全波形反演基于波動方程全波場數(shù)值模擬,是典型的局部尋優(yōu)的非線性迭代反演問題。全波形反演以觀測記錄和合成記錄的最小二乘不適定作為目標函數(shù),利用了地震中的走時信息、振幅信息、相位信息等全波形的信息反演地下介質參數(shù),具有最高分辨率的特性。本文開展三維標量波全波形反演的方法研究,主要針對三維情況下全波形反演的效率問題,算法精度問題開展研究,總結了全波形反演的優(yōu)勢,并指出了三維全波形反演的難點及解決方案,對三維陸上實際資料的應用進行初步探索。論文第一部分是基礎理論部分。從三維標量波波動方程正演模擬出發(fā),推導了時間域三維波動方程表達式,應用高階有限差分的方法進行數(shù)值模擬,分析了影響數(shù)值模擬的差分穩(wěn)定性、數(shù)值頻散和邊界條件等問題。針對全波形反演的非線性問題,分析了不同局部優(yōu)化算法的優(yōu)劣,選取改進的擬牛頓算法L-BFGS進行迭代反演。論文第二部分是算法及策略部分。針對時間域三維標量波全波形反演計算量大的問題,設計了CPU+GPU三級異構并行的策略提高計算效率,改進了源波場重建算法大大的減少了巨大的I/O吞吐消耗。在精度方面,提出了不同的梯度預處理的方法提高梯度算子的求取精度并給出了精確子波提取的一些想...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-2全波形反演流程示意圖

圖2-2全波形反演流程示意圖分，輸入野外的觀測記錄，初始速度，確定地震子始速度進行地震正演數(shù)值模擬，得到數(shù)值模擬的地波場。的模擬地震記錄與實際的地震記錄進行匹配，計算差作為震源，用步驟（2）的波動方程對殘差進行反4）的同時與步驟（2）中得到的全波場進行零時間森矩陣對梯度做預處....

圖3-1一維成像概念圖（Biondi&Almomin，2014）

中國石油大學（華東）碩士學位論文第三章三維標量波全波形反演優(yōu)化算法3.1全波形反演的優(yōu)勢常規(guī)的地震成像依賴于宏觀速度模型（低波數(shù)速度分量）和反射率（高波數(shù)速度分量）分開成像。如圖所示是一個簡化的一維概念圖。黑線表示不同尺度的速度信息，可以看出在低波數(shù)速度和高波數(shù)速度分量之間有....

圖3-2二維三維全波形反演對比

算機內存的降低是全波形反演能否應用于實際生產(chǎn)的關鍵更高計算效率的正演模擬算法，并充分利用計算機的并行儲以及反演算子迭代算法的進一步優(yōu)化也是全波形反演亟反演的主要問題及難點如下：計算量問題。三維全波形反演基于三維波動方程正演模擬代過程中，需要計算多炮的波動方程正演模擬，誤差波場步都....

圖3-3全波形反演流程示意圖

圖3-3全波形反演流程示意圖維全波形反演的流程示意圖，根據(jù)上述提到的形反演的超大計算量主要集中在高精度正演模擬用多平臺異構并行算法進行加速。形反演的海量存儲問題主要在于梯度算子構建時優(yōu)化波場的存儲，可采用均衡計算量與存儲量儲量的策略。的計算效率與精度主要依賴于計算梯度算子的方....

本文編號：3939804