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基于单频走时敏感度核函数的三维波动方程初至层析 被引量:1
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作者 冯波 许荣伟 +1 位作者 王华忠 罗飞 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期784-795,共12页
地震波走时层析是主要的近地表速度建模技术.对于变速模型,尤其是复杂近地表模型,波动方程能够更加精确地描述地震波的一阶绕射效应,理论上反演精度高于射线(束)类层析.然而,波动方程的数值求解的计算量较射线理论增加了几个数量级,严... 地震波走时层析是主要的近地表速度建模技术.对于变速模型,尤其是复杂近地表模型,波动方程能够更加精确地描述地震波的一阶绕射效应,理论上反演精度高于射线(束)类层析.然而,波动方程的数值求解的计算量较射线理论增加了几个数量级,严重制约了波动方程走时层析技术的三维实用化.为解决波动方程走时层析中遇到的计算和存储问题,本文通过引入随机边界条件以及离散Fourier积分,提出了基于单频梯度反演策略的实用化三维波动方程初至层析方法.本文方法的优势在于:在计算和存储方面,相比于基于波场重构算法(需要三次波传播)的梯度计算策略,本文提出的单频梯度计算方法对内存需求极低(相对于波动方程正演,仅需要增加两个单频波场以及一个成像体),且计算量至少减少1/3(仅需要两次波传播且无需处理数值吸收边界).此外,随机边界的引入使得正演算法大幅简化因而更适用于GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)加速.在理论层面,由于影响地震波一阶散射效应的主要区域集中在连接炮检的中心射线邻域的第一菲涅尔带内,随机边界条件的引入降低了随机边界内产生的散射波的空间相关性,使得第一菲涅尔带内的单频梯度相干加强;同时,地震观测系统的多次覆盖特性有助于第一菲涅尔带外的高波数振荡相互干涉.数值实验表明,光滑处理后的单频梯度仍然保留了非常可观的低波数成分,有助于实现背景速度反演.此外,三维复杂模型反演结果验证了本文方法能够较为准确地反演近地表速度结构.相对于传统的波动方程走时层析实现方案,本文方法在显著降低内存需求的同时进一步提高了计算效率,有望将波动方程初至层析技术推向三维实用化. 展开更多
关键词 三维波动方程初至层析 单频走时敏感度核函数 单频梯度 随机边界条件 广义Rytov近似
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应用线性程函方程和整形正则化的三维初至波旅行时层析 被引量:10
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作者 杨国权 丁鹏程 +2 位作者 李振春 张凯 王冲 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期264-272,共9页
初至波旅行时层析成像是近地表速度结构建模的重要方法。传统的三维旅行时层析反演在应用中存在诸多问题:一是射线追踪技术固有的计算效率低、对复杂模型计算不稳定;二是对于大规模三维模型,Tikhonov正则化难以对零空间和欠定分量进行... 初至波旅行时层析成像是近地表速度结构建模的重要方法。传统的三维旅行时层析反演在应用中存在诸多问题:一是射线追踪技术固有的计算效率低、对复杂模型计算不稳定;二是对于大规模三维模型,Tikhonov正则化难以对零空间和欠定分量进行有效约束,造成迭代收敛速度缓慢,难以满足生产需求。基于线性程函方程,结合迎风有限差分算法提出了一种新的敏感核函数计算方法,并在此基础上引入整形正则化方法,通过共轭梯度法实现了初至波旅行时层析反演。三维理论模型实验表明,与传统射线旅行时层析方法相比该方法具有更高的反演精度与迭代收敛速度。 展开更多
关键词 三维初至波旅行时层析 线性程函方程 迎风有限差分 整形正则化
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三维波动方程基准面校正方法的应用研究 被引量:22
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作者 杨锴 程玖兵 +3 位作者 刘玉柱 郑鸿明 薛为平 宋阳 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期1232-1240,共9页
波动方程基准面校正处理被认为是当地表高程变化剧烈、地表一致性假设又不成立的情况下对于常规高程基准面校正的必要替代.在二维波动方程基准面校正方面,前人已经作了大量工作,并且在实际应用中获得了良好的效果,应该将其进一步推广到... 波动方程基准面校正处理被认为是当地表高程变化剧烈、地表一致性假设又不成立的情况下对于常规高程基准面校正的必要替代.在二维波动方程基准面校正方面,前人已经作了大量工作,并且在实际应用中获得了良好的效果,应该将其进一步推广到三维.本文采用三维频率空间域有限差分波场延拓算子以“逐步-累加”的方式实现了三维波动方程基准面校正,并对实际数据进行了处理.对于西部某三维数据的实际计算结果表明,相对于传统的模型法高程静校正,波动方程基准面校正更合理地实现了基准面校正,有助于提高后续的速度分析精度和成像质量. 展开更多
关键词 三维 波动方程基准面校正 静校正 “逐步-累加” 波场延拓 层析反演
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炮域波动方程在山前带地震资料处理中的应用 被引量:2
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作者 徐辉 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2013年第A01期42-46,共5页
复杂山前带具有地表起伏大、地下逆掩推覆构造倾角大、地层反转重叠、断层关系复杂等地质特征。在地震资料上主要表现为:信噪比低,纵横向速度变化大,高精度速度建模困难,常规的地震成像方法不适用。为此,有针对性的采用下列技术:约束速... 复杂山前带具有地表起伏大、地下逆掩推覆构造倾角大、地层反转重叠、断层关系复杂等地质特征。在地震资料上主要表现为:信噪比低,纵横向速度变化大,高精度速度建模困难,常规的地震成像方法不适用。为此,有针对性的采用下列技术:约束速度反演(CVI)进行初始层速度模型建立,有效解决速度场不稳定的问题;通过三维层析成像+井约束速度建模技术,建立准确的速度模型;采用炮域波动方程叠前深度偏移技术进行全孔径偏移,解决复杂山前带构造成像问题。 展开更多
关键词 炮域波动方程 山前带 约束速度反演 三维层析反演 井约束速度建模
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