【摘 要】
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如何获得高品质的速度模型，是业界一直探索和努力的目标。全波形反演是目前获取高精度速度模型的重要方法之一。全波形反演方法是指利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建
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如何获得高品质的速度模型，是业界一直探索和努力的目标。全波形反演是目前获取高精度速度模型的重要方法之一。全波形反演方法是指利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构，解释复杂地质背景下构造与岩性细节的潜力。全波形反演时能充分利用多种波形信息，而不局限于只利用反射波信息，这与常规偏移成像方法有明显不同。依据需要，全波形反演即可在时间域也可在频率域实现，频率域相对时间域反演具有计算高效、数据选择灵活等优势。 正演是全波形反演的基础，每一次迭代都需要进行波动方程正演，波场正演效率的提升将直接提高全波形反演的效率。求解波动方程时全波形反演中的重要一环，本文采用直接法求解有频率域正演（FDFD）离散化后的大型线性稀疏方程组。为解决大型计算量的问题，本文利用MUMPS研发二维频率域粘弹性声波方程正演分布式并行算法，该算法抛弃频点之间的粗颗粒度并行方式，而采用频点内稀疏矩阵 LU分解运算的并行和多炮正演并行，提高了计算效率，充分利用内存。另外采用稀疏存储技术和混合交错网格九点差分方法，节约内存，改善精度。并采用PML吸收边界条件，防止边界反射。引入复频率，从而消除折叠效应。 本文采用阻尼最小二乘法（又称Levenberg–Marquardt算法，是高斯—牛顿法和梯度法相结合得到的一种改进算法）进行全波形反演。由此可知，扰动速度的梯度场可以用散射波反传播波场与入射波场的相关得到。设计并行算法，并利用MUMPS算法包进行并行计算扰动速度的梯度场和Hessian矩阵主对角线元素。对3D SEG/EAGE OVERTHRUST断面模型进行全波形速度反演，通过有限的频点反演出高精度的速度模型。进行频组间串行反演时分析频组内频率的个数对反演结果的影响表明，增加频组内频率个数可以有效压制地震数据本身包含的随即噪音及模型照明度不均匀等因素引起的反演噪音，提高反演质量。
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