地震波形反演中波形对比方法研究

作     者：王弘扬 wanghongyang

作者单位：成都理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：阎建国

授予年度：2019年

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：波动方程正演 全波形反演 最优化方法 波形对比 

摘      要：随着方法创新与技术发展的不断进步,地震反演在地震勘探中的作用越来越重要。基于褶积模型的反演方法具有易于实现、简单高效、鲁棒性较强等优势,被广泛应用于实际生产。而随着储层预测的精度需求越来越高,这些反演方法正在逐渐被基于波动方程理论的全波形反演方法(Full Waveform Inversion,FWI)所取代。波形反演方法,以其坚实的理论基础和优势,成为了当前反演方法研究的热点,特别是在面向油气储层预测及地震资料解释过程中的(全)波形反演方法越来越受到研究者的关注。本文基于“渤海潜山地震勘探有利储层预测方法研究与应用项目中提高地震反演精度的技术需求而立题,主要就(全)波形反演的实现过程中基于波动方程正演的数值计算准确性和波形对比方式中如何实现波形全匹配的问题展开研究,探讨面向储层预测的地震波形反演中的一些相关方法理论问题,并进一步推动全波形反演在油气储层预测及解释工作中的不断完善和更加实用。由于全波形反演问题的非线性程度极高,问题的优化求解非常困难,并直接影响到波形反演的准确性以及这些方法在地震储层预测的应用效果。通过本次研究,对(全)波形反演的基本理论体系有了更加深入的理解,利用Python语言编程实现了全波形反演并进行了模型测试,验证了各项参数对全波形反演的作用。对波形反演中波形对比方式进行了较为细致的研究,提出了运用不同波形对比方式进行联合反演的解决方案。实现了包络对比提供初始模型的联合波形反演方法、相位对比提供初始模型的联合波形反演方法以及波形段波形全匹配对比的波形反演方法;推导了包络误差泛函、相位误差泛函、波形段对比误差泛函。利用模型数据测试了三种对比方式的效果,包络对比促使低频信息与初始模型耦合,相位对比具有高稳定性、缓解非线性等特点,波形段对比实现波形全匹配,改善了全波形反演的稳定性和准确性。