非光滑约束的高精度全波形反演方法研究

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1、分类号：P631.4单位代码：10183研究生学号：2012621022密级：公开非光滑约束的吉林大学高精度博士学位论文全波形反演方法研究王志强王志强吉2018年5月林大学非光滑约束的高精度全波形反演方法研究Researchofhighaccuracyfullwaveforminversionwithnonsmoothconstraint作者姓名：王志强专业名称：地球探测与信息技术研究方向：地震数据处理指导教师：韩立国教授学位类别：工学博士培养单位：地球探测科学与技术学院论文答辩日期：2018年5月29日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：姓

2、名职称工作单位主席孙建国教授吉林大学委员孙大明教授级高工中石化东北石油分公司时志安教授级高工吉林省地质勘察设计院曾昭发教授吉林大学王德利教授吉林大学翁爱华教授吉林大学郭智奇教授吉林大学未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

3、除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系

4、列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士学科专业：地球探测与信息技术论文题目：非光滑约束的高精度全波形反演方法研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市西民主大街938号，邮编：130026作者联系电话：15844060043非光滑约束的高精度全波形反演方法研究中文摘要（作者：王志强指导教师：韩立国教授）地震速度建模一直以来都是地震资料处理解释中的关键步骤，速度模型描述了地震波在地下介质中传播时的速度变化情况，直接影响偏移成像的质量，是地震数据解释和地质解释中最基础、最重要的参数之一。近年来

5、，随着全球经济的迅速发展以及地球物理勘探技术的日益成熟，油气勘探的目标已经由陆地和浅水海域逐渐转向海洋深水区，深水区含有丰富的油气资源，而这些地区目标层一般比较深且地质条件复杂，这也给油气勘探带来了新的挑战。传统的速度建模方法，例如叠加速度分析、射线层析成像和偏移速度分析等，在精度和分辨率上往往不能提供高质量的速度模型，无法满足这些复杂地区的地球物理与地质解释的需求，全波形反演作为近年来兴起的速度建模技术，是一种高精度、高分辨率的地下介质速度反演方法，它利用了地震资料中的振幅和相位信息，通过最小化模拟数据与实际数据之间的误差来不断更新地下介质

6、的速度，最终为叠前深度偏移提供高精度的速度模型。尽管全波形反演技术理论上的优越性明显，但由于该技术本身的局限性，在实际应用中仍然存在很多问题，例如非线性较强、有效反演深度浅、计算效率低、占内存较大、对初始模型和低频信息依赖性强等，本文对频率域全波形反演技术在海洋实际资料中的应用进行了研究，并针对应用中遇到的问题和困难提出了相应的解决方案。本文提出了一种基于全变差约束和深度权重法联合的全波形反演算法，不仅提高了模型深层的反演效果，还可以降低反演的非线性，有效重构了介质中的不连续界面。由于海洋实际数据采集常常是拖缆采集的方式，偏移距有限，因此来自

7、深层介质的潜波和反射波信号一般能量较弱或是没有被接收到，进而导致了深度反演效果较差。且实际地下介质比较复杂，速度变化不连续，常常存在高速体和速度突变界面，这也大大增强了反演的非线性性，影响反演结果的精度。深度权重法可以对介质进行逐层反演，在实际资料中浅层信号的权重要明显高于深层信号，逐层反演可以逐渐增大深部信号在反演中的权重，进而提高深层的反演效果；全变差约束是一种非平滑约束，能有效处理解的不连续性，重构介质中的不连续界面，保留高速体的边缘信息，将全变差约束和深度权重法联合应用到频率域全波形反演算法中，结合两种技术的优势，不仅能增大有效反演深

8、度，改善深I层的反演效果，更能提高地下介质中速度不连续界面和高速体的重构效果，从而提高了全波形反演的精度。全波形反演对初始速度模型具有很强的依赖性，初始模型精度较低