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基于边缘保持平滑正则化的地震反演方法

中国矿业大学学报 2015年第2期44卷 255-261页

作者：张繁昌李栋代荣获中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

为了解决高斯分布约束地震反演结果在地层分界面附近存在振荡,且对地震数据中的噪声敏感,不利于识别隐蔽油气藏及小尺度地质体的问题,本文基于边缘保持平滑（EPS）算法,将非线性EPS算子作为正则化约束引入地震反演目标函数中,使反演的... 详细信息

为了解决高斯分布约束地震反演结果在地层分界面附近存在振荡,且对地震数据中的噪声敏感,不利于识别隐蔽油气藏及小尺度地质体的问题,本文基于边缘保持平滑（EPS）算法,将非线性EPS算子作为正则化约束引入地震反演目标函数中,使反演的波阻抗剖面地层界面与地质体边缘更清晰,并且在对含有随机噪声的地震数据进行反演时,同样能够保持反演过程的稳健性.研究结果表明：非线性EPS正则化反演结果能更清晰地反映地层的变化,突出3～5 m的小尺度岩性异常体,且在20％噪音背景下仍能够得到稳定的反演结果,具有较强的抗噪性,克服了高斯分布约束反演结果存在的振荡现象.实际地震资料的应用效果也表明,与高斯分布约束反演结果相比,边缘保持平滑正则化约束反演结果能够更好地反映地层的层状变化特点.

关键词：边缘保持平滑地震反演隐蔽油气藏储层预测正则化约束

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褶积神经网络高分辨率地震反演

石油地球物理勘探 2014年第6期49卷 1165-1169,5-6页

作者：张繁昌刘汉卿钮学民代荣获中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266555 中国石化胜利油田物探研究院山东东营257022

随着地震勘探精细化要求的提高,薄层及横向变化大的复杂储层反演越来越重要。而当前反演方法大多基于褶积模型,分辨率较低。本文提出了基于褶积神经网络的反演方法,该方法完全由数据驱动,不受褶积模型的限制。褶积神经网络具有层状结构... 详细信息

随着地震勘探精细化要求的提高,薄层及横向变化大的复杂储层反演越来越重要。而当前反演方法大多基于褶积模型,分辨率较低。本文提出了基于褶积神经网络的反演方法,该方法完全由数据驱动,不受褶积模型的限制。褶积神经网络具有层状结构,其输入输出之间的映射关系用褶积算子来描述,而非内积算子。基于褶积神经网络结构,本文给出了映射算子的优化算法,并将其应用到地震反演中。应用结果表明,通过褶积神经网络地震反演,可以获得比常规稀疏脉冲反演分辨率更高的地层波阻抗剖面。

关键词：褶积神经网络高分辨率映射算子数据驱动地震反演

基于Ricker子波的指数追踪地震信号分解算法

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中国矿业大学学报 2016年第1期45卷 128-132页

作者：张繁昌刘汉卿代荣获中国石油大学(华东)地球科学学院山东青岛266580

针对目前匹配追踪算法计算效率低的缺点,以Ricker子波作为母函数,提出了指数追踪地震信号分解算法.通过在地震振幅包络极值点处利用指数分布函数进行拟合,求取匹配子波峰值频率,然后利用阻尼最小二乘法求出匹配子波的复振幅,最终将地震... 详细信息

针对目前匹配追踪算法计算效率低的缺点,以Ricker子波作为母函数,提出了指数追踪地震信号分解算法.通过在地震振幅包络极值点处利用指数分布函数进行拟合,求取匹配子波峰值频率,然后利用阻尼最小二乘法求出匹配子波的复振幅,最终将地震信号分解为一系列匹配子波的线性组合.结果表明:相对于复数域快速匹配追踪算法,基于Ricker子波的指数追踪算法在保持地震数据分解精度的前提下,计算效率进一步提高;对于时间采样点数为201的地震剖面,指数追踪算法的计算效率是复数域快速匹配追踪算法的13倍;对于时间采样点数为1 501的地震剖面,计算效率是复数域快速匹配追踪算法的24倍.

