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基于修正型FR共轭梯度法的时间域粘声多参数全波形反演研究
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作者 李振春 赵贤阳 +3 位作者 张春燕 张凯 徐夷鹏 孟繁琨 《石油物探》 北大核心 2025年第2期247-256,共10页
实际地下介质具有粘滞性,研究粘声介质下的全波形反演方法具有实际意义。针对全波形反演中Hessian矩阵计算复杂、共轭梯度法收敛速度慢等问题,将修正型FR共轭梯度法应用到全波形反演中。修正型FR共轭梯度法使用了更多的梯度信息,具有和... 实际地下介质具有粘滞性,研究粘声介质下的全波形反演方法具有实际意义。针对全波形反演中Hessian矩阵计算复杂、共轭梯度法收敛速度慢等问题,将修正型FR共轭梯度法应用到全波形反演中。修正型FR共轭梯度法使用了更多的梯度信息,具有和拟牛顿法相似的结构和性质,在加快收敛速度的同时可以提升反演效果,计算量仅有少量增加。采用该方法进行了标准线性固体(SLS)模型的时间域粘声多参数全波形反演的研究。模型测试结果表明相对于常规FR共轭梯度法,修正后的方法可以得到更精确的反演结果,加快收敛速度的同时深部反演效果更好,并通过两步法反演策略进一步提高了品质因子的反演效果。 展开更多
关键词 全波形反演 粘声波方程 速度 品质因子 修正型FR共轭梯度法
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探地雷达三维时间域双参数全波形反演
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作者 冯德山 方正扬 +7 位作者 李冰超 陈程 李电波 陶啸 蔡立琼 邰晓勇 刘硕 王珣 《地球物理学报》 北大核心 2025年第8期2894-2910,共17页
探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)作为电磁无损探测的新兴技术,在浅部工程勘探领域得到广泛应用.传统二维GPR存在数据采集效率低、覆盖不全及缺乏三维空间信息等不足,三维GPR能够有效克服这些问题.随着三维GPR的普及,对高精度三... 探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)作为电磁无损探测的新兴技术,在浅部工程勘探领域得到广泛应用.传统二维GPR存在数据采集效率低、覆盖不全及缺乏三维空间信息等不足,三维GPR能够有效克服这些问题.随着三维GPR的普及,对高精度三维数据处理的需求也愈发迫切.三维GPR数据的全波形反演(Full Waveform Inversion,FWI)能够精细描绘地下构造与异常体,是重构复杂地质结构及预测异常体特性的重要工具.鉴于此,深入开展三维GPR的FWI研究至关重要.然而,三维频率域FWI面临求解超大型方程组的挑战,计算难度大.本文通过引入参数归一化、随机源策略和全变差(Total Variation,TV)正则化方法,有效解决了三维反演目标函数的强非线性、反演效率低下及反演伪像问题,首次实现了时间域地表GPR数据的三维双参数(介电常数和电导率)FWI.两个模型合成数据的反演结果表明,该方法能够对复杂地下结构进行三维成像,其中随机源策略显著缩短了计算时间,TV正则化则提升了三维反演成像的精度.此外,介电常数与电导率的双参数三维反演相互验证,提供了更丰富的信息约束,有助于更准确地识别探测对象属性,为地质解译提供更明确的推断依据. 展开更多
关键词 探地雷达 时间域 三维全波形反演 双参数
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基于声波―黏弹性波流固耦合方程的多参数全波形反演
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作者 刘光照 毛士博 +3 位作者 宋鹏 谭军 赵波 姜秀萍 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第3期700-709,共10页
