基于動態平面波的三維多尺度全波形反演方法

國運東,孟凡冰,秦廣勝,李傳強,李慶洋

(中國石油化工股份有限公司中原油田分公司物探研究院,河南濮陽 457001)

全波形反演方法(FWI)綜合利用地震數據的走時、相位、振幅等全波場信息,通過地震數據與模擬數據的差值建立目標泛函,不斷更新地下參數模型,使得模擬地震數據越來接近觀測數據,從而達到建立不同參數場的目的,FWI是一種高精度、高分辨率的物性參數建模方法。與常規的射線層析以及偏移速度分析(MVA)速度建模方法相比,FWI具有更高的分辨率以及速度建模精度,但是其在應用中仍然存在許多問題,針對FWI不同問題的解決方法也相繼被提出[1-5]。

20世紀80年代,TARANTOLA[6]首先建立了全波形反演的理論框架,但是在缺少低頻和背景場不準確的情況下,容易引起周波跳躍現象。BUNKS等[7]提出了分頻多尺度反演方法與網格多尺度反演方法,指出在大網格、低頻尺度下反演的背景速度模型,可以有效解決全波形反演的周波跳躍問題;SIRGUE等[8]給出了頻域多尺度FWI的頻率選取策略[9];BOONYASIRIWAT等[10]構建了地震數據的維納濾波器,實現了時域FWI的多尺度方法[11]。除利用地震數據中的低頻組分反演背景速度模型外,MORA[12]和PRATT等[13]通過采用大偏移距以及透射波數據構建背景速度模型,避免了全波形反演過程中的周波跳躍問題[14]。SHIPP等[15]通過對地震數據進行分偏移距的反演,指出地震數據在大偏移距時,由于傳播時間較長以及波形復雜性增加會加劇全波形反演的非線性。BAETEN等[16]和PLESSIX等[17]通過實際資料數據中的低頻、大偏移距組分反演試算,證實了低頻、大偏移距組分在實際地震數據反演中的重要性。……