重震联合界面反演方法研究

论文摘要

深层勘探目标中,潜山和砂砾岩体油气藏是今后勘探的主要方向之一。但由于深层地震地质条件较差,构造复杂,导致了深层地震资料品质总体上比较差,难以搞清深层的构造和圈闭特征,从而影响了潜山面貌识别和构造落实。为了能够准确落实地震难以落实的局部构造,需要充分发挥其它物探资料的重要辅助作用,开展多学科、全信息综合研究工作。实践证明,重震联合识别古潜山等深层目标是一种较为有效的技术手段,因此本文将重震联合界面反演作为研究的主要内容。针对以往重震联合反演研究没有反演界面的问题,对密度、速度和界面深度建立概率模型,提出了一种基于贝叶斯理论的重震联合界面反演的目标函数,从所提目标函数出发详细推导了重震联合反演界面深度、重震联合反演速度和密度、重震联合反演速度密度和界面深度的反演公式,形成了一套完整的重震联合随机反演理论框架。为了实现所提出的随机反演理论,引入了随机近似最大期望（SAEM）算法,在反演的每次迭代后,自动修改各统计参数,加快了计算速度,提高了反演精度和稳定性。重震联合反演中的一个核心问题是如何确定速度和密度之间的关系,本文假设速度和密度之间存在未知线性关系,这个线性关系在模型的不同区域可以是不同的,通过SAEM算法根据每次迭代的密度更新量和速度更新量对速度密度关系系数B和它的方差进行修正,即可以利用先验的速度-密度关系信息,又克服了传统联合反演方法中固定的速度-密度关系不能真实合理的反映不同区域速度-密度关系的缺陷,即能实现传统顺序、剥层联合反演方法的功能,又比它们更具优越性,即能反演界面,同时又能反演属性,从而实现真正意义上的重震联合同步反演。最后通过模型试算验证了方法的正确性和有效性,并给出了参数的选取原则,通过对济阳坳陷南部的实际数据进行重震联合反演验证了方法的实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 联合反演意义
• 1.2 联合反演现状
• 1.2.1 重力密度界面反演方法
• 1.2.2 地震层析成像方法
• 1.2.3 联合反演方法
• 1.2.4 重震联合反演
• 1.3 本章小结及论文研究内容
• 第二章 广义线性联合反演理论
• 2.1 参数化、线性化和归一化
• 2.1.1 地球模型的参数化
• 2.1.2 反问题的线性化
• 2.1.3 归一化
• 2.2 广义逆矩阵的概念
• 2.3 广义线性联合反演方法
• 2.4 广义线性反演法的有关辅助信息
• 2.4.1 数据分辨矩阵
• 2.4.2 参数分辨矩阵
• 2.4.3 特征值和特征向量的应用
• 2.5 广义线性联合反演方法的局限性
• 2.6 本章小结
• 第三章 旅行时层析反演
• 3.1 建立模型
• 3.1.1 模型的拓扑结构
• 3.1.2 模型界面数据结构
• 3.1.3 模型物性数据结构
• 3.1.4 模型示例
• 3.2 射线追踪
• 3.2.1 Langan 法射线追踪的公式推导
• 3.2.2 Langan 法对反射界面的处理以及射线在界面上的反射
• 3.2.3 射线追踪算法实现
• 3.3 层析反演
• 3.3.1 反问题的提法
• 3.3.2 旅行时对界面的偏导数
• 3.3.3 旅行时对速度的偏导数
• 3.4 模型试算
• 3.5 本章小结
• 第四章 重力界面正反演
• 4.1 重力正演方法研究
• 4.1.1 三度体重力效应频谱
• 4.1.2 层状介质的快速正演公式
• 4.1.3 正演计算
• 4.2 重力反演方法研究
• 4.2.1 双界面模式反演
• 4.2.2 单界面模式反演
• 4.2.3 重力雅可比矩阵
• 4.3 模型试算
• 4.4 本章小结
• 第五章 重震联合反演
• 5.1 随机反演算法
• 5.1.1 概率模型
• 5.1.2 最大似然估计的随机算法
• 5.1.3 高斯模型的最大似然估计
• 5.2 随机反演在重震联合反演中的应用
• 5.2.1 密度概率模型
• 5.2.2 慢度概率模型
• 5.2.3 界面深度概率模型
• 5.2.4 重震联合反演界面深度
• 5.2.5 重震联合反演速度和密度
• 5.2.6 重震联合反演速度、密度和界面深度
• 5.2.7 解的评价
• 5.3 重震联合反演模式
• 5.3.1 基于地震的重震联合反演模式
• 5.3.2 基于重力反演的重震联合反演模式
• 5.3.3 重震同步联合反演模式
• 5.4 本章小结
• 第六章 模型试算
• 6.1 倾斜层状模型
• 6.1.1 界面反演
• 6.1.2 密度、速度反演
• 6.1.3 密度、速度和界面反演
• 6.1.4 参数选取
• 6.2 三层起伏界面
• 6.3 潜山模型
• 6.4 本章小结
• 第七章 济阳坳陷南部重震联合反演解释
• 7.1 区域地质概况
• 7.2 处理流程
• 7.2.1 重力数据整理
• 7.2.2 地震数据整理
• 7.2.3 联合反演
• 7.3 本章小结
• 第八章 结论和建议
• 8.1 结论
• 8.2 建议
• 参考文献
• 攻读博士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 作者简介