海洋地震勘探其地震波传播环境为包含流体(上层海水)与固体(下层海底之下岩层)的耦合介质,基于流固耦合方程可高精度的模拟海洋地震勘探中的地震波传播规律,然而当前流固耦合方程大多基于声波和弹性波方程,忽略了固体当中品质因子导致... 海洋地震勘探其地震波传播环境为包含流体(上层海水)与固体(下层海底之下岩层)的耦合介质,基于流固耦合方程可高精度的模拟海洋地震勘探中的地震波传播规律,然而当前流固耦合方程大多基于声波和弹性波方程,忽略了固体当中品质因子导致的频率耗散效应。文中基于声波方程和黏弹性波方程,将压力分量与正应力的关系引入黏弹性波方程中,构建了声波─黏弹性波耦合方程,并在此基础上实现了声波─黏弹性波耦合方程的多参数全波形反演。模型实验结果表明,基于声波─黏弹性波耦合方程的多参数全波形反演由于充分考虑了地震波传播中的频率耗散效应,对于速度等参数模型的反演精度明显优于声波─弹性波耦合方程的反演结果,在实际OBN数据全波形反演中有着良好的应用前景。 展开更多
关键词 全波形反演 黏弹性波 流─固耦合方程 多参数
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基于全波形反演与走时层析的分步高精度速度建模技术及其在涠洲油田复杂构造成像中的应用
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作者 刘苗 陈琳枝 +2 位作者 牛华伟 赵秀莲 李亚清 《热带海洋学报》 北大核心 2025年第2期178-186,共9页
南海北部湾涠洲油田构造复杂,断层发育,地层破碎,因此速度结构非均匀性强。为了满足生产要求,该地区进行了多轮走时层析速度建模,包括双方位拖缆数据融合建模,但成像效果较差。全波形反演(full waveform inversion,FWI)利用地震波场的... 南海北部湾涠洲油田构造复杂,断层发育,地层破碎,因此速度结构非均匀性强。为了满足生产要求,该地区进行了多轮走时层析速度建模,包括双方位拖缆数据融合建模,但成像效果较差。全波形反演(full waveform inversion,FWI)利用地震波场的振幅和走时信息构建更准确的速度模型,但通常要求地震数据含有(超)长偏移距成分。针对涠西探区拖缆地震数据偏移距有限的实际情况,文章发展了一种FWI与走时层析的分步高精度速度建模技术流程,先采用从低频到高频的多尺度FWI,由高信噪比的回转波与折射波信号反演浅、中层的速度模型,然后利用反射波走时层析更新深层的速度模型。该项技术应用于涠洲油田复杂构造区域中,处理结果显示:与常规反射波走时层析建模相比,该项技术获得的速度模型精度得以提升,目标区域构造成像效果得到显著改善,断层结构更加清晰,为该油田增储扩产、实现效益开发奠定数据基础。 展开更多
关键词 走时层析 全波形反演 偏移成像 涠洲油田
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高铁震源合成数据的频率域弹性波全波形反演
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作者 王浩 陈景波 《地球物理学报》 北大核心 2025年第4期1430-1443,共14页
高铁震源性质稳定,重复性好,能够产生强能量且强规律性的振动信号,开展高铁震源的全波形反演具有广阔前景.运行在高架桥上的高铁载荷通过一系列离散的桥墩激发地震波.若将单个桥墩视为点震源,则高铁震源问题可转化为延迟激发的多源问题... 高铁震源性质稳定,重复性好,能够产生强能量且强规律性的振动信号,开展高铁震源的全波形反演具有广阔前景.运行在高架桥上的高铁载荷通过一系列离散的桥墩激发地震波.若将单个桥墩视为点震源,则高铁震源问题可转化为延迟激发的多源问题.基于对高铁震源激发过程的分析,我们尝试利用高铁地震信号开展频率域弹性波全波形反演,重建高铁沿线近地表的P波和S波速度参数.高铁震源的频率域弹性波正演是反演的基础,其计算过程最终会归结为大型线性方程组的求解.本文首先通过改变线性方程组右端震源项给出相应于高铁震源的离散表达,从而为高铁震源的频率域全波形反演提供正演引擎.并以此为基础,搭建出高铁震源的频率域弹性波全波形反演理论框架.结合L-BFGS算法和分频多尺度策略,本文测试了简单双层模型和复杂overthrust模型的数值例子,验证了高铁震源频率域弹性波全波形反演的有效性,有力地推动了利用高铁震源进行地震成像的实际应用. 展开更多
