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最小二乘逆时偏移中一种新的梯度预处理方法及其应用

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2022年第S01期52卷 42-49页

作者：江志强张超赵波毛士博都国宁王倩倩中海石油(中国)有限公司上海分公司上海200030 中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100 中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100

针对最小二乘逆时偏移深层成像精度不高的问题,本文提出一种基于背景波场双向照明算子的梯度预处理算法,该方法把背景速度模型的地震记录作为逆时扰动去求取逆时波场能量,消除了常规梯度预处理算法中偏移结果对于梯度的影响,从而使梯度... 详细信息

针对最小二乘逆时偏移深层成像精度不高的问题,本文提出一种基于背景波场双向照明算子的梯度预处理算法,该方法把背景速度模型的地震记录作为逆时扰动去求取逆时波场能量,消除了常规梯度预处理算法中偏移结果对于梯度的影响,从而使梯度预处理算子更加逼近最小二乘逆时偏移的Hessian矩阵。模型实验结果表明本文提出的方法可更为精确地实现最小二乘逆时偏移的深层振幅补偿,实际海上地震数据的处理结果显示该方法也适应于实际复杂构造区域的成像处理。

关键词：最小二乘逆时偏移梯度预处理背景波场双向照明

最小二乘逆时偏移在近地表高精度成像中的应用

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石油地球物理勘探 2014年第1期49卷 107-112,303页

作者：黄建平曹晓莉李振春孙陨松李闯高国超中国石油大学(华东)地球科学与技术学院地球物理系山东青岛266555

近地表高精度成像方法一直是地震数字处理方法研究的热点。逆时偏移(RTM)成像方法基于双程波动方程,被认为是解决复杂构造、尤其是高陡构造成像的较好方法,然而逆时偏移方法在浅部成像过程中存在较强的低频噪声,在一定程度上影响对近地... 详细信息

近地表高精度成像方法一直是地震数字处理方法研究的热点。逆时偏移(RTM)成像方法基于双程波动方程,被认为是解决复杂构造、尤其是高陡构造成像的较好方法,然而逆时偏移方法在浅部成像过程中存在较强的低频噪声,在一定程度上影响对近地表构造的高精度成像。本文在实现最小二乘逆时偏移(LSRTM)算法的基础上,通过RTM及LSRTM算法的计算对比指出,对于近地表复杂构造成像,LSRTM相对于RTM算法在主要构造恢复及能量保幅性方面具有一定优势。

关键词：近地表逆时偏移高陡构造低频噪声最小二乘逆时偏移

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最小二乘逆时偏移成像方法的实现与应用研究

石油物探 2015年第3期54卷 301-308页

作者：郭书娟马方正段心标王丽中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院江苏南京211103 同济大学海洋与地球科学学院上海200092 中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司物探技术研究院江苏南京210046

复杂岩性油气藏勘探开发需要高保真的地震成像资料。与常规偏移方法相比,最小二乘逆时偏移(LSRTM)成像基于反演理论,可为岩性储层估计提供更加保真的高分辨率反射系数成像剖面,成为当前成像方法的研究热点和发展趋势。通过对误差泛函建... 详细信息

复杂岩性油气藏勘探开发需要高保真的地震成像资料。与常规偏移方法相比,最小二乘逆时偏移(LSRTM)成像基于反演理论,可为岩性储层估计提供更加保真的高分辨率反射系数成像剖面,成为当前成像方法的研究热点和发展趋势。通过对误差泛函建立、逆时反偏移数据重构算法、Hessian逆预条件梯度计算及基于高斯-牛顿法的反演迭代更新方法等关键技术研究,实现了迭代最小二乘逆时偏移成像。为了使该偏移成像方法能够应用于实际资料,研究了针对性的数据预处理技术和最小平方匹配滤波模拟数据校正处理技术,探索建立了面向实际资料的最小二乘逆时偏移实现流程。某探区实际二维地震资料的最小二乘逆时偏移成像结果表明,相比传统的逆时偏移成像技术,最小二乘逆时偏移在成像分辨率和保幅性方面具有一定的优势。

关键词：最小二乘逆时偏移逆时反偏移 Hessian逆预条件梯度高斯-牛顿法预处理匹配滤波

基于QHAdam梯度优化算法的最小二乘逆时偏移

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地球物理学报 2022年第7期65卷 2673-2680页

作者：王绍文宋鹏谭军解闯赵波毛士博中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266100 中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100

最小二乘逆时偏移(LSRTM)通常基于梯度类算法,经过几十次甚至上百次的迭代得到最终的成像剖面,然而常规最小二乘逆时偏移其在迭代过程中,所求梯度通常不做优化处理,导致最小二乘逆时偏移的收敛效率和成像精度不高,并且每次迭代的模型更... 详细信息

