基于全波形反演的微震事件定位和速度建模

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:samantha401
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全波形反演(Full-Waveform Inversion-FWI)技术通过利用地震波的波形信息重建地下参数,包括纵、横波速度,密度及各向异性参数。最近的综合研究表明,该技术有可能为微地震数据提供高分辨率的速度模型和事件位置。然而,由于震源参数(位置和矩张量)未知,针对微地震数据的FWI也面临着额外的挑战。全波形反演是最小化预测数据和记录数据之间的范数距离。预测数据是正演问题的解。该算法的正演实现使用了伪保守形式的一阶速度—应力弹性波方程,使得正演算子是自伴随的。对于微地震模拟,本文使用矩张量源进行模拟。正演波场和伴随波场的计算是基于波动方程,利用高阶交错网格有限差分(finite-difference-FD)算法处理弹性垂直横向各向同性(Vertical Transverse Isotropic-VTI)模型。本文还实现了一个完全匹配层吸收边界条件,以防止模型边界的反射干扰模拟波场。本文利用非线性共轭梯度法(Nonlinear Conjugate Gradient-NCG)实现最小化FWI的目标函数。还详细介绍了在各向异性介质中记录的微地震数据建模的伴随态方法的基本原理。本文研究了一种各向异性介质的弹性波FWI算法,利用伴随状态方法得到目标函数相对于源参数和介质参数的梯度。数值实验表明,该方法能够有效的估计微地震数据中的二维速度场和震源参数(位置、震源时间和矩张量)。
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