关键词：指数追踪算法 Ricker子波参数拟合匹配追踪算法地震信号分解

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叠前地震资料高分辨率非线性AVA反演

叠前地震资料高分辨率非线性AVA反演

作者：代荣获中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

AVA反演是以层状弹性介质散射矩阵为理论基础,利用叠前非叠加或角度部分叠加数据,提取地下岩石的弹性参数,从而实现储层预测及流体识别的目的。但在实际应用中发现依然存在着以下几个问题:(1)反演结果分辨地下地质体的能力不高,具体表... 详细信息

AVA反演是以层状弹性介质散射矩阵为理论基础,利用叠前非叠加或角度部分叠加数据,提取地下岩石的弹性参数,从而实现储层预测及流体识别的目的。但在实际应用中发现依然存在着以下几个问题:(1)反演结果分辨地下地质体的能力不高,具体表现为垂向分辨率不高和不能清晰地反演出地层边界位置及地质体边缘,很难满足微小地质体的地震地质精细描述的需要;(2)在AVA反演过程中,需要对纵横波速度比做出某种近似假设,比如常将速度比取为0.5,从而线性化本质上为非线性的AVA反演问题。但是,在实际应用中经常会遇到不满足这一假设条件的问题;(3)目前的叠前地震反演都建立在地层弹性参数小跃变假设基础之上,采用层状弹性介质散射矩阵的一阶近似实现,仅适用于弱反射界面,当地层弹性参数变化较大时,基于一阶近似的反演难以得到合理的反演结果(适应弹性参数变化较大的情况)。本论文针对上述问题,在常规AVA反演方法的基础上做了深入研究。通过将隐含在地震数据中的AVF信息作为地震信号表示的过完备字典引入到反演中,充分利用地震数据中每一道的振幅随频率变化信息,特别是高频与低频信息,提高反演的分辨率。通过引入全变差正则化约束,清晰地反演出地层边界位置及地质体边缘。通过把纵横波速度比作为一个未知的模型参数,采用非线性反演方法与策略求解,解决实际工作中遇到的纵横波速度比不满足常数假设条件的问题。通过对散射矩阵进行高阶Taylor级数展开,得到散射矩阵的高阶近似表达式,突破常规叠前地震反演弹性参数小跃变假设的限制。

关键词： AVA反演高分辨率非线性全变差正则化散射矩阵高阶近似

广义Stein无偏风险估计与地球物理反问题正则化参数求取

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地球物理学报 2019年第3期62卷 982-992页

作者：代荣获尹成刘阳张旭东赵虎闫柯张伟西南石油大学地球科学与技术学院成都610500 中国石油新疆油田分公司新疆克拉玛依834000

地球物理反演是获取地球信息的重要手段,其求解具有严重的不适定性.为获得稳定的反问题结果,通常需要在目标泛函中加入正则化约束项.正确地估计正则化参数一直是地球物理反问题中的难点.目前存在的选取方法需要根据大量的试验来确定正... 详细信息

地球物理反演是获取地球信息的重要手段,其求解具有严重的不适定性.为获得稳定的反问题结果,通常需要在目标泛函中加入正则化约束项.正确地估计正则化参数一直是地球物理反问题中的难点.目前存在的选取方法需要根据大量的试验来确定正则化参数,工作量十分巨大,并且存在很大的经验性,很难得到最优的正则化参数.针对这个问题,本文提出了一种基于广义Stein无偏风险估计的正则化参数求取方法.该方法的具体思路是通过求解模型参数均方误差的广义Stein无偏风险估计函数,在反问题求解过程中自动求取正则化参数.本文模型测试结果表明,相比于目前常用的方法,通过该方法得到的正则化参数是最优的.

关键词：广义Stein无偏风险估计反问题正则化参数反褶积

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叠前地震道集AVA多频信息同时反演

石油物探 2014年第4期53卷 453-460页

作者：张繁昌代荣获刘汉卿曹丹平中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

叠前地震反演在储层预测与流体识别中起到了非常重要的作用,但常规振幅随角度变化(Amplitude Variation with Angle,AVA)三参数反演结果由于分辨率的限制已满足不了隐蔽油气藏勘探的高精度要求。为此,提出了一种综合利用隐含在叠前地震... 详细信息

叠前地震反演在储层预测与流体识别中起到了非常重要的作用,但常规振幅随角度变化(Amplitude Variation with Angle,AVA)三参数反演结果由于分辨率的限制已满足不了隐蔽油气藏勘探的高精度要求。为此,提出了一种综合利用隐含在叠前地震道集中的AVA信息与振幅随频率变化(Amplitude Variation with Frequency,AVF)信息的AVA多频信息同时反演的方法。首先对各入射角地震道集进行谱分解,得到振幅随角度和频率变化(Amplitude Variation with Angle and Frequency,AVAF)三维数据体,然后利用该数据体进行AVA多频信息同时反演,得到高分辨率的岩性参数反演结果。模型和实际资料应用结果表明,叠前AVA多频信息同时反演结果比常规AVA反演具有更高的分辨率,能更精细地刻画砂泥岩薄互层等隐蔽油气藏。

