二维时间空间域弹性波全波形反演-理论模型数值试验

• 作者: Andrew Hursthouse 刘和秀 廖建平 戴世鑫 赵延林
• 来源期刊: 地球物理学进展
• 学科: 地球科学
• 关键词: 时间-空间域 区域分解 炮并行 二维弹性波方程 全波形反演
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 应用地球物理学(油气及金属矿产地球物理勘探)
• 页码范围: 671-678
• 页数: 8页
• 分类号: P631
• 语种: 中文
• DOI: 10.6038/pg2018BB0304

摘要

本文使用炮并行和区域分解(物理上分割模型,使用基于MPI的分布式存储架构的计算集群,节约单个CPU内核的内存使用量,快速进行正演数值模拟)两种并行算法.该方法的每一步迭代都能确保近似海森矩阵的正定,因此,算法稳健.将时间正向传播的炮波场和反向逆时间传播的残差波场(伴随波场)进行零延迟互相关计算,得到误差泛函的梯度,然后对梯度乘以一个预条件算子,从而加快反演的收敛速度.通过抛物线搜索方法而估计步长,使用L-BFGS算法(限定内存的BFGS算法)求解模型的更新量,进行二维时间空间域弹性波全波形反演.将该反演方法应用到Marmousi2弹性波理论模型,分别反演Marmousi2理论模型的纵波速度、横波速度以及密度等三个参数.我们分别使用截止频率为2 Hz、5 Hz、10 Hz和20 Hz四个阶段的低通巴特沃斯滤波器,采用多尺度的策略,从理论模型数据的低频分量开始反演,将低频分量的反演结果作为高频分量反演时的初始模型,然后依次反演数据的高频分量.理论模型数值试验反演所得到的结果证实:二维时间空间域弹性波全波形反演计算灵活,适用于各种观测系统,能够方便地对地震数据进行加时窗;二维时间空间域弹性波全波形反演所得纵波速度模型的分辨率最高,横波速度模型的分辨率次之,密度模型的分辨率稍微差些.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘和秀		19	105	5.0	10.0
2	赵延林		50	273	10.0	13.0
3	廖建平		14	73	6.0	8.0
4	戴世鑫		10	9	2.0	2.0
5	Andrew Hursthouse		3	0	0.0	0.0