基于波动方程反射波反演的速度模型宽谱重构方法及其海上拖缆数据应用

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作者 徐文才 胡光辉 +1 位作者 何兵红 杜泽源 《石油物探》 CSCD 北大核心 2024年第5期993-1007,共15页

常规地震勘探中,地震数据大都缺少大炮检距信号和有效的低频成分,使得传统的全波形反演(FWI)方法很难恢复中、深层参数模型的低波数分量。依据多尺度反演思想,采用基于模型分解的波动方程反射波反演方法重构宽谱速度模型,同时提出自适... 常规地震勘探中,地震数据大都缺少大炮检距信号和有效的低频成分,使得传统的全波形反演(FWI)方法很难恢复中、深层参数模型的低波数分量。依据多尺度反演思想,采用基于模型分解的波动方程反射波反演方法重构宽谱速度模型,同时提出自适应构造约束的模型正则化方法优化反演结果,提高反演稳定性。以Sigsbee模型数据为例展示了该方法是如何有效地同时重构宏观速度模型(长波长)和速度扰动(短波长)或反射率结构的。将所提方法用于东海拖缆采集数据,利用走时到波形信息匹配的波动方程反射波反演策略,构建了与地层更加吻合的宏观背景模型,获得了高分辨的地层成像剖面,成像道集平整度与成像剖面的连续性有明显提高,深部基底的成像更加清晰。 展开更多

关键词 波动方程反射波形反演 波动方程反射波走时反演 宽谱重构 构造约束正则化

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基于反射波动方程的地震反射数据波形成像 被引量：11

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作者 陈生昌 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期487-501,共15页

在有关波现象和地下介质物理性质空间变化的高频近似条件下,散射波退化为反射波,相应的散射波动方程退化为基于阻抗相对扰动的反射波动方程;再通过定义反射率为阻抗相对扰动沿入射波传播方向的方向导数,推导出基于反射率变化的反射波动... 在有关波现象和地下介质物理性质空间变化的高频近似条件下,散射波退化为反射波,相应的散射波动方程退化为基于阻抗相对扰动的反射波动方程;再通过定义反射率为阻抗相对扰动沿入射波传播方向的方向导数,推导出基于反射率变化的反射波动方程。利用推导出的反射波动方程和线性反演理论,建立基于反射波动方程的地震一次反射数据波形成像方法。根据基于阻抗相对扰动的反射波动方程和基于反射率变化的反射波动方程,首先应用反射波传播算子的伴随算子,建立阻抗相对扰动近似反演方法和反射率波形偏移方法;再应用反射波传播算子的最小二乘逆算子,建立阻抗相对扰动最小二乘反演方法和反射率最小二乘波形偏移方法。针对波场传播算子的最小二乘逆算子的巨大计算量和不稳定性,在阻抗相对扰动的最小二乘反演和反射率的最小二乘波形偏移中均采用迭代方式求解。本文提出的波形成像方法,可在波动方程意义下真实地应用地震数据的波形信息,因此是真正的波动方程偏移成像方法。 展开更多

关键词 地震反射数据 反射波动方程 阻抗相对扰动 反演 反射率 波形偏移

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基于波动方程重建震源子波的三维全波形反演 被引量：7

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作者 梁展源 吴国忱 王玉梅 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1200-1207,共8页

提出一种基于波动方程重建震源子波的三维全波形反演方法,通过提取叠前炮集近炮检距的直达波作为波动方程求解的边界条件,重新求解波动方程,并记录震源点处的时间序列作为地震子波。该方法利用震源波场重建原理模拟震源爆炸沿地表传播... 提出一种基于波动方程重建震源子波的三维全波形反演方法,通过提取叠前炮集近炮检距的直达波作为波动方程求解的边界条件,重新求解波动方程,并记录震源点处的时间序列作为地震子波。该方法利用震源波场重建原理模拟震源爆炸沿地表传播的逆过程,在逆推过程中提取近炮检距直达波,避免了折射波、反射波以及潜水波等干扰。该方法只使用模型表层速度,可以有效降低对初始模型的依赖。对三维SEG/EAGE推覆体模型以及实际工区数据的测试结果表明,基于波动方程震源波场重建子波与输入子波只存在相位差异,经过相位调整后,将重建子波用于三维全波形反演,全波形反演速度接近真实速度,特别是在河道处的全波形反演结果更加可靠,观测记录与模拟记录在波形、相位等方面均有较好的对应,验证了算法的可行性与适用性。 展开更多

关键词 地震子波 全波形反演 震源波场重建 波动方程 SEG/EAGE推覆体模型

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VSP直达波和反射波波动方程走时联合反演 被引量：2

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作者 任志明 戴雪 包乾宗 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3816-3827,共12页