关键词 高铁震源 全波形反演 频率域 弹性波 合成数据
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高铁地震数据瑞雷面波全波形反演浅地表速度建模
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作者 王磊 任志明 包乾宗 《地球物理学报》 北大核心 2025年第4期1444-1456,共13页
利用高铁地震数据进行浅地表成像可服务于地下路基监测和工程建设等重大需求.高铁地震数据存在波模式复杂(纵波、横波、面波、噪声等)和多震源串扰问题,将不同类型波场分离和不同震源波场解耦都较为困难.高铁地震数据中面波能量占主导.... 利用高铁地震数据进行浅地表成像可服务于地下路基监测和工程建设等重大需求.高铁地震数据存在波模式复杂(纵波、横波、面波、噪声等)和多震源串扰问题,将不同类型波场分离和不同震源波场解耦都较为困难.高铁地震数据中面波能量占主导.本文直接采用高铁地震数据中的瑞雷面波进行全波形反演获取浅地表的纵横波速度结构.通过对高铁激发地震波的过程进行简化构建了震源函数,实现了高架桥上单趟列车激发的高铁地震数据瑞雷面波模拟,建立了基于模拟与观测数据残差的极小化目标函数,给出了与面波相关的模型参数梯度/敏感核提取方法,基于高铁地震数据的窄带分立谱特征选取合适的频率成分实现了瑞雷面波多尺度全波形反演.干净和含噪理论数据测试结果表明,高铁地震数据瑞雷面波全波形反演均可得到合理的纵横波速度模型,具有实现浅地表地质结构高精度探测的潜力. 展开更多
关键词 高铁地震数据 全波形反演 瑞雷面波 浅地表成像 多尺度反演
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基于全波形反演的SH1导波缺陷检测仿真
7
作者 温家炜 江灿 陈浩 《声学技术》 北大核心 2025年第1期65-73,共9页
基于全波形反演的导波层析成像方法,与其他层析成像算法相比成像精度更高,在工业腐蚀检测中展现了巨大的应用潜力。目前基于全波形反演算法的导波检测主要选择A0、S0模式,但受限于所选激励频段、波长大小与反演厚度的灵敏度,A0、S0模式... 基于全波形反演的导波层析成像方法,与其他层析成像算法相比成像精度更高,在工业腐蚀检测中展现了巨大的应用潜力。目前基于全波形反演算法的导波检测主要选择A0、S0模式,但受限于所选激励频段、波长大小与反演厚度的灵敏度,A0、S0模式在浅表与小尺度腐蚀缺陷检测时,成像精度相对较低。文章提出了一种利用SH1模式波进行浅表与小尺寸腐蚀缺陷高精度成像的全波形反演方法。该方法首先采用有限元方法模拟了在含有不同尺寸缺陷铝板表面使用环形阵列采集的时域波形,然后采用频率域全波形反演算法对仿真数据进行处理,对比分析了激励A0、S0、SH1三种模式的导波时,全波形反演算法对不同尺寸缺陷的成像精度,最后考察了缺陷位置、复杂缺陷对成像精度的影响。成像结果表明:缺陷位于环形阵列中心区域时,SH1模式相比于A0、S0模式成像精度更高;在缺陷偏离环形阵列中心区域以及缺陷不规则的情况下,全波形反演算法依然保持较高的成像精度,验证了基于全波形反演算法的SH1导波对浅表腐蚀缺陷成像的可行性。 展开更多
关键词 全波形反演 SH1模式 导波层析
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浅地表地震全波形反演方法进展
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作者 潘雨迪 高玲利 《地球物理学报》 北大核心 2025年第8期2866-2881,共16页
