别放入井中,在目的层进行地震波的激发和接收,通过记录波的旅行时、振幅和频率等参数,利用其资料高信噪比、高分辨率的特点,结合测井或地面地震资料进行解释,以了解井间地下构造特征和储层岩性变化.该文针对江37-江372井井间含油砂体不连通情况,应用井间地震技术,采集了江37-江372井的井间地震资料,进行了速度层析成像和反射波成像处理, 反演出了波阻抗剖面、孔隙度剖面和渗透率剖面,通过分析解释,确定了井间地下构造特征和储层岩性变化,验证了井间地震技术解决井间储层细节描述方面的能力.     

井间地震资料波动方程反演成像

本文根据Ｇａｕｓｓ－Ｎｅｗｔｏｎ－正则化方法实现了井间地震资料波动方程反演成像。该法在正演计算时,不是每一炮的正演计算都要解一次波动方程,而是按炮点将各道地震记录相加得到了一组新的地震记录,称为加后地震记录。     

弹性波介质中纵、横波速度反演

波动方程反演的直接目的是求得纵、横波速度。本文从弹性波动方程出发,利用分布参数控制系统的伴随理论,导出了纵、横波速度的梯度公式,然后采用优化迭代技术进行数值反演,模型试算获得了较好的结果,表明该方法是可行的。     

地震波反演成像方法的理论分析与对比

全波形反演、旅行时层析、最小二乘偏移和偏移速度分析具有相同的反演框架,以Bayes 估计理论 为基础对这些方法进行了分析和对比,证明了全波形反演能够利用最多的地震信息,但多重因素的叠加 加大了其实用性的难度。针对这一问题,以特征波形反演为指导,对提取的地震波场的特征化信息进行了 地震反演,并对其反演方案进行了理论分析和对比。     

井间地震资料全变差正则化波形反演

针对井间地震资料走时层析成像分辨率低、稳定性差的问题,研究了一种井间地震资料成像新方法——全变差正则化波形反演方法(TVWI)。该方法基于Gauss-Newton波动方程反演,将井间地震资料的速度求取问题归结为波动方程反演问题,通过极小化合成地震记录与观测地震记录的差实现波动方程反演;利用局部线性化逐步迭代的方法实现非线性泛函优化问题的求解;将波动方程反演的目标泛函加入全变差约束项,提高反演过程的稳定性和反演结果的分辨率。设计了一个复杂的速度模型验证了TVWI方法的有效性,结果表明,在给定不同速度初值的情况下,反演结果都具有较高的精度。选取与真实速度相差较大的初始速度模型讨论了TVWI方法对初值选取的依赖性：反演结果对初值选取的依赖性不强,但初值选取不好,会增加迭代次数和计算成本。最后进行了抗噪能力试验,结果表明,TVWI方法具有较强的抗噪能力。     

基于声波方程转换的三参数递进式全波形反演

为提高基于声波方程的多参数反演精度,研究了基于波动方程转换的多参数全波形反演方法,实现了基于声波方程的速度、密度、阻抗三参数全波形反演。首先利用阻抗-速度方程实现低波数速度模型和阻抗模型的全波形反演建模;将该低波数速度模型作为初始速度模型,经过声波方程转换再利用速度-密度方程实现从低波数到高波数的递进式速度反演和密度反演。同时通过加德纳经验公式的约束提高了密度反演的稳定性和精度。利用Overthrust模型数据进行测试,分别实现了主频10 Hz和30 Hz地震数据三参数全波形反演,结果表明主频30 Hz地震数据全波形反演结果能够精细刻画起伏构造形态,且断层边界清晰,断面干脆,为精细地震勘探提供了更加可靠的速度和阻抗。