地面资料全波形反演采用低波数回折波敏感核和高波数偏移等时线恢复地下模型的长波长和短波长分量.当回折波的穿透深度有限时,很容易陷入局部极值.波动方程反射波走时反演采用反射波的透射敏感核更新速度模型.当浅层速度存在较大误差时... 地面资料全波形反演采用低波数回折波敏感核和高波数偏移等时线恢复地下模型的长波长和短波长分量.当回折波的穿透深度有限时,很容易陷入局部极值.波动方程反射波走时反演采用反射波的透射敏感核更新速度模型.当浅层速度存在较大误差时,仍无法得到满意的反演结果.VSP资料中直达波是一种透射波,穿透深度大,可用于井旁背景速度场建模.本文发展了针对VSP观测方式的波动方程走时联合反演(直达波和反射波)方法.采用全局优化参数反演法实现VSP上下行波和纵横波分离,构建了基于下行直达波和上行反射波走时残差的混合目标函数,推导了相应的伴随状态方程和梯度公式,给出了背景速度和反射系数分步反演流程.理论和实际VSP资料应用表明:直达波和反射波走时联合反演可以得到运动学特征精确的速度模型,为后续全波形反演提供可靠的初始模型;联合反演比单独直达波/反射波走时反演的精度高,比直达波和反射波走时级联反演的耗时少. 展开更多

关键词 VSP 全波形反演 波动方程走时反演 直达波 反射波

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基于反射波动方程的叠前地震反射数据波阻抗相对变化成像研究 被引量：4

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作者 陈生昌 周华敏 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期651-657,共7页

波阻抗是地震数据岩性处理解释中的重要参数。提出了一种基于反射波动方程的叠前地震反射数据深度域波阻抗相对变化成像方法。从变密度的声波方程出发,首先利用高频近似,推导出基于波阻抗相对变化的一次反射波场的线性传播方程,然后基... 波阻抗是地震数据岩性处理解释中的重要参数。提出了一种基于反射波动方程的叠前地震反射数据深度域波阻抗相对变化成像方法。从变密度的声波方程出发,首先利用高频近似,推导出基于波阻抗相对变化的一次反射波场的线性传播方程,然后基于该传播方程,利用线性反演理论推导出获得深度域波阻抗相对变化近似估计的成像公式。受反射地震数据频带范围的限制和波形线性反演问题近似求解成像方法的限制,该波阻抗相对变化成像方法所获得的成像结果的保真性和分辨率会存在不足,但其计算量与逆时偏移的计算量基本相当。合成数据的模型试验结果验证了波阻抗相对变化成像方法的有效性。 展开更多

关键词 叠前地震反射数据 高频近似 反射波动方程 线性反演 波阻抗相对变化 成像

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基于弹性波动方程的叠后地震反演方法 被引量：5

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作者 周东红 李景叶 陈莉 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期395-402,共8页

本文提出一种新的基于弹性波动方程的叠后反演技术,即利用反射率法求解弹性波动方程的一维解析解。反射率法利用向量化的递推计算求取地震波反射系数并以此模拟全波场(反射波和多种转换波以及多次波),并考虑透射损失和地层厚度对波场的... 本文提出一种新的基于弹性波动方程的叠后反演技术,即利用反射率法求解弹性波动方程的一维解析解。反射率法利用向量化的递推计算求取地震波反射系数并以此模拟全波场(反射波和多种转换波以及多次波),并考虑透射损失和地层厚度对波场的影响。新方法首先分析纵波速度、横波速度与密度之间的关系,然后直接从叠加数据中反演纵波速度。本文在贝叶斯反演框架基础上,通过微分拉普拉斯分布引入弹性参数的先验信息,降低了反演的不适定性,提高了反演分辨率和稳定性。模型数据和实际资料反演结果证明了新方法的有效性。 展开更多

关键词 叠后反演 反射率法 弹性波动方程 贝叶斯理论

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基于互相关目标函数的反射波波形反演 被引量：6

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作者 李青阳 吴国忱 +1 位作者 段沛然 梁展源 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期754-765,700,共13页

