全波形反演方法以多參數(shù)建模、精度高等優(yōu)點(diǎn)已成為地球物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),該方法使用正演模擬得到的模擬波場(chǎng)與真實(shí)波場(chǎng)進(jìn)行匹配,采用二者的最小均方差作為目標(biāo)泛函,使用全局或局部?jī)?yōu)化方法求解目標(biāo)函數(shù)的極值。但全波形方法在數(shù)學(xué)上存在高度非線性問(wèn)題,在進(jìn)行反演時(shí)對(duì)初始速度模型比較依賴(lài),當(dāng)初始速度模型與真實(shí)速度模型差距較大時(shí)容易發(fā)生周期跳躍,從而使得目標(biāo)函數(shù)收斂到局部極小值,最終反演效果不理想或是錯(cuò)誤。本文采用雙目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行反演可以有效的抑制周期跳躍,反演效果得到明顯改善。主要針對(duì)以下幾點(diǎn)進(jìn)行了研究:（1）在正演數(shù)值模擬中,采用有限差分方法對(duì)時(shí)間域二維聲波方程進(jìn)行離散化處理,推導(dǎo)出波動(dòng)方程高階有限差分公式,同時(shí)引入最佳匹配層（PML）對(duì)邊界進(jìn)行處理,對(duì)正演建模中存在的數(shù)值頻散、穩(wěn)定性以及震源等問(wèn)題進(jìn)行了研究。（2）基于正演模擬原理,在全波形反演的基礎(chǔ)之上發(fā)展來(lái)的自適應(yīng)波形反演,對(duì)于周期跳躍給出新的解決辦法。引入濾波器對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行修改,從單目標(biāo)函數(shù)變?yōu)殡p目標(biāo)函數(shù),通過(guò)迭代縮小真實(shí)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)的相位差。通過(guò)推導(dǎo)給出自適應(yīng)波形反演的伴隨源與梯度,結(jié)合步長(zhǎng)共軛梯度法進(jìn)行反演。經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)仿真數(shù)據(jù)分析,驗(yàn)證... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 正演模擬的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
        1.2.2 全波形反演的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
        1.2.3 針對(duì)周期跳躍問(wèn)題的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
2 時(shí)間-空間域有限差分法正演模擬
    2.1 波動(dòng)方程
        2.1.1 彈性波動(dòng)方程
        2.1.2 粘彈性波動(dòng)方程
        2.1.3 聲波波動(dòng)方程
    2.2 時(shí)間域有限差分地震數(shù)值模擬
        2.2.1 一維差分形式
        2.2.2 二維差分形式
    2.3 頻散問(wèn)題
    2.4 差分方程的穩(wěn)定性以及收斂性
    2.5 震源設(shè)置
    2.6 最佳匹配層（PML）吸收邊界條件
        2.6.1 一維聲波方程最佳匹配層
        2.6.2 二維聲波方程最佳匹配層
    2.7 正演模擬流程圖
    2.8 本章小結(jié)
3 聲波方程時(shí)間域自適應(yīng)波形反演
    3.1 反演的概念
    3.2 時(shí)間域全波形反演的基本原理
        3.2.1 全波形反演的求解方法
        3.2.2 目標(biāo)函數(shù)的建立
        3.2.3 梯度的計(jì)算方法
        3.2.4 梯度類(lèi)方法反演
        3.2.5 全波形反演的瓶頸
    3.3 自適應(yīng)波形反演方法
        3.3.1 自適應(yīng)波形反演由來(lái)
        3.3.2 自適應(yīng)波形反演基本原理
        3.3.3 自適應(yīng)波形反演目標(biāo)函數(shù)
        3.3.4 自適應(yīng)波形反演的伴隨源和梯度
        3.3.5 共軛梯度法自適應(yīng)波形反演
        3.3.6 步長(zhǎng)的計(jì)算方法
        3.3.7 自適應(yīng)反演流程圖
    3.4 本章小結(jié)
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.1 時(shí)間域正演模擬結(jié)果
        4.1.1 正演模擬的數(shù)值驗(yàn)證
        4.1.2 完全匹配層（PML）邊界吸收效果
        4.1.3 各種模型的正演模擬結(jié)果
    4.2 自適應(yīng)波形反演結(jié)果
        4.2.1 自適應(yīng)波形反演的可行性驗(yàn)證
        4.2.2 多層模型的自適應(yīng)波形反演
        4.2.3 復(fù)雜模型的自適應(yīng)波形反演
    4.3 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于L1/L2范數(shù)的表面多次波自適應(yīng)相減方法[J]. 井洪亮,石穎,李瑩,宋元東.  石油地球物理勘探. 2015(04)
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[4]石油地球物理勘探技術(shù)進(jìn)展與發(fā)展方向[J]. 張瑋,詹仕凡,張少華,李培明,王克斌,馮許魁,何展翔.  中國(guó)工程科學(xué). 2010(05)
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[6]石油地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展及需求[J]. 閻世信,曾忠.  中國(guó)石油勘探. 2002(02)
[7]一階彈性波方程交錯(cuò)網(wǎng)格高階差分解法穩(wěn)定性研究[J]. 董良國(guó),馬在田,曹景忠.  地球物理學(xué)報(bào). 2000(06)

碩士論文
[1]彈性介質(zhì)地震波場(chǎng)的數(shù)值模擬[D]. 和少偉.長(zhǎng)江大學(xué) 2012
[2]基于嵌入式系統(tǒng)鉆孔成像裝置的研究[D]. 徐來(lái)?xiàng)?山東科技大學(xué) 2011



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