关键词：叠前地震反演多频信息高分辨率谱分解同时反演

叠后地震数据自适应正则化参数稀疏约束反演方法

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地球物理学进展 2020年第6期35卷 2259-2264页

作者：杨俊尹成代荣获李明马旸西南石油大学地球科学与技术学院成都610500 西华师范大学数学与信息学院南充637000 中国石油西南油气田公司川中油气矿遂宁629000 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院成都610000

在叠后地震数据的稀疏脉冲反演中,正则化约束参数的选取是一个非常关键的问题.目前,最常用的正则化参数选取方法为质量控制法与L曲线法.二者都需要根据大量的试验来确定合适的正则化参数,工作量十分巨大,并且存在很大的经验性与局限性.... 详细信息

在叠后地震数据的稀疏脉冲反演中,正则化约束参数的选取是一个非常关键的问题.目前,最常用的正则化参数选取方法为质量控制法与L曲线法.二者都需要根据大量的试验来确定合适的正则化参数,工作量十分巨大,并且存在很大的经验性与局限性.针对这个问题,本文采用基于广义Stein无偏风险估计的正则化参数求取方法.该方法的具体思路是通过求解广义Stein无偏风险估计函数,在叠后地震数据的反演求解过程中自适应地求取正则化参数.模型测试与实际数据反演结果表明,相比于目前常用的质量控制法与L曲线法,自适应法得到的正则化参数是更合适的,同时降低了正则化参数求取的工作量.

关键词：叠后地震反演广义Stein无偏风险估计稀疏约束自适应正则化参数

基于贝叶斯理论的逐次迭代非线性AVA反演方法

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吉林大学学报（地球科学版） 2014年第6期44卷 2026-2033页

作者：代荣获张繁昌刘汉卿李灿灿中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

常规AVA三参数反演方法均基于横波速度与纵波速度之比γ为常数这一假设条件,且常被近似地取为0.5。然而在许多情况下γ并不为常数,而是在横向与纵向都渐变。若一概假定γ等于0.5,反演出的岩性参数势必要偏离真实值,因此有必要合理地选... 详细信息

常规AVA三参数反演方法均基于横波速度与纵波速度之比γ为常数这一假设条件,且常被近似地取为0.5。然而在许多情况下γ并不为常数,而是在横向与纵向都渐变。若一概假定γ等于0.5,反演出的岩性参数势必要偏离真实值,因此有必要合理地选择γ。笔者基于贝叶斯理论,提出逐次迭代非线性AVA的反演方法。该方法把γ看成横向与纵向都渐变的反演初始背景,通过给定初始模型计算初始背景γ,并采用逐次迭代的策略求解该反演问题,解决了关于γ的选取问题以及由于引入变γ值而带来的非线性问题,提高了AVA三参数反演结果的精确度。

关键词： AVA 反演非线性变纵横波速度比逐次迭代贝叶斯理论

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叠前地震资料AVA变参数反演方法

地球物理学进展 2015年第1期30卷 261-266页

作者：代荣获张繁昌刘汉卿中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580

线性AVA反演将纵横波速度比作为常数,从而把非线性AVA反演问题线性化,以得到稳定的反演结果.为突破这一假设条件对AVA反演的限制,本文把纵横波速度比作为未知量,通过变换反演参数,将非线性AVA反演问题线性化,再利用广义线性反演方法求解... 详细信息

线性AVA反演将纵横波速度比作为常数,从而把非线性AVA反演问题线性化,以得到稳定的反演结果.为突破这一假设条件对AVA反演的限制,本文把纵横波速度比作为未知量,通过变换反演参数,将非线性AVA反演问题线性化,再利用广义线性反演方法求解,得到合理稳定的储层参数.利用实际工区井数据考察了方法的可行性和抗噪性.最后,将该方法应用到实际地震数据,得到了合理的反演结果,说明本反演方法的可靠性与适用性.

关键词： AVA反演变参数线性化储层参数广义线性反演