利用地震数据精确重构浅地表介质物性结构对工程与环境地球物理至关重要.地震全波形反演作为一种高精度的成像手段,它利用波动方程直接拟合实测地震波数据,相对传统的浅地表地震成像方法而言具有更高的分辨率,且能更为便捷地处理起伏地... 利用地震数据精确重构浅地表介质物性结构对工程与环境地球物理至关重要.地震全波形反演作为一种高精度的成像手段,它利用波动方程直接拟合实测地震波数据,相对传统的浅地表地震成像方法而言具有更高的分辨率,且能更为便捷地处理起伏地表、强衰减等复杂介质中的成像问题.与其他尺度(勘探、区域、全球)的全波形反演类似,浅地表全波形反演面临着非线性程度高、计算量大、难以进行不确定性分析等问题.与此同时,由于波场组构与传播特征的不同,浅地表地震全波形反演还面临着自身独有的挑战.浅地表地震全波形反演方法理论在近十年获得了快速的发展,并在一些实际应用案例中获得了成功.本文将介绍浅地表地震全波形反演的原理并与传统浅地表地震成像方法进行对比,随后对全波形反演在复杂介质成像、多参数成像、稳健高效的反演方法等方面的挑战与解决方案展开综述.本文通过结合数值模拟和实例分析,旨在厘清浅地表地震全波形反演发展过程中的难点与技术挑战,展望其未来趋势,从而促进全波形反演的应用及浅地表地震高精度成像方法的发展. 展开更多
关键词 浅地表地球物理 全波形反演 复杂介质 多目标反演
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基于局部存储策略的声波全波形反演方法 被引量:1
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作者 杨瀚 张明坤 +3 位作者 孙鹏远 李红辉 陈汉明 周辉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2388-2401,共14页
全波形反演作为一种高精度地下速度模型建模方法,自提出以来就受到了地震勘探领域的广泛关注.然而在时间域全波形反演中梯度计算需要存储或恢复震源波场,这会导致存储大量数据或额外的震源波场重构计算,使得全波形反演的实用化受到波场... 全波形反演作为一种高精度地下速度模型建模方法,自提出以来就受到了地震勘探领域的广泛关注.然而在时间域全波形反演中梯度计算需要存储或恢复震源波场,这会导致存储大量数据或额外的震源波场重构计算,使得全波形反演的实用化受到波场重构的制约.为此,本文提出了一种基于局部存储策略的声波全波形反演方法.依据奈奎斯特采样定理设置存储间隔,通过存储每个空间网格点有限时间区间内的有效波场来计算梯度,达到减少存储震源波场数据量、避免波场重构进而提升效率的目的.与其他方法相比,本方法无需波场重构且所需内存大小与正演模拟的差分精度和记录时长均无关.二维和三维推覆体模型合成数据的反演测试均表明:本方法能够在不重构波场的情况下保证反演结果的精度和信噪比,有效提高计算效率并显著降低对计算机内存的需求. 展开更多
关键词 局部存储策略 全波形反演 速度模型建模 奈奎斯特采样 提高计算效率
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海洋拖缆与海底节点资料联合全波形反演 被引量:3
10
作者 时新宇 杨华臣 张建中 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1058-1068,共11页
全波形反演(FWI)能够建立地下介质的高精度速度模型。受检波器制约,海洋拖缆资料通常缺少可靠的低频成分,因此基于拖缆资料的FWI容易发生周期跳跃,导致目标函数收敛于局部极值。海底节点(OBN)资料含有比拖缆资料更丰富的低频成分,联合使... 全波形反演(FWI)能够建立地下介质的高精度速度模型。受检波器制约,海洋拖缆资料通常缺少可靠的低频成分,因此基于拖缆资料的FWI容易发生周期跳跃,导致目标函数收敛于局部极值。海底节点(OBN)资料含有比拖缆资料更丰富的低频成分,联合使用OBN资料与拖缆资料进行波形反演,能够弥补低频缺失问题。然而,拖缆资料与OBN资料的震源子波不同,而波形反演结果受震源子波的严重约束。为此,提出一种不依赖震源子波的拖缆与OBN资料联合波形反演方法。在构建目标函数时将模拟数据和观测数据分别与对方的平均道进行褶积,以消除联合波形反演中的震源子波误差,达到不依赖震源子波的反演效果。使用Marmousi模型合成的拖缆资料与OBN资料进行了模型测试,验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 全波形反演 低频 拖缆 海底节点 不依赖震源子波
