简化的全波形反演：从理论到实际的算法

• 作者: Felix Ian Hanlon
• 来源期刊: 石油地质科技动态
• 学科: 地球科学
• 关键词: 自适应算法 波形反演 计算机运算 波动方程 勘探工具 地球物理技术 盐下成像 计算成本
• 年，卷（期）: sydzkjdt_2014,（1）
• 页码范围: 30-41
• 页数: 12页
• 分类号: P315.3

摘要

随着常规油田的日益成熟，我们在勘探中需要用到越来越复杂的勘探工具。在这种趋势下，勘探地震学出现了基于波动方程的反演技术，如逆时偏移和全波形反演等。在基于波动方程的反演技术取得重大突破的同时，一些诸如超低横波速度带、高速盐层等地球物理技术仍面临严峻挑战的领域中，如何建立稳定且利用计算机运算可行的工作流程来获得更加可靠的结果仍然是亟待解决的难题。另外，盐下油气生产面临比较高的风险，不仅需要通过反演进行盐下成像，还要进行盐下超压带预测。在基于波动方程的反演方法所面临的一系列挑战中，我们重点讨论全波形反演（FWI）的过高的计算成本问题。我们采用与机械改进和压缩感知技术相关的现代技术来达到降低这些成本的目的。与很多基于波动方程反演方法不同，本文提出的方法不需要使用所有资料（如循环所有数据震源）来计算模型速度更新数据。而是提出一个公式化方法，它只视反演过程所需决定采用更多和更精确的波动模拟数据。这种对数据和精度的动态选择极大地节省了工作量，特别是在工作初期离最终解决方案尚远的阶段。由于该方法可以极大地降低计算成本，为不同方案的测试创造了条件，从而可以实现质量控制或进行更加复杂的正则化。而如果不降低计算成本，在计算上二者都是不可行的。本文构思如下：首先，对全波形反演的基础进行介绍，接着，讨论降低计算成本的随机取样技术，然后，我们提出了一个自适应算法，该算法可以动态选择所需的样品规模，如反演中的震源试验数量和正演精度。之后对雪佛龙公司的墨西哥湾数据组的最新结果进行了讨论，并探讨了FWI面临的挑战和可能的发展方向。