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基于对数目标函数的跨孔雷达频域波形反演

地球物理学报 2016年第5期59卷 1875-1887页

作者：孟旭刘四新傅磊王宪楠刘新彤王文天蔡佳琪吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026

波形反演在探地雷达领域的应用已有十余年历史,但绝大部分算例属于时间域波形反演.频率域波形反演由于能够灵活地选择迭代频率并可以使用不同类型的目标函数,因而更加多样化.本文的频率域波形反演基于时间域有限差分(FDTD)法,采用对数... 详细信息

波形反演在探地雷达领域的应用已有十余年历史,但绝大部分算例属于时间域波形反演.频率域波形反演由于能够灵活地选择迭代频率并可以使用不同类型的目标函数,因而更加多样化.本文的频率域波形反演基于时间域有限差分(FDTD)法,采用对数目标函数,可在每一次迭代过程中同时或者单独反演介电常数和电导率.文中详细推导了频率域波形反演的理论公式,给出对数目标函数下的梯度表达式,并使用离散傅氏变换(DFT)实现数据的时频变换,能够有效地减少大模型反演的内存需求.在后向残场源的时频域转换过程中,提出仅使用以当前频点为中心的一个窄带数据,可以消除高频无用信号的干扰,获得可靠的反演结果.为加速收敛,采用每迭代十次则反演频率跳跃一定频带宽度的反演策略.实验证明适当的频率跳跃能够在不降低分辨率的基础上有效地提高反演效率.通过两组不同情形下合成数据反演的分析对比,证明基于对数目标函数的波形反演结果准确可靠.最后,将该方法应用到一组实际数据,得到较好的反演结果.

关键词：波形反演对数目标函数介电常数电导率钻孔雷达

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不依赖源子波的跨孔雷达时间域波形反演

地球物理学报 2016年第12期59卷 4473-4482页

作者：刘四新孟旭傅磊吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026

波形反演是近年来较热门的反演方法,其分辨率可以达到亚波长级别.在波形反演的实际应用中,源子波的估计十分重要.传统方法使用反褶积来估计源子波并随着反演过程更新,该方法在合成数据波形反演中效果较好,但在实际数据反演过程中存在一... 详细信息

波形反演是近年来较热门的反演方法,其分辨率可以达到亚波长级别.在波形反演的实际应用中,源子波的估计十分重要.传统方法使用反褶积来估计源子波并随着反演过程更新,该方法在合成数据波形反演中效果较好,但在实际数据反演过程中存在一系列的问题.由于实际数据信噪比较低,在源子波估计过程中需要大量的人为干涉,且结果并不一定可靠.本文使用一种基于褶积波场的新型目标函数,令反演过程不再依赖源子波.详细推导了针对跨孔雷达波形反演的梯度及步长公式,实现介电常数和电导率的同步反演.针对一个合成数据模型同时反演介电常数和电导率,结果表明该方法能够反演出亚波长尺寸异常体的形状和位置.接着,将该方法应用到两组实际数据中,并与基于估计源子波的时间域波形反演结果进行比较.结果表明不依赖源子波的时间域波形反演结果分辨率更高,也更准确.

关键词：波形反演钻孔雷达跨孔不依赖源子波介电常数电导率

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地震波形反演的稀疏约束正则化方法

地球物理学报 2013年第1期56卷 289-297页

作者：王薇韩波唐锦萍哈尔滨工业大学数学系哈尔滨150001 复旦大学数学科学学院上海200433

本文考虑地震波形反演问题.为了克服传统的Tikhonov正则化方法过度光滑的弊端,引入了非线性稀疏约束正则化方法,并采用对偶方法求解稀疏约束泛函的极小点.基于二维声波方程波形反演问题进行了数值模拟,针对不同模型对稀疏约束正则化方... 详细信息

本文考虑地震波形反演问题.为了克服传统的Tikhonov正则化方法过度光滑的弊端,引入了非线性稀疏约束正则化方法,并采用对偶方法求解稀疏约束泛函的极小点.基于二维声波方程波形反演问题进行了数值模拟,针对不同模型对稀疏约束正则化方法进行了测试.结果表明,稀疏约束正则化方法对不连续介质模型的介质边缘具有良好的识别能力.