在速度—密度参数化模式下,传统全波形反演(FWI)得到的密度结果存在严重的偏移效应,即无法恢复模型中的低波数信息。反射波波形反演(RWI)能够反演密度模型的低波数分量,将其与FWI结合能够更准确地反演密度模型。为此,提出基于互相关目... 在速度—密度参数化模式下,传统全波形反演(FWI)得到的密度结果存在严重的偏移效应,即无法恢复模型中的低波数信息。反射波波形反演(RWI)能够反演密度模型的低波数分量,将其与FWI结合能够更准确地反演密度模型。为此,提出基于互相关目标函数的速度—密度双参数RWI方法。首先回顾了传统声波变密度方程双参数反演,并利用辐射模式分析了密度反演的偏移特征;然后在实施RWI过程中借助速度和密度高度耦合性,通过Gardner公式同步更新速度和密度参数;再将最终的反演结果作为输入模型进行传统速度—密度双参数FWI;最终建立了基于RWI+FWI的速度—密度双参数反演流程。简单双层模型和重采样的Sigsbee 2A模型测试结果表明,RWI可克服反演局部极值并减弱密度偏移特征,在实施RWI过程中利用Gardner经验公式同时对速度和密度进行更新,可精确地恢复速度、密度的低波数信息。 展开更多

关键词 声波变密度方程 速度 密度 全波形反演 反射波波形反演 互相关目标函数

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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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小波变换多尺度地震波形反演 被引量：39

9

作者 孟鸿鹰 刘贵忠 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期241-248,共8页

完全非线性地震波形反演问题是石油地球物理勘探领域中一个非常重要而又难度很大的问题。本文提出了多尺度地震波形反演的小波变换方法，对于一维非线性地震波形反演问题，将该方法和已有的简单迭代法及多重网格法作了比较，数值实验结... 完全非线性地震波形反演问题是石油地球物理勘探领域中一个非常重要而又难度很大的问题。本文提出了多尺度地震波形反演的小波变换方法，对于一维非线性地震波形反演问题，将该方法和已有的简单迭代法及多重网格法作了比较，数值实验结果表明，本方法效果较好。 展开更多

关键词 小波变换 波形反演 多尺度 波动方程 地震波

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多尺度波形层析反演在高精度速度建模中的应用 被引量：2

10

作者 马一鸣 孙赞东 +1 位作者 唐志远 余立文 《新疆石油地质》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期493-497,共5页

波形层析反演方法利用地震波的振幅和相位信息,通过波场重构获得地下参数信息,理论上可以获得更高精度和分辨率的速度模型。但由于受反演算法本身强非线性特征的影响,以及对初始模型依赖程度较高,波形层析反演技术在实际应用中难以取得... 波形层析反演方法利用地震波的振幅和相位信息,通过波场重构获得地下参数信息,理论上可以获得更高精度和分辨率的速度模型。但由于受反演算法本身强非线性特征的影响,以及对初始模型依赖程度较高,波形层析反演技术在实际应用中难以取得理想效果。提出一种改进的多尺度反演方法,结合地质层位解释结果,建立较高精度的深度域偏移速度场作为波形层析反演初始输入模型,通过频率域波形层析算法实现多尺度反演降低反演的非线性,并将其成功应用于Marmousi数值模型和某海上实际资料处理。通过将改善后的深度域速度模型应用于Kirchhoff叠前深度偏移,成像结果与抽取的偏移距域共成像点道集对比结果显示,多尺度波形层析反演更新了更多的高频细节信息,提高了地震偏移成像的精度和分辨率。 展开更多

关键词 多尺度 波动方程 波形层析反演 速度建模

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频率域2．5-D井间波形层析成像及其实际应用 被引量：7

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作者 曹辉 陈国金 +2 位作者 郭建 吴永栓 姚振兴 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2008年第3期915-923,共9页

从频率域3-D声波波动方程出发,结合井间观测方式的特点,基于Tarantola广义反演理论,提出了一种频率域2.5-D井间波形层析成像方法.数值模型试验结果表明:该方法对薄层厚度的分辨能力能达到约主频波长的1/4,且分辨率显著高于走时层析成像... 从频率域3-D声波波动方程出发,结合井间观测方式的特点,基于Tarantola广义反演理论,提出了一种频率域2.5-D井间波形层析成像方法.数值模型试验结果表明:该方法对薄层厚度的分辨能力能达到约主频波长的1/4,且分辨率显著高于走时层析成像,尤其垂直分辨率有实质改善.模拟资料的抗噪试验表明:在信噪比为0.8的情况下,随机噪声对波形层析成像的影响较小;而相干噪声对全波形层析成像的影响显著,特别是初至波附近的强振幅干扰影响更为严重.井间实际资料的试处理结果表明:波形层析成像能很好地刻画井间介质的分布情况与储层连通性,对于油藏开发阶段的方案实施具有指导意义. 展开更多

关键词 频率域 3-D声波波动方程 井间观测方式 广义反演 波形层析成像 分辨率 噪声

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