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基于变差分系数的变网格弹性波全波形反演 被引量:3
11
作者 张红静 贺慧丽 +3 位作者 孙文博 孙鹏远 李红辉 周辉 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期514-522,共9页
全波形反演充分利用地震波传播的振幅、相位和旅行时等信息,相较于旅行时层析能够获得分辨率和精度更高的反演结果。当浅层介质速度较低时,为了保证正演模拟精度,通常需要使用较细的网格对低速层进行采样。然而,对整个模型用细网格剖分... 全波形反演充分利用地震波传播的振幅、相位和旅行时等信息,相较于旅行时层析能够获得分辨率和精度更高的反演结果。当浅层介质速度较低时,为了保证正演模拟精度,通常需要使用较细的网格对低速层进行采样。然而,对整个模型用细网格剖分会导致巨大的计算量以及存储量,同时模型的高速区域也会产生过采样现象,这些问题会在全波形反演过程中被进一步放大。为了避免这些问题,引入了一种基于变差分系数的变网格弹性波动方程有限差分正演模拟方法。首先,基于Taylor展开式推导了变网格波场模拟的差分系数,实现了变网格波场模拟;其次,将变差分系数正演模拟方法应用于全波形反演中的正演模拟、残差反传和波场重构中,实现了基于变差分系数的变网格弹性波全波形反演。在全波形反演时,分别采用多尺度反演策略和常规的共轭梯度法迭代求解。使用细网格剖分速度较低的浅部低速层和粗网格剖分速度较高的中深层,既可以保证浅层的反演精度,又可以避免中深层的过采样。模型数据反演结果表明,基于变差分系数的变网格全波形反演相较于均匀粗网格全波形反演可以更有效实现低速异常体的准确刻画。含噪数据测试表明,提出的全波形反演方法具有较强的抗噪性。 展开更多
关键词 弹性波 全波形反演 变差分系数 变网格正演 有限差分
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钻孔瞬变电磁法拟地震全波形反演 被引量:1
12
作者 薛俊杰 程久龙 韩杨春 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3630-3639,共10页
钻孔瞬变电磁法是将发射与接收装置布置于钻孔中,因距离目标体近,探测精度得到提升,有利于煤矿钻孔周围含水体精细探测.常规的钻孔瞬变电磁法通过多分量响应近似判断异常体方向,难以对异常体的边界位置进行刻画,而且因瞬变电磁场的扩散... 钻孔瞬变电磁法是将发射与接收装置布置于钻孔中,因距离目标体近,探测精度得到提升,有利于煤矿钻孔周围含水体精细探测.常规的钻孔瞬变电磁法通过多分量响应近似判断异常体方向,难以对异常体的边界位置进行刻画,而且因瞬变电磁场的扩散特征,常规的反演方法对地质异常体的边界位置分辨率偏低.针对以上问题,结合钻孔瞬变电磁法扫描探测定位方法,通过波场转换将钻孔瞬变电磁法数据转换成虚拟波场数据,然后进行全波形反演与成像.针对虚拟波场直达波能量较强且属于干扰波,采用剪切波变换去除虚拟波场直达波,避免了虚假界面;其次由于波场转换过程中核函数病态性强的特点,引入虚拟电导率,降低了虚拟波场速度,从而降低了波场转换核函数病态性;为了对虚拟波场进行高精度反演与成像,分别采用阻尼最小二乘法和伴随状态法实现虚拟波场全波形反演.结合钻孔瞬变电磁法探测的数值实验得出阻尼最小二乘全波形反演方法的反演结果更加准确,可以实现对钻孔孔壁外围地层信息的精细刻画,提高了钻孔瞬变电磁法扫描探测的效果. 展开更多
关键词 钻孔瞬变电磁法 虚拟波场 全波形反演 扫描探测
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基于指数相位相关性目标函数的全波形反演
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作者 刘建欢 陈建业 +1 位作者 赵吉海 Deyan Draganov 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期48-62,共15页
