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刘伊克等-Geophysics:地震INTENSITY全波形反演
2018-11-27 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

  用于地下结构重建的地震全波形反演理论和方法,可用于探测地下小到裂缝、储层分布,大到断层、俯冲带、洋中脊,从几十米到几千公里深的地球结构,最近几年在勘探地球物理和地震学领域获得迅速发展。全波形反演理论由于同时考虑走时和振幅信息,能够极大地提高对地下结构的成像分辨率。然而传统全波形反演理论要求表征地下结构的信息参数与实际的参数相近,且在理论数据的走时与观测数据的走时差大于半个周期时,就会产生cycle skipping, 导致地下参数的梯度下降到局部极小值,为此常通过发展低频震源技术来避免,但由于低频震源技术要求高、造价昂贵、使用复杂而无法普及。 

  针对地球物理数据缺少低频信息、初始速度与真实速度相差巨大的问题,中科院地质与地球物理研究所油气资源研究院重点实验室刘伊克研究员及合作者提出了地震全波形intensity反演方法:(1)通过建立intensity目标函数,将地震数据分解成低频部分与高频部分;(2)依据多尺度,从低频intensity数据开始,逐渐增加频率,计算目标函数的梯度,建立反演速度模型;(3)将反演速度模型作为传统全波形反演初始速度模型,计算传统基于2范数的目标函数及其梯度,最终获得地下介质参数的迭代修正。该intensity全波形反演理论,对于没有低频信息的地震数据,或当初始介质模型远离真实介质模型时,也可以完美地反演地下介质(图1)。 

1 (1)首先假设一个初始模型,可以是常速度模型,或是1D线性变换模型,本文测试了常速度初始模型和线性变换模型,能够获得满意结果;(b)SEG发布的Marmousi模型测试该全波形反演新理论和方法,为了证明该方法的优点,将地震数据5Hz以下信息去掉,用intensity 固有的低频信息,从低频开始逐渐迭代,最终获得地下速度结构

  研究成果发表于Geophysics( Liu Y, He B, Lu H, et al. Full-intensity waveform inversion[J]. Geophysics, 2018, 83(6): R649-R658.)DOI:10.1190/geo2017-0682.1
 
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