隨著對石油與天然氣資源勘探難度的增加,地震勘探領域的革新迫在眉睫。全波形反演技術因其高分辨率速度建模和多參數(shù)反演的能力,成為了地震勘探領域的一大研究熱點。但仍存在強非線性、計算成本高和對初始模型的極度依賴等問題未得到解決。本文針對部分問題進行了研究,內容概括如下:使用高階交錯網(wǎng)格有限差分法求解聲波方程,并使用CPML邊界與區(qū)域分解并行策略,實現(xiàn)了高效、高精度的地震波場數(shù)值模擬。介紹、推導了全波形反演的基本數(shù)學理論,并實現(xiàn)全波形反演的數(shù)值實驗,驗證了其高精度建模的能力。針對不同特點的地震數(shù)據(jù),使用了不同的全波形反演目標函數(shù)和靈活的反演策略進行計算。本文實現(xiàn)了多尺度全波形反演,數(shù)值實驗結果證明該策略可有效緩解全波形反演的非線性,避免了“周波跳躍”現(xiàn)象的發(fā)生,大幅提升反演精度。針對反演問題中的震源子波估計,本文使用全局相關目標函數(shù)進行全波形反演,并與常規(guī)全波形反演結果進行對比,全局相關目標函數(shù)可在震源子波不一致情況下,反演出更具參考性的結果。針對地震數(shù)據(jù)中低頻成分占比不高的情況,利用希爾伯特變換計算包絡,提取數(shù)據(jù)的低頻成分并建立目標函數(shù),并使用對數(shù)包絡進行包絡反演為后續(xù)反演提供良好的初始模型...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 全波形反演的發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內容
    1.4 論文組織結構
第二章 正問題的求解
    2.1 聲波方程有限差分解法
    2.2 褶積完全匹配層(CPML)
    2.3 震源子波
    2.4 頻散問題與穩(wěn)定性條件
    2.5 計算加速
        2.5.1 震源分解并行計算
        2.5.2 區(qū)域分解并行計算
    2.6 本章小結
第三章 反問題的求解
    3.1 優(yōu)化問題的提出
    3.2 梯度的求解
    3.3 共軛梯度法
    3.4 全波形反演數(shù)值實驗
        3.4.1 Marmousi模型(部分)
        3.4.2 Marmousi2 模型
    3.5 本章小結
第四章 全局相關目標函數(shù)
    4.1 多尺度反演
        4.1.1 多尺度全波形反演
        4.1.2 數(shù)值實驗
    4.2 全局相關目標函數(shù)與梯度計算
    4.3 全局相關數(shù)值實驗
    4.4 子波數(shù)值實驗
        4.4.1 子波振幅交替變化
        4.4.2 子波參數(shù)隨機變化
    4.5 本章小結
第五章 包絡目標函數(shù)
    5.1 目標函數(shù)與梯度計算
    5.2 對數(shù)包絡
    5.3 數(shù)值實驗
    5.4 包絡反演與多尺度策略聯(lián)合
        5.4.1 低頻包絡
        5.4.2 數(shù)值實驗
    5.5 本章小結
結論與展望
    論文總結
    研究展望
參考文獻
致謝



本文編號：3754172