最小二乘逆时偏移(LSRTM)通常基于梯度类算法,经过几十次甚至上百次的迭代得到最终的成像剖面,然而常规最小二乘逆时偏移其在迭代过程中,所求梯度通常不做优化处理,导致最小二乘逆时偏移的收敛效率和成像精度不高,并且每次迭代的模型更新处理还需付出1~2次的波场延拓计算代价来获取迭代步长.本文将深度学习中的优化算法QHAdam引入到传统时间域最小二乘逆时偏移计算中,可在付出极小计算代价的前提下,直接获得优化的模型更新量,同时避免了迭代步长的求取.Marmousi模型实验结果显示,相比于常规最小二乘逆时偏移算法,基于QHAdam梯度优化算法的最小二乘逆时偏移其收敛效率和成像精度更高,且由于减少了迭代步长的求取步骤,其也具有更高的计算效率;相对于基于Adam算法最小二乘逆时偏移,本文方法也具有更高的收敛效率和收敛精度.

关键词：最小二乘逆时偏移梯度优化 QHAdam 深度学习

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应用自适应矩估计的快速最小二乘逆时偏移

石油地球物理勘探 2022年第2期57卷 386-394,I0005,I0006页

作者：吴丹吴海莉李群张向阳刘树仁中国石油勘探开发研究院西北分院甘肃兰州730030 中国石油天然气集团有限公司物联网重点实验室甘肃兰州730030

最小二乘逆时偏移(LSRTM)是一种高分辨率和振幅相对保真的地震成像方法,但是该方法往往需要迭代近十次,而每次迭代大约需要两次所有炮逆时偏移(RTM)的计算成本,因此计算量非常大。文中应用深度学习领域中的自适应矩估计方法提高LSRTM的... 详细信息

最小二乘逆时偏移(LSRTM)是一种高分辨率和振幅相对保真的地震成像方法,但是该方法往往需要迭代近十次,而每次迭代大约需要两次所有炮逆时偏移(RTM)的计算成本,因此计算量非常大。文中应用深度学习领域中的自适应矩估计方法提高LSRTM的计算效率:每次迭代只采用部分共炮点道集计算梯度,利用动量法对梯度进行修正;考虑梯度的非稳态性,通过均方根传播算法消除照明不足带来的影响。自适应矩估计方法结合了这两种方法的优点,不仅降低了每次迭代的计算量,而且提高了迭代收敛的速度。该方法易于实现、计算效率高、占用内存小,是一种快速有效的梯度预条件方法。自适应矩估计方法不仅可以直接用于LSRTM,也可应用于炮编码的LSRTM。SEG/EAGE盐丘模型数值试验表明,自适应矩估计方法仅需两倍的RTM计算成本就能够获得高精度、高分辨率的成像结果。计算效率的大幅度提升有助于将LSRTM方法推广应用于实际地震数据处理。

关键词：最小二乘逆时偏移自适应矩估计高分辨率振幅保真炮编码

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高效的成像域最小二乘逆时偏移

地球物理学报 2022年第8期65卷 3098-3107页

作者：陈生昌李代光金成玫浙江大学地球科学学院杭州310027

最小二乘偏移相对于常规偏移可以获得具有更高保真性和空间分辨率的偏移成像结果.本文在成像域利用空间反褶积提出了一种高效的最小二乘逆时偏移方法.给定具有地震波运动学准确的光滑偏移速度模型(仅考虑基于标量波方程的偏移),常规逆... 详细信息

最小二乘偏移相对于常规偏移可以获得具有更高保真性和空间分辨率的偏移成像结果.本文在成像域利用空间反褶积提出了一种高效的最小二乘逆时偏移方法.给定具有地震波运动学准确的光滑偏移速度模型(仅考虑基于标量波方程的偏移),常规逆时偏移可视为是一种对有关地下反射率的线性反演问题的粗糙求解.在成像域,常规逆时偏移成像结果是最小二乘逆时偏移成像结果与Hessian矩阵的空变积分.Hessian矩阵中的列向量可视为成像域中成像点的点扩散函数.由于偏移速度模型光滑性和地震数据观测系统的多次覆盖,在一定大小的局域内的成像点的点扩散函数具有很大的相似性,因此该局域内的常规逆时偏移结果可近似表示为最小二乘逆时偏移结果与Hessian矩阵的空不变褶积,进而提出基于局域空不变反褶积的成像域最小二乘逆时偏移方法.利用空不变反褶积的波数域伪广义逆方法可稳定高效地实现对空不变反褶积的计算.局域的大小是最小二乘逆时偏移计算效率和效果之间的折中.把本文提出的方法应用于合成和实际地震数据均取得了理想的效果.

