地震与电磁数据快速联合反演算法研究

摘要

随着我国油气藏勘探的不断深入以及勘探工区难度日益加大,单靠地震技术已无法满足当前油气藏勘探需求,本文首先采用体积分方程法，正演模拟地震波场及电磁场数据。模拟计算过程中，采用稳定型双共轭梯度法（BCGS）求解网格剖分后推导的线性方程组；将并矢格林函数分解为关于场源上下层状介质界面深度的函数，如此体积分核的计算可引入卷积算子和相关算子，通过引入快速傅里叶变换（FFT），积分核的计算得到加速，计算复杂度与矩量法（MoM）相比，大大降低。由此实现多场源多频率地震及电磁数据的快速正演模拟。基于结构相似性原理，本文提出的快速联合反演算法是一种两步最优化反演算法，其每次迭代都涉及定义的异常源空间、物性异常空间及不同物性交叉梯度函数的最优化过程；三个参数空间既相互独立又彼此具有联系性。在搜索最优解过程中涉及的目标函数的导数由内积及伴随算法给出，不涉及矩阵求逆过程；不需要正演算子，采用矩阵相乘更新地震波场及电磁场。尽管三步最优化过程不可避免增加了反演参数数量，反演消耗时间也因此增加，但多次迭代所需耗时远远小于其他需要求解病态雅可比矩阵逆过程的反演算法所需时间，特别是在大尺度油气藏勘探问题中，优势更加突出。