本文關鍵詞：全波形反演地層品質(zhì)因子方法研究

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【摘要】：地震波在地下介質(zhì)中傳播時,部分彈性能量轉(zhuǎn)化成為了熱能。高頻能量散射比低頻能量散射弱,因此導致了振幅衰減,波形畸變和低分辨率的地震數(shù)據(jù),特別是對于中等至深處的地層。而地層固有衰減反映其非彈性性質(zhì)。地層品質(zhì)因子Q可以反映地震波衰減,因此可以有效的作用于描述地下構造分布和預測油氣儲層。目前,估計Q值的方法可歸納為三類:第一類時間域方法,例如脈沖上升時間法、振幅衰減法等;第二類頻率域方法,例如譜比法、質(zhì)心頻移法和峰值頻移法等;第三類時頻域方法,例如能量衰減法。在這些方法中,脈沖上升時間法、質(zhì)心頻移法和峰值頻移法都是基于地震波擴散,而其他的方法例如振幅衰減法、譜比法和小波域能量衰減法都是基于振幅或能量衰減。然而,這些方法由于地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量都不具備普遍適用性。全波形反演方法能夠有效的從波動方程中反演物性參數(shù),然而多數(shù)利用全波形反演方法反演物性參數(shù)以反演速度參數(shù)為主,其他物性參數(shù)假設為已知。本文則是在假設密度和速度參數(shù)為已知的情況下,利用全波形反演方法從2D粘滯性聲波方程中反演地層品質(zhì)因子Q。在頻率域的基礎上引入L-BFGS算法進行全波形反演,在頻域做2D粘滯性聲波方程正演模擬的優(yōu)勢在于方便引入反映地震波吸收衰減的參數(shù)Q。文中觀測波場和波動方程正演模擬得到的計算波場構造一個目標函數(shù),采用L-BFGS優(yōu)化算法求解,得到更新模型。將該方法分別應用于簡單異常體模型和復雜Marmousi模型下測試,結果表明:基于L-BFGS算法的全波形反演方法可以很好的估計地層品質(zhì)因子Q。為了比較分析基于L-BFGS算法反演Q值方法和基于其他優(yōu)化算法反演Q值的優(yōu)越性,首先建立水平層狀介質(zhì)模型,分別將最速下降法、共軛梯度法、牛頓法、高斯-牛頓方法和L-BFGS算法這五種優(yōu)化算法應用于水平層狀介質(zhì)模型,并對反演模型與理論模型的相對誤差和計算時間進行了對比分析,結果表明:與其他四種優(yōu)化算法相比,在相同迭代更新情況下,基于L-BFGS算法反演Q值方法計算得到的反演模型與理論模型相對誤差更小,迭代更新速度更快。在此基礎上,又分別測試了有噪聲數(shù)據(jù)和無噪聲數(shù)據(jù)的情況,結果表明:基于L-BFGS算法反演方法對噪聲壓制的效果很好。
【關鍵詞】：全波形反演 地層品質(zhì)因子 L-BFGS算法 衰減
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P631.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 選題研究目的及意義10-11
• 1.2 地層品質(zhì)因子估計方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 全波形反演方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容14-16
• 第2章 地層品質(zhì)因子和波動方程正演模擬的基本理論16-27
• 2.1 地層品質(zhì)因子的定義16-17
• 2.2 衰減機制17-18
• 2.3 2D粘滯性聲波方程正演模擬18-27
• 第3章 基于L-BFGS算法的全波形反演Q值方法27-41
• 3.1 全波形反演Q值方法的基本原理27-32
• 3.2 L-BFGS算法32-33
• 3.3 模型測試分析33-39
• 3.4 本章小結39-41
• 第4章 常用優(yōu)化算法在全波形方法中的對比分析41-54
• 4.1 常用的優(yōu)化算法41-44
• 4.2 優(yōu)化算法在模型測試中的比較分析44-52
• 4.3 本章小結52-54
• 第5章 結論與展望54-56
• 5.1 論文總結54
• 5.2 研究展望54-56
• 參考文獻56-61
• 作者簡介及在學期間所取得的科研成果61-62
• 致謝62

【參考文獻】

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本文編號：773279