基于Stokes方程频率域FWI速度建模在提高逆时偏移成像精度中的研究

摘要

随着资源的日益枯竭，国内资源的勘探方式逐渐由易变难，对物探的要求越来越高，于是近几年随着计算能力的提高涌现出很多高精度的成像方法。逆时偏移成像因其不受复杂构造区倾角的约束，并且对振幅有很好的保真性，成为物探界的宠儿。但是，逆时偏移成像并不是完美的，成像精度受到很多因素的影响，比如，程序的设计；数据储存内存需求；对子波的要求；边界条件的设定；速度模型的建立等问题。随着计算机的快速发展，GPU的出现，程序设计逐渐由顺序执行转变成并行计算，大大提高了计算效率，并节省大量的储存空间，子波的选取与产生地震记录的震源相符合时，成像精度与位置就越好，PML吸收边界的产生有效地解决了边界吸收的问题，但是如何准确建立偏移时所需的速度模型，仍然是目前物探界研究的热点。文中就如何建立高精度的速度模型进行着重描述。
　　全波形反演利用钻井等资料得到的叠前波场记录来逆向推测构造区内部介质的参数，能够利用地震波场的运动学信息和动力学信息重建地下速度结构。频率域相对于时间域实现全波形反演，不仅提高计算效率，而且能够灵活对数据进行选择，降低多解性。本文选择在频率域利用OVERTHRUST模型进行全波形反演。为了避免高维复杂方程，选择粘弹性介质下的粘滞吸收波动方程(Stokes方程)进行反演，利用四阶空间交错网格进行有限差分正演，高斯牛顿方法进行迭代优化速度。
　　为了验证全波形反演的速度重建能力对逆时偏移的作用，通过对单孔速度模型与OVERTHRUST速度模型的数值模拟，得出有效的比较结果，充分验证通过全波形反演的建模手段，为逆时偏移提供高精度的速度模型，能够很好的提高逆时偏移成像的精度。解决了提出的问题。

目录

声明

1 绪论

1.1选题依据及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3论文主要研究内容

2基于Stokes方程频率域正演及模拟

2.1 基于Stokes方程频率域正演

2.2 OVERTHRUST模型正演模拟

2.3 本章小结

3基于Stokes方程的全波形反演研究以及模拟

3.1 基于Stokes方程FWI反演理论

3.2 FWI计算流程概述

3.3 OVERTHRUST速度模型模拟

3.4 本章小结

4逆时偏移模拟及影响因素分析

4.1 基于双程波动方程的逆时偏移

4.2 模型试算

4.3 逆时偏移影响因素

4.4本章小结

5 FWI速度建模在提高逆时偏移成像精度中的研究

5.1 单孔速度模型偏移模拟

5.2OVERTHRUST 速度模型偏移模拟

5.3 本章小结

6结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要成果