关键词：波形反演稀疏约束正则化方法对偶方法不连续介质

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复波场的实部和虚部对同时源波形反演的影响

地球物理学报 2021年第10期64卷 3718-3729页

作者：杨育臣方金伟王宁李松龄 Geology and Geophysics Program Missouri University of Science and TechnologyRollaMO 65409USA 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室中国矿业大学力学与土木工程学院徐州221116 东北石油大学地球科学学院大庆163318

高精度的成像需要准确的速度场信息,波形反演被认为是目前具有最高分辨率的速度反演方法之一.计算效率是目前全波形反演需要考虑的一个主要问题.为了很好地解决计算效率的问题,本文引入了一种高效的无串扰同时源反演方法,并详细介绍了... 详细信息

高精度的成像需要准确的速度场信息,波形反演被认为是目前具有最高分辨率的速度反演方法之一.计算效率是目前全波形反演需要考虑的一个主要问题.为了很好地解决计算效率的问题,本文引入了一种高效的无串扰同时源反演方法,并详细介绍了其原理与计算流程.同时,基于此多震源同时反演方法,本文拓展出实波场反演、虚波场反演及复波场反演的三种反演策略,进而分析复波场的实部和虚部对全波形反演的影响.实验表明,相比于复波场全波形反演,无论是实波场反演还是虚波场反演,反演分辨率有所降低;相比于实波场反演,虚波场反演对初始模型的依赖性较小,目标函数的非线性较弱;最后,通过使用组合反演策略,即初始阶段采用虚波场反演,中后期阶段采用复波场反演,不仅可以降低反演的非线性,而且能够保证高精度建模.

关键词：波形反演实波场反演虚波场反演同时源模拟

波形反演遗传算法及其在地震测深数据解释中的应用

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地震学报 2006年第2期28卷 158-166页

作者：王夫运张先康中国地震局地球物理勘探中心中国郑州450002

为了更好地利用地震测深波形数据,提出了地震体波波形反演的遗传算法.正演使用能精确快速计算互层结构响应的广义反、透射系数理论地震图算法;反演采用遗传算法,实现了地震体波波形反演的遗传算法.数值试验表明,该算法具有分辨壳内低速... 详细信息

为了更好地利用地震测深波形数据,提出了地震体波波形反演的遗传算法.正演使用能精确快速计算互层结构响应的广义反、透射系数理论地震图算法;反演采用遗传算法,实现了地震体波波形反演的遗传算法.数值试验表明,该算法具有分辨壳内低速层、高低速薄互层结构和一定的抗噪能力.青藏高原东北缘泽库、夏河、临洮3炮地震测深P波波形反演,得到了上地壳底部低速层和中、下地壳,以及上地幔顶部薄互层的细结构图象.

关键词：遗传算法波形反演数值试验地震测深地壳精细结构

基于振幅加权的拖缆与海底地震资料联合波形反演方法

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地球物理学报 2023年第3期66卷 1180-1191页

作者：杨华臣张建中吴志强海底科学与探测技术教育部重点实验室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266237 自然资源部海洋环境地质重点实验室青岛海洋地质研究所青岛266071

南黄海新近系沉积层与其下方中-古生代海相地层之间速度差异大,存在强波阻抗界面,导致接收的浅部和中深部地层的反射波振幅差异极大.一般全波形反演方法未考虑不同界面反射波振幅的差异,对南黄海浅部沉积层速度的反演效果好,而对中深部... 详细信息