全波形反演(FWI)已成为获取浅地表高分辨率S波速度(VS)的有效方法。为了克服FWI在野外应用中的一些挑战,文中引入了一种基于指数相位相关性的目标函数,该函数不依赖于测量和模拟数据的振幅信息。文中采用伴随状态方法高效计算目标函数... 全波形反演(FWI)已成为获取浅地表高分辨率S波速度(VS)的有效方法。为了克服FWI在野外应用中的一些挑战,文中引入了一种基于指数相位相关性的目标函数,该函数不依赖于测量和模拟数据的振幅信息。文中采用伴随状态方法高效计算目标函数相对于模型的梯度,并分析了新目标函数的形状。使用受随机噪声污染的模拟数据,证明了该目标函数对随机噪声的鲁棒性。此外,使用在考古遗址上采集的地震数据作为基准数据集,测试了基于指数相位相关性的全波形反演方法在真实野外环境中的性能,同时还添加了随机噪声以进一步评估目标函数对噪声的鲁棒性。文中所得反演结果与该遗址已有的速度结构非常相似,并已通过独立的考古挖掘验证。因此,基于指数相位相关性目标函数的FWI具有在实际野外情况下显著提高浅地表成像准确性的潜力。 展开更多
关键词 浅地表成像 全波形反演 目标函数 随机噪声
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主动源全波形反演在内蒙古居延海坳陷多资源勘查中的应用 被引量:1
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作者 郑雪静 李俊伦 +5 位作者 熊强青 解建建 李海鹏 谭静 刘增祺 段涛 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3120-3135,共16页
主动源全波形反演(Full Waveform Inversion,FWI)是一种基于波形匹配的高分辨率成像方法,近年来在近地表高分辨率成像中得到了较多的实际应用.然而,由于周期跳跃等因素导致的强非线性特征使得该方法对初始模型的准确性和地震数据的质量... 主动源全波形反演(Full Waveform Inversion,FWI)是一种基于波形匹配的高分辨率成像方法,近年来在近地表高分辨率成像中得到了较多的实际应用.然而,由于周期跳跃等因素导致的强非线性特征使得该方法对初始模型的准确性和地震数据的质量具有较高的依赖性.初始模型与地下实际结构较大的偏差、数据中的噪声及低频成分缺失等问题都会导致反演过程中陷入局部极小值,从而难以收敛到真实的速度结构.目前,FWI主要用于处理海上数据,在短偏移距陆地数据的应用中仍面临着较大挑战.内蒙古居延海坳陷拥有丰富的煤和油气资源,勘探开发潜力很大,但由于地质条件较为复杂,构造不清,迫切需要对地下进行高精度、高分辨率成像以进行细致研究.本研究利用该地区采集的可控震源地震勘探数据,采用多目标函数FWI获得了2 km以浅的高精度纵波速度结构.同时,通过波形对比验证了速度模型的准确性,并基于波形反演获得的速度模型进行Kirchhoff叠前深度偏移,获得了高分辨率的深度域反射剖面.成像结果揭示了研究区域的4套主要沉积地层,为后期对该区域的进一步研究提供了重要依据,并通过程序开源共享为国内大量主动源活动构造探测提供了一套可靠的高分辨率反演成像流程. 展开更多
关键词 全波形反演 陆地主动源勘探 叠前深度偏移成像 居延海坳陷
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基于Sigmod数据规则化的2-Wasserstein全波形反演方法 被引量:1
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作者 孔庆丰 《石油物探》 CSCD 北大核心 2024年第4期778-789,共12页