关键词：成像域最小二乘逆时偏移高效点扩散函数局域空不变反褶积波数域

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最小二乘逆时偏移方法研究

最小二乘逆时偏移方法研究

作者：李登魁中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

地震偏移成像质量的好坏对于后期的地震处理、油藏机理解释至关重要。地震偏移成像常用的方法主要有3种,第一是基于射线理论的克积霍夫偏移,第二是基于单程波理论的单程波偏移,第三种是基于双程波理论的逆时偏移。其中,基于双程波理论... 详细信息

地震偏移成像质量的好坏对于后期的地震处理、油藏机理解释至关重要。地震偏移成像常用的方法主要有3种,第一是基于射线理论的克积霍夫偏移,第二是基于单程波理论的单程波偏移,第三种是基于双程波理论的逆时偏移。其中,基于双程波理论的逆时偏移能够实现对于陡倾角剖面的偏移成像,解决多次波成像的焦散问题。但是在逆时偏移的成像结果中会存在低频噪声,它将掩盖地层中的构造信息,而且逆时偏移的成像分辨率有限,在对地层进行深部成像时存在振幅不均衡、有效能量识别困难等缺点。最小二乘逆时偏移以传统的逆时偏移成像为基础,结合反演的思想对地震剖面进行偏移成像,可以有效压制低频成像噪声,提高深部储层成像分辨率,具有更高的保幅性能及更高的精度。而且它将偏移问题作为时间的外推而不是深度的外推,可以避免能量的消散作用。本文主要思想是在逆时偏移的基础上,结合反演的思想实现声波最小二乘逆时偏移。首先进行二维声波方程的正演模拟,接着进行接收波场的逆时延拓,然后利用互相关成像实现逆时偏移,最后在逆时偏移的基础上进行最小二乘逆时偏移。本文的主要研究成果有:（1）实现了PML边界条件的二维声波的正演模拟;（2）实现了互相关成像条件的二维声波逆时偏移;（3）实现了二维声波最小二乘逆时偏移并加以运用。

关键词：正演模拟逆时偏移最小二乘逆时偏移

陡倾角地质目标导向的黏声最小二乘逆时偏移方法与应用

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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Applied Geophysics 2022年第4期19卷 528-536,604页

作者：陈康韩嵩冉崎文龙张广智曲英铭中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580 中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司勘探开发研究院成都610021 深层油气全国重点实验室(中国石油大学(华东)) 青岛266580

因地表检波器难以接受到来自高陡构造的地震一次反射波信息,导致高陡构造地震成像极为困难,而棱柱波包含了大量的高陡构造信息,可以被用来改善高陡构造的成像效果。地下介质的黏弹性引起地震波的振幅衰减和相位频散,忽略其衰减的影响会... 详细信息

因地表检波器难以接受到来自高陡构造的地震一次反射波信息,导致高陡构造地震成像极为困难,而棱柱波包含了大量的高陡构造信息,可以被用来改善高陡构造的成像效果。地下介质的黏弹性引起地震波的振幅衰减和相位频散,忽略其衰减的影响会导致地震成像振幅的模糊与深部能量的不足。提出了一种陡倾角地质目标导向的黏声最小二乘逆时偏移方法,该方法构建了一种新的一次波和棱柱波目标函数,并引入黏声波动方程,推导了一次波与棱柱波联合黏声最小二乘逆时偏移的波场延拓算子、伴随算子与梯度公式。通过典型洼陷模型与实际资料的数值试算证明了本文提出的陡倾角地质目标导向的黏声最小二乘逆时偏移方法相比于传统最小二乘逆时偏移方法,补偿了深部能量,能明显改善高陡构造的成像精度。

关键词： Q补偿棱柱波最小二乘逆时偏移高陡构造

基于GPU并行加速的黏声最小二乘逆时偏移及应用

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岩性油气藏 2022年第1期34卷 148-153页

作者：张猛中国石化胜利油田分公司物探研究院山东东营257022

常规逆时偏移算法(RTM)在浅层成像中容易产生较强的低频噪声,无法消除地球介质的吸收衰减效应。基于广义标准线性固体模型,建立黏声波动方程,在Born正演和梯度计算2个核心算法过程中开展了GPU加速,建立了黏声最小二乘逆时偏移实现流程,... 详细信息

常规逆时偏移算法(RTM)在浅层成像中容易产生较强的低频噪声,无法消除地球介质的吸收衰减效应。基于广义标准线性固体模型,建立黏声波动方程,在Born正演和梯度计算2个核心算法过程中开展了GPU加速,建立了黏声最小二乘逆时偏移实现流程,并将该方法应用在胜利油田某探区三维资料中,结果显示,计算效率和偏移成像质量都得到了有效提升。并且开展了与常规声波最小二乘逆时偏移的对比和分析工作,结果表明该方法对提升深层储层成像精度,实现真振幅成像,以及岩性油气藏的勘探都具有重要的意义。

关键词： GPU并行加速黏声介质最小二乘逆时偏移波动方程