發(fā)布時(shí)間：2020-07-22 17:44

【摘要】：隨著地震勘探工作不斷深入,石油開發(fā)逐漸轉(zhuǎn)向深層復(fù)雜介質(zhì)巖性勘探。介質(zhì)復(fù)雜性對地震數(shù)據(jù)采集、處理和解釋都造成極大困難,尤其對復(fù)雜介質(zhì)中物性參數(shù)信息的準(zhǔn)確獲取提出了更多挑戰(zhàn)。為適應(yīng)日漸復(fù)雜的油氣勘探目標(biāo),選擇更接近實(shí)際地層性質(zhì)的粘聲介質(zhì)方程對地層速度與品質(zhì)因子(Q值)進(jìn)行全波形反演,對描述油氣儲層性質(zhì)、落實(shí)勘探目標(biāo)、深化地質(zhì)認(rèn)識具有重要理論研究意義和應(yīng)用價(jià)值。論文首先介紹了頻率域粘聲介質(zhì)正演模擬,推導(dǎo)了粘聲介質(zhì)波動(dòng)方程,并從頻散的角度對比三種不同的差分格式的優(yōu)劣,最終選用最優(yōu)化混合交錯(cuò)差分格式對波動(dòng)方程進(jìn)行離散化。隨后,對相應(yīng)的模型進(jìn)行了試算,并與純聲波波場快照進(jìn)行了對比,展現(xiàn)了粘聲介質(zhì)吸收衰減的特性。接下來本文針對頻率域全波形反演的基本理論進(jìn)行了介紹,包括收斂算法,模型更新,步長選擇以及頻率選擇等理論。首先基于反演理論,給出了單參數(shù)反演的試算結(jié)果,無論是速度參數(shù)還是Q值在單參數(shù)反演中都得到理想的反演結(jié)果。在雙參數(shù)反演之前,對速度與Q值相對于目標(biāo)函數(shù)的敏感性進(jìn)行了分析,速度的敏感性遠(yuǎn)大于Q值。隨后對雙參數(shù)聯(lián)合反演進(jìn)行了初步試算,速度反演的結(jié)果較為理想,但是Q值反演結(jié)果中存在偽影現(xiàn)象。為了改善雙參數(shù)同時(shí)反演的效果,首先從收斂算法上進(jìn)行優(yōu)化。使用截?cái)嗯ｎD法對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行收斂,因?yàn)榻財(cái)嗯ｎD法相對于其他收斂算法能夠得到更精確的Hessian算子,而精確的Hessian矩陣能夠降低參數(shù)之間的耦合效應(yīng)。接下來對截?cái)嗯ｎD法進(jìn)行模型試算,證明其在單參數(shù)反演中能夠在照明不足情況下更好的聚焦參數(shù),在雙參數(shù)聯(lián)合反演中能夠降低參數(shù)之間的耦合效應(yīng),改善偽影現(xiàn)象,得到更好的反演結(jié)果。為了進(jìn)一步提高聯(lián)合反演的效果,使用兩步法反演策略,即先只反演速度,再同時(shí)反演速度和Q值。通過實(shí)驗(yàn)證明,兩步法反演策略能夠得到更好的Q值反演結(jié)果。最后為了提高反演的效率,針對頻率域“多源”全波形反演,使用稀疏約束方法,能夠在提高反演效率的同時(shí)降低串?dāng)_噪音對反演結(jié)果的影響。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P631.4;P618.13
【圖文】：

第二章 頻率域粘聲介質(zhì)正演模擬從上述模型試算可以清晰看出在頻率域正演當(dāng)中粘聲介質(zhì)的吸收衰減作用，針對每個(gè)頻帶的正演的結(jié)果，其純聲波正演的波場振幅值都要大于粘聲介質(zhì)聲波正演的波場幅值，而且仔細(xì)分析可知，隨著頻率增大，其吸收衰減的效果越明顯。本文在試算時(shí)用的 Q 值較小，主要是為了讓吸收衰減作用更加明顯。接下來對一個(gè)復(fù)雜模型 Marmousi2 進(jìn)行試算，速度模型和 Q 值模型如圖所示，模大小為 512*188，炮點(diǎn)位于（256,20）點(diǎn)處的模型，網(wǎng)格間距為 16m*16m，PML 厚度 20 個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，分別獲得頻率切片為 1hz，5hz，10hz 的頻率域波場圖（用波場值的實(shí)成像）。在相同的激發(fā)接收條件下，對速度模型相同純聲波頻率域正演，與粘聲介質(zhì)率域正演波場圖進(jìn)行對比，分別如下圖所示：

圖 3-1 Wolfe 準(zhǔn)則算法小節(jié)的主要內(nèi)容是介紹局部優(yōu)化方法，側(cè)重于介紹線性搜索算法，因?yàn)槿ㄊ腔谠撍惴ㄟM(jìn)行的。典型的線性搜索算法是通過二階泰勒展開推導(dǎo)的二次數(shù)。這也就意味著最小化的函數(shù)接近其在初始模型附近的近似。最小化的過初設(shè)定的初始模型，經(jīng)過不斷的迭代更新，最終使目標(biāo)函數(shù)值達(dá)到最小的過性搜索算法將過程分為兩個(gè)部分：第一步首先尋找到合適的搜索方向，使用、牛頓法、高斯牛頓法等。第二步便是尋找合適的步長進(jìn)行更新迭代。率域全波形反演理論節(jié)主要介紹頻率域全波形反演的理論計(jì)算公式推導(dǎo)，全波形反演問題被設(shè)置問題，目的是使觀測數(shù)據(jù)od 與正演模擬數(shù)據(jù) ( )c cd =d m之間的差值δ d 最小化示模型參數(shù)，其代表地下介質(zhì)的物理性質(zhì)參數(shù)，由所使用波動(dòng)方程決定的。表示為 ( )o cδ d = d d m。

的反演過程中，品質(zhì)因子 Q 設(shè)為已知值研究迭代次數(shù)、不同反演頻率和不同反演反演結(jié)果的影響。我們選取簡單的異常體型大小為101 × 101,空間采樣間隔為20 m隔為40m ，深度為20m ，相鄰之間的間速度為1500 m /s 。我們主要對速度反演分?jǐn)?shù)都為固定值，不參與反演過程中。反演頻率組，分別包含頻率為 1hz,3hz,5hz,7h迭代的結(jié)果進(jìn)行對比分析。

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本文編號：2766137