本文關(guān)鍵詞：全波形反演地層品質(zhì)因子方法研究

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【摘要】：地震波在地下介質(zhì)中傳播時(shí),部分彈性能量轉(zhuǎn)化成為了熱能。高頻能量散射比低頻能量散射弱,因此導(dǎo)致了振幅衰減,波形畸變和低分辨率的地震數(shù)據(jù),特別是對(duì)于中等至深處的地層。而地層固有衰減反映其非彈性性質(zhì)。地層品質(zhì)因子Q可以反映地震波衰減,因此可以有效的作用于描述地下構(gòu)造分布和預(yù)測(cè)油氣儲(chǔ)層。目前,估計(jì)Q值的方法可歸納為三類(lèi):第一類(lèi)時(shí)間域方法,例如脈沖上升時(shí)間法、振幅衰減法等;第二類(lèi)頻率域方法,例如譜比法、質(zhì)心頻移法和峰值頻移法等;第三類(lèi)時(shí)頻域方法,例如能量衰減法。在這些方法中,脈沖上升時(shí)間法、質(zhì)心頻移法和峰值頻移法都是基于地震波擴(kuò)散,而其他的方法例如振幅衰減法、譜比法和小波域能量衰減法都是基于振幅或能量衰減。然而,這些方法由于地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量都不具備普遍適用性。全波形反演方法能夠有效的從波動(dòng)方程中反演物性參數(shù),然而多數(shù)利用全波形反演方法反演物性參數(shù)以反演速度參數(shù)為主,其他物性參數(shù)假設(shè)為已知。本文則是在假設(shè)密度和速度參數(shù)為已知的情況下,利用全波形反演方法從2D粘滯性聲波方程中反演地層品質(zhì)因子Q。在頻率域的基礎(chǔ)上引入L-BFGS算法進(jìn)行全波形反演,在頻域做2D粘滯性聲波方程正演模擬的優(yōu)勢(shì)在于方便引入反映地震波吸收衰減的參數(shù)Q。文中觀測(cè)波場(chǎng)和波動(dòng)方程正演模擬得到的計(jì)算波場(chǎng)構(gòu)造一個(gè)目標(biāo)函數(shù),采用L-BFGS優(yōu)化算法求解,得到更新模型。將該方法分別應(yīng)用于簡(jiǎn)單異常體模型和復(fù)雜Marmousi模型下測(cè)試,結(jié)果表明:基于L-BFGS算法的全波形反演方法可以很好的估計(jì)地層品質(zhì)因子Q。為了比較分析基于L-BFGS算法反演Q值方法和基于其他優(yōu)化算法反演Q值的優(yōu)越性,首先建立水平層狀介質(zhì)模型,分別將最速下降法、共軛梯度法、牛頓法、高斯-牛頓方法和L-BFGS算法這五種優(yōu)化算法應(yīng)用于水平層狀介質(zhì)模型,并對(duì)反演模型與理論模型的相對(duì)誤差和計(jì)算時(shí)間進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明:與其他四種優(yōu)化算法相比,在相同迭代更新情況下,基于L-BFGS算法反演Q值方法計(jì)算得到的反演模型與理論模型相對(duì)誤差更小,迭代更新速度更快。在此基礎(chǔ)上,又分別測(cè)試了有噪聲數(shù)據(jù)和無(wú)噪聲數(shù)據(jù)的情況,結(jié)果表明:基于L-BFGS算法反演方法對(duì)噪聲壓制的效果很好。
【關(guān)鍵詞】：全波形反演 地層品質(zhì)因子 L-BFGS算法 衰減
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P631.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 選題研究目的及意義10-11
• 1.2 地層品質(zhì)因子估計(jì)方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 全波形反演方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容14-16
• 第2章 地層品質(zhì)因子和波動(dòng)方程正演模擬的基本理論16-27
• 2.1 地層品質(zhì)因子的定義16-17
• 2.2 衰減機(jī)制17-18
• 2.3 2D粘滯性聲波方程正演模擬18-27
• 第3章 基于L-BFGS算法的全波形反演Q值方法27-41
• 3.1 全波形反演Q值方法的基本原理27-32
• 3.2 L-BFGS算法32-33
• 3.3 模型測(cè)試分析33-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第4章 常用優(yōu)化算法在全波形方法中的對(duì)比分析41-54
• 4.1 常用的優(yōu)化算法41-44
• 4.2 優(yōu)化算法在模型測(cè)試中的比較分析44-52
• 4.3 本章小結(jié)52-54
• 第5章 結(jié)論與展望54-56
• 5.1 論文總結(jié)54
• 5.2 研究展望54-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間所取得的科研成果61-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：773278