作为一种有效解决传统全波形反演(FWI)中周波跳跃问题的方法,基于2-Wasserstein距离的全波形反演(OT-FWI)通常需要采用适当的数据规则化方法。为此,将Sigmoid函数作为数据规则化方法引入OT-FWI,形成基于Sigmoid的OT-FWI方法。Sigmoid函... 作为一种有效解决传统全波形反演(FWI)中周波跳跃问题的方法,基于2-Wasserstein距离的全波形反演(OT-FWI)通常需要采用适当的数据规则化方法。为此,将Sigmoid函数作为数据规则化方法引入OT-FWI,形成基于Sigmoid的OT-FWI方法。Sigmoid函数可以限制数据的取值范围,将小于0的部分映射到接近0的值。与常用的数据规则化方法如仿射尺度规则化和指数归一化规则化方法相比,Sigmoid函数可以更好地利用地震数据中小于0的相位信息,从而进一步提高反演精度。1D Ricker子波测试结果表明,基于Sigmoid数据规则化的2-Wasserstein全波形反演方法可以有效提高目标函数的凸性,并增加共轭震源中的低频信息。将该方法应用于胜利模型数据和中国东部某勘探区实际地震数据进行测试,结果表明,相对于传统的数据规则化方法,基于Sigmod数据规则化的2-Wasserstein全波形反演方法可以进一步提高模型反演的精度。 展开更多
关键词 全波形反演 波动方程 最优运输理论 2-Wasserstein距离
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井工煤矿全波形反演的初始模型构建探究 被引量:1
16
作者 梁旭 徐裴 +3 位作者 白喜成 李志勇 孙瑞雪 聂天文 《中国煤炭》 北大核心 2024年第2期90-100,共11页
为提高全波形反演在井工煤矿工作面的运算效果,探究了三维程函方程求解时间场的方法,由透射初至走时反演刻画出初始模型,通过建立含断层的复杂地质模型理论计算正反演来验证算法可靠性。依据小保当二号煤矿工作面实际数据,通过折射横纵... 为提高全波形反演在井工煤矿工作面的运算效果,探究了三维程函方程求解时间场的方法,由透射初至走时反演刻画出初始模型,通过建立含断层的复杂地质模型理论计算正反演来验证算法可靠性。依据小保当二号煤矿工作面实际数据,通过折射横纵波有效信息,初步刻画煤岩分界,改进初始模型,提升全波形反演梯度结果,研究成果可用于煤矿工作面的高精度探测,建立更优全波形反演系统。 展开更多
关键词 井工煤矿 全波形反演 模型构建 高精度探测 程函方程 射线追踪 梯度计算 最小二乘法
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基于近似解析离散化算子的频率域弹性波全波形反演方法
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作者 杨晓婷 王宁 郎超 《地震学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期25-46,共22页
全波形反演是一种利用地震波传播的动力学特征来获取地下介质物性参数的反演方法,可为揭示地下精细结构提供重要依据。本文以弹性波方程作为数学模型来模拟地震波传播规律并进行相应的反演方法研究。为提高计算效率与反演结果的准确性,... 全波形反演是一种利用地震波传播的动力学特征来获取地下介质物性参数的反演方法,可为揭示地下精细结构提供重要依据。本文以弹性波方程作为数学模型来模拟地震波传播规律并进行相应的反演方法研究。为提高计算效率与反演结果的准确性,可将近似解析离散化(NAD)算子用于频率域弹性波方程的正演模拟。本文在频率域NAD离散的基础上推导阻抗矩阵的稀疏分块结构与反演目标函数对模型参数的梯度计算公式,由此建立基于NAD算子的频率域弹性波全波形反演方法。为验证该方法的有效性,文中通过数值实验对多种典型介质模型进行反演计算,均得到了理想的反演结果。 展开更多
关键词 频率域 全波形反演 近似解析离散化 弹性波 梯度计算
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弹性波全波形反演中时频域单频能量谱初始建模技术
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作者 李芳 任婷 +3 位作者 黎孝璋 姜占东 李远芳 郭昊 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期50-58,共9页
