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地球物理反演基础-1

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地球物理 反演 基础
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地球物理反演基础 中国石油大学(北京) 陈小宏 第一章 绪 论 反演例子 1, 医生听诊 反演例子 2,韦达定理 反演例子 3,医学 . 地球物理反演的研究对象 第一章 绪 论 1917年 70年代层析理论在诊断医学得到了成功的应用。 第一章 绪 论 地球物理反演 以不同方式 , 在地面 、 海上 、 空中 、 井筒 , 采集不同地球物理数据 , 对含噪音不完备数据处理 , 分析解释数据 ,对地下数千米地质体位置 、 形态 、 性质 、 所含流体类型进行预测 。 地球物理勘探 储 层 地震勘探方法 地震反射信息 从原始地震记录,对地震数据进行处理。 地震勘探方法 地震勘探方法 地震勘探的核心问题  地震波在地下传播过程的描述  地面地震信号对地下地质体的描述  地震数据的处理 地震正演问题 地震反演问题 地震正演的定义  地震正演模拟是对特定的地质、地球物理问题作适当的简化,形成一个简化的数学模型或物理模型,采用数值计算的方法或物理模拟方法获取地震响应的过程,是理解地震波在地下介质中的传播特点,帮助解释观测数据的有效手段。 声波方程 2 2 22 2 2 21 ( , , ) ( ) ( ) ( )( , ) u u x z t g t x x z zx z v x z t         2 2 22 2 2 21 ( , , ) ( ) ( ) ( )( , ) u u x z t g t x x z zx z v x z t         011 0x x Xu u u ux v t x v t                  u x z u x , , ) ( , , )0 0 0  这样就构成了一个波动方程定解问题,即若已知v(x,z),g(t),(xs,解得 u(x,z,t;xs, 0010v t地震正演问题 地震反演问题 地震反演问题 反演问题的建立 地震波动方程反演问题: 021022222  2222   2222   22 2 2 21 ( ) ( , )( , )u u u s t x zx z v x z t       000 tt )0,,( 反演速度模型 模拟反演模型 上图的合成地震资料 二维反演结果 模拟反演模型 储层声波特征反演效果 特征反演 声波反演 地震剖面 实际油藏剖面 第 35列原始油藏剖面 早晚期油藏模型对比研究 地球物理反演的例子 一般研究 地球模型 地球泛函 数据 重磁电领域 局部密度 牛顿定律 场的强度 电流强度等 地震学 弹性波方程 旅行时,信号谱 透射成像 ( X-,波等) 沿射线的不透明参数 源函数+传播和吸收定律 大量射线的射出强度 地球物理反演的例子 C m E 重磁电领域 局部密度 牛顿定律 场的强度 电流强度等 地震学 弹性波方程 旅行时,信号谱 透射成像 ( X-,波等) 沿射线的不透明参数 源函数+传播和吸收定律 大量射线的射出强度 数学上,可抽象为: ))((: 2. 反演研究的内容 ( 1)理论上,模型的建立 ( 2)反演的求解方法 ( 3)数值计算的角度,不适定性 3. 反演方法 地震波动方程反演问题: 021022222  2222   2222   22 2 2 21 ( ) ( , )( , )u u u s t x zx z v x z t       000 tt )0,,( 由 v(x,z) 3. 反演方法 )()),,(()( ( 1)直接与间接反演方法 由 x,z)的算子方程 直接方法 间接方法 ))((),( 1 )()),,(( 3. 反演方法 ( 2)局部与全局收敛方法 )()),,(()( 间接方法 全局收敛方法: 遗传算法, 模拟退火算法。 局部收敛方法:梯度类、最速下降算法。 3. 反演方法 ( 3)线性与非线性方法 4. 实际反演问题的困难 ( 1)实际资料的噪声与高频衰减 ( 2)子波未知 ( 3)近似模型 ( 4)反演多解 ( 5)反演过程的不适定 地震攻关场面 塔西南甫沙地区地表黄土层 塔西南甫沙地区表层结构示意图 覆盖有巨厚的黄土层,地震资料普遍较差 原始地震记录 始地震记录 减补偿 衰减因子随频率变化规律 相速度随频率变化 初始子波 衰减后的子波 衰减分析 主频: 46 主频: 35 主频: 26 衰减地震记录 时频能量 衰减补偿 衰减模拟 衰减补偿 Q:400 200 100 50 25 Q:400 200 100 50 25 4. 实际反演问题的困难 ( 1)实际资料的噪声与高频衰减 ( 2)子波未知 ( 3)近似模型 ( 4)反演多解 ( 5)反演过程的不适定 5. 反演的发展 不适定性问题求解: 1923年 J. “ on . 反演的发展 1933- 1940, 1955,不适定问题重新认识 1962, 1963, 1963, 1970,反演问题研究 5. 反演的发展 1996 2005 2010’ 2013 013 013 013 考书 1. 牟永光,陈小宏等,地震数据处理方法,石油工业出版社 2. 李世雄,刘家琦,小波与反演理论,地质出版社 3. . . . . 点要求: 数学基础较高 课堂要求 课下作业 闭卷考试 目标: 了解地球物理反演 基本概念 ; 掌握地球物理反演基础理论方法; 为 科学研究打下基础 。 不足: 实际应用 谢 谢 !
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