【摘要】：隨著勘探難度的增加和要求的提高,對復(fù)雜構(gòu)造和保幅成像的需要也越來越高。逆時偏移成像有著無傾角限制、適應(yīng)復(fù)雜速度模型和成像精度較高的優(yōu)勢,但是也存在著低頻噪音嚴(yán)重、深部能量弱等振幅不均衡等問題,影響了成像結(jié)果。最小二乘逆時偏移基于反演框架對逆時偏移的結(jié)果進(jìn)行多次修正,直接輸出反射系數(shù),精度更高,振幅更均衡,但是由于多次迭代求解,計算代價很大,同時由于采用互相關(guān)成像求取梯度,對成像精度也有一定的影響。在獲得高精度的逆時偏移和最小二乘逆時偏移成像結(jié)果的同時,也進(jìn)一步提高其計算效率,是本論文研究的重點(diǎn)。本論文研究了基于有限差分的逆時偏移方法和最小二乘逆時偏移方法,主要從有限差分正演方法、吸收邊界條件、成像條件、保幅性、存儲策略和并行計算策略等方面開展研究。取得的主要研究成果如下:(1)研究了上下行波場分離成像條件、左右行波場分離成像條件、上下左右行波場分離成像條件,在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一種多方向波場分離成像條件,并應(yīng)用到逆時偏移成像中。同時對比了常規(guī)逆時偏移結(jié)果和多種基于波場分離成像條件的逆時偏移成像結(jié)果,成像結(jié)果表明:多方向波場分離成像條件能夠有效地壓制低頻噪音,同時克服了上下行波不能對垂直構(gòu)造成像的缺點(diǎn)。(2)研究了基于近似頻散關(guān)系的空間域有限差分方法、時空域有限差分方法和基于準(zhǔn)確頻散關(guān)系的優(yōu)化時空域有限差分方法,對比了三者的頻散曲線和數(shù)值模擬,結(jié)果表明優(yōu)化方法能夠在不增加過多計算量的同時獲得更高的模擬精度。發(fā)展了基于最小二乘優(yōu)化時空域有限差分的最小二乘逆時偏移方法,用時間積分方法對梯度的振幅進(jìn)行校正,對比了最小二乘逆時偏移和逆時偏移的成像結(jié)果,同時對比了時空域有限差分最小二乘逆時偏移和優(yōu)化時空域最小二乘逆時偏移的成像結(jié)果,結(jié)果表明:基于優(yōu)化時空域有限差分最小二乘逆時偏移成像精度更高,并且能夠加快迭代收斂的速度,提高計算效率。(3)將變算子差分長度策略、混合吸收邊界中的有效存儲策略、改進(jìn)的共軛梯度算法發(fā)展到最小二乘逆時偏移中,并發(fā)展了基于MPI和CUDA混合算法的最小二乘逆時偏移方法,能夠在集群多節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行最小二乘逆時偏移成像,并對比了單節(jié)點(diǎn)、多節(jié)點(diǎn)的計算效率,結(jié)果表明:基于MPI和CUDA的混合加速算法能夠有效提高最小二乘逆時偏移的計算效率。(4)實(shí)現(xiàn)了二維聲波逆時偏移和最小二乘逆時偏移,通過數(shù)值算例驗(yàn)證了以上方法的有效性,并對實(shí)際資料進(jìn)行了逆時偏移和最小二乘逆時偏移處理,取得了良好的應(yīng)用效果。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P631.4
【圖文】：

(c)圖 2.1 震源波場正向延拓三個不同時刻的波場快照(a) t = 500 ms；(b) t = 600 ms；(c) t = 700 msFig. 2.1 Snapshots of forward source wavefield with three different time(a) t = 500 ms; (b) t = 600 ms; (c) t = 700 ms(a) (b)

(c)圖 2.2 檢波點(diǎn)波場反向延拓三個不同時刻的波場快(a) t = 500 ms；(b) t = 600 ms；(c) t = 700 msapshots of backward receiver wavefield with three d(a) t = 500 ms; (b) t = 600 ms; (c) t = 700 ms1)對下行波場和上行波場進(jìn)行互相關(guān)，有如下max0(x) (x, ) (x, )tI S t R t dt . 值與加入的震源強(qiáng)度有關(guān)，只反映了構(gòu)造特1)在此基礎(chǔ)上，對上述方程的分母除上了一個遠(yuǎn)近進(jìn)行了一個補(bǔ)償，公式可以寫為 2, , , ,( , ), , , , +S x z t R x z t dtI x zS x z t S x z t dt , 子參數(shù)，避免分母為零造成不穩(wěn)定。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2713258