弹性波全波形反演(EFWI)是一个高度病态的非线性过程,反演精度十分依赖初始纵横波速度模型的精度和多分量炮集中的可用低频成分。当初始模型精度过低且输入的三分量炮集中缺少有效的低频信息时,反演往往不能收敛于全局极小,导致反演失... 弹性波全波形反演(EFWI)是一个高度病态的非线性过程,反演精度十分依赖初始纵横波速度模型的精度和多分量炮集中的可用低频成分。当初始模型精度过低且输入的三分量炮集中缺少有效的低频信息时,反演往往不能收敛于全局极小,导致反演失败。本文研究了一种基于时频域单频能量谱反演的EFWI初始模型构建方法:先利用S变换从缺失低频信息的炮集数据中提取不同频率的单频能量谱,然后推导了时频域能量谱反演的目标函数、梯度表达式以及伴随震源公式,实现了多分量数据的弹性波单频能量谱反演,以单频能量谱反演结果作为初始模型进行混合域多尺度EFWI,最终实现了低频信息缺失情况下多波数据的高精度的EFWI。模型数据测试结果表明:该方法能够在多分量地震数据缺失低频信息时反演得到良好的初始纵横波速度模型,进而提高EFWI的反演精度。 展开更多
关键词 弹性波全波形反演 S变换 单频能量谱反演 低频模型 目标函数
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嫦娥四号着陆区次表层介电特性全波形反演与仿真验证
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作者 陈书睿 冯永玖 +6 位作者 童小华 唐盼丽 许雄 王超 柳思聪 杨其全 肖长江 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期525-535,共11页
介电特性是决定雷达波在物质中传播速度的重要参数.嫦娥四号测月雷达提供的高垂向分辨率次表层雷达剖面信息有助于加深对月球次表层物质介电特性的理解与认识.全波形反演法充分利用雷达波场的运动学和动力学信息,根据雷达波模拟结果与... 介电特性是决定雷达波在物质中传播速度的重要参数.嫦娥四号测月雷达提供的高垂向分辨率次表层雷达剖面信息有助于加深对月球次表层物质介电特性的理解与认识.全波形反演法充分利用雷达波场的运动学和动力学信息,根据雷达波模拟结果与真实数据的差异计算更新参数,迭代初始介电模型实现对次表层介电剖面的反演.本文结合嫦娥四号测月雷达数据与时域有限差分方法下均质模型和随机等效介质模型的雷达回波特性,确定随机等效介质模型能够更好地模拟嫦娥四号着陆区次表层物质的介电特性.全波形方法反演的介电模型与真实模型在大部分区域的相对介电常数误差小于0.2,为反演月壤厚度及构建次表层温度模型提供了重要的数据支撑. 展开更多
关键词 介电特性 全波形反演 测月雷达 随机扰动介质模型 仿真验证
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基于声学全波形反演的油气藏地震成像方法 被引量:28
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作者 石玉梅 张研 +4 位作者 姚逢昌 谢桂生 孙虎生 马晓宇 首皓 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期607-617,共11页
岩性油气藏在我国天然气勘探开发中占有非常重要的位置,其分布区域的成像是合理布设井位,提高钻井成功率的关键之一.本文首先基于地下介质的声学近似和波场回传理论,利用频率域单程声波方程延拓计算地震波场,进行全波形反演,获得地层密... 岩性油气藏在我国天然气勘探开发中占有非常重要的位置,其分布区域的成像是合理布设井位,提高钻井成功率的关键之一.本文首先基于地下介质的声学近似和波场回传理论,利用频率域单程声波方程延拓计算地震波场,进行全波形反演,获得地层密度和体积模量的定量成像,并依据油气藏物性特征和流体饱和多孔介质岩石物理模型,简要讨论了孔隙度和饱和度与密度及体积模量的关系,明确了地震油气藏成像新概念.在此基础上,定义了基于流体体积模量和孔隙度的成像函数,进行油气藏成像.理论模型计算表明该方法是可行的.通过对西部地区某气田二维地震数据处理,实现了致密砂岩气藏成像,钻井结果证实了气藏区域成像位置的准确性和方法的有效性. 展开更多
关键词 声波方程 全波形反演 储层参数 油气藏 地震成像
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