南黄海新近系沉积层与其下方中-古生代海相地层之间速度差异大,存在强波阻抗界面,导致接收的浅部和中深部地层的反射波振幅差异极大.一般全波形反演方法未考虑不同界面反射波振幅的差异,对南黄海浅部沉积层速度的反演效果好,而对中深部地层速度的反演效果差.为此,本文提出一种基于振幅加权的拖缆与海底地震资料联合波形反演方法.该方法对中深部弱反射波数据施加较大的权重,对浅部强反射波数据施加较小的权重,从而均衡浅、中和深部地层反射波的振幅,使得自浅至深所有地层速度均能得到较好反演效果.同时,该方法利用海底地震资料和拖缆地震记录积分的低频成分反演低波数背景速度场,利用拖缆资料的高频成分提高反演模型的分辨率,充分发挥了拖缆和海底地震资料的优势互补作用,获得了比仅使用单一资料更好的反演结果.根据地震剖面和钻井资料,建立了南黄海中部隆起的速度模型.利用该理论模型的合成地震记录对本文方法进行了测试和分析,验证了本文方法的正确性和有效性.

关键词：南黄海波形反演联合反演海底地震资料振幅加权速度模型强波阻抗界面

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基于地震数据子集的波形反演思路、方法与应用

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地球物理学报 2015年第10期58卷 3735-3745页

作者：董良国黄超迟本鑫刘玉柱同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

地震数据与地下介质物性参数之间的复杂关系,决定了地震全波形反演在理论方法上面临着强烈的非线性难题.地下不同物性参数的不同分量在地震数据上具有不同的表现,勘探的不同阶段对地下介质模型的精度也具有不同的要求,这就决定了在地震... 详细信息

地震数据与地下介质物性参数之间的复杂关系,决定了地震全波形反演在理论方法上面临着强烈的非线性难题.地下不同物性参数的不同分量在地震数据上具有不同的表现,勘探的不同阶段对地下介质模型的精度也具有不同的要求,这就决定了在地震全波形反演过程中不必时刻追求地震数据全部信息的匹配,部分信息的匹配就有可能解决现阶段的某些问题,还可以一定程度上规避匹配全部地震信息所遇到的强烈非线性难题.基于这样的考虑,我们提出了利用地震数据子集进行波形反演的思路,给出了统一的反演方法,并通过基于包络数据子集以及反射波数据子集的波形反演的理论模型与实际资料反演试验,证明了所提出的波形反演思路和方法的正确性.

关键词：全波形反演波形反演地震数据子集非线性目标函数核函数

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小波变换多尺度地震波形反演

地球物理学报 1999年第2期42卷 241-248页

作者：孟鸿鹰刘贵忠清华大学电子工程系北京100084 西安交通大学电信学院西安710049

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... 详细信息

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。

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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基于贝叶斯理论的AVO三参数波形反演

地球物理学报 2007年第4期50卷 1251-1260页

作者：陈建江印兴耀中国石油大学(华东)地球资源与信息学院山东东营257061

在实际的AVO反演问题中,叠前数据体中的噪声或其他因素严重影响了AVO反演问题的适定性,而采用先验地质信息作为AVO反演问题的约束条件是解决AVO反演问题不适定的一种可行方法.文中的似然函数采用了ιp范数的解,并用Cauchy分布表示先验... 详细信息

在实际的AVO反演问题中,叠前数据体中的噪声或其他因素严重影响了AVO反演问题的适定性,而采用先验地质信息作为AVO反演问题的约束条件是解决AVO反演问题不适定的一种可行方法.文中的似然函数采用了ιp范数的解,并用Cauchy分布表示先验模型参数的分布.以此为基础,在反演中建立了测井数据的参数协方差矩阵对反演过程进行约束,并采用了共轭梯度算法实现多参数非线性的反演过程.同时,为了提高反演精度,避免动校正拉伸及依赖于炮检距的调谐效应对参数估计的影响,反演采用动校前地震数据进行参数估计.从应用效果分析来看,即使叠前道集的信噪比不高,反演的结果也能较好地与实际情况相匹配,为识别储层流体性质提供了新的手段.

关键词：波形反演贝叶斯理论先验地质约束参数协方差矩阵非线性反演