直到满足收威尼斯人真人赌场敛条件

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文章关键词:威尼斯赌场4886vip.com,正则化算子

  当前位置:首页专利查询中国石油大学华东专利正文

  本发明专利技术公开了基于正则化约束的弹性波最小二乘逆时偏移方法。设计新的目标函数;推导新目标函数下的弹性波反偏移算子和反射系数梯度公式;计算反射系数的梯度;采用共轭梯度法或拟牛顿法反演算法对梯度进行处理;采用抛物线拟合法求取迭代步长;更新反射系数模型,直到满足收敛条件。本发明专利技术的有益效果是通过采用新的全变分正则化约束策略来提高成像分辨率及稳定性。

  ,涉及地球物理领域(特别是地震勘探)多分量资料偏移中来提高成像精度和分辨率。

  地震资料处理最基本的目的是偏移成像,成像质量的好坏直接决定了界面位置的精确性、分辨率的高低以及剖面的信噪比。偏移处理可以使倾斜界面归位、绕射波收敛、提高横向分辨率。经过几十年的发展,偏移技术从叠后走到了叠前,从时间域发展到了深度域。按方法原理分类,偏移技术分为:Kirchhoff偏移、F-K偏移、单程波波动方程偏移和逆时偏移(reversetimemigration,RTM)。与其他方法相比,逆时偏移作为一种叠前、深度域、双程波波动方程偏移方法,假设条件最少、精度最高、适应任意复杂介质、无倾角限制,成为复杂地质构造条件下最为常用的成像方法。但常规逆时偏移利用波场正向传播算子的伴随算子来代替它的逆,仍然是不精确的。另外,受采集孔径、地下照明、数据本身(带限性、不规则、含噪)等因素影响,逆时偏移的成像剖面中存在采集脚印、分辨率低、振幅失衡等问题。为进一步提高成像精度,出现了最小二乘逆时偏移。该方法通过极小化模拟反射波与观测反射波的误差来求取最佳反射系数。由于反射系数与地震记录间建立了明确的物理关系(反偏移算子),最小二乘逆时偏移方法具有更好的保幅能力。反演思想的引入也使得最小二乘逆时偏移具有更高的分辨率、以及更少的偏移噪声。最小二乘逆时偏移不断发展,已被应用于声波和粘滞声波介质成像中。但适用于复杂介质(弹性、粘弹性、威尼斯人真人赌场各向异性等)的最小二乘逆时偏移方法相对较少。与声波方法相比,弹性波最小二乘逆时偏移可以获得精确的纵波反射系数和横波反射系数,能够更好地识别岩性和流体、预测地质灾害等,具有广阔的应用前景。与此同时,弹性波最小二乘逆时偏移中涉及纵波、横波、转换波等多种波模式,以及拉梅系数、速度、密度、阻抗等多种模型参数,波场及参数之间的串扰现象严重。因此,现有的弹性波最小二乘逆时偏移方法往往很难得到满意的结果。偏移剖面的分辨率低、保棱性差、串扰噪声严重。另外,作为一种多参数反演,弹性波最小二乘逆时偏移的稳定性也有待提高。

  本专利技术的目的在于提供基于正则化约束的弹性波最小二乘逆时偏移方法。本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行:(1)设计新的目标函数;新目标函数中包括两项:模拟反射波和观测反射波之差及正则化项,二者的贡献通过正则化系数调节;(2)推导新目标函数下的弹性波反偏移算子和反射系数梯度公式;基于伴随方法推导弹性波伴随方程/反偏移算子及目标函数对反射系数的梯度公式;(3)计算反射系数的梯度;具体包括:震源波场正向传播;反射波残差反向传播;正向和反向波场相关得到常规梯度;再加上正则化项对反射系数的梯度;(4)采用共轭梯度法或拟牛顿法反演算法对梯度进行处理;(5)采用抛物线拟合法求取迭代步长;(6)更新反射系数模型,直到满足收敛条件。进一步,步骤(1)中采用TV正则化来约束弹性波最小二乘逆时偏移过程,目标函数为:其中:T为最大时间,H为计算区域,d1、d2和d3为正则化系数,β1、β2和β3为稳定性因子,Δvx和Δvz为模拟反射波水平分量和垂直分量,和为观测反射波水平分量和垂直分量,其中,λ和μ为拉梅常数,ρ为密度,方程(2)表示模型参数的相对变化、无量纲,可以用来衡量反射系数的大小,弹性波最小二乘逆时偏移就是求取最优Rρ、Rλ和Rμ的过程,新目标函数中包括两部分:模拟反射波和观测反射波之差及正则化项,二者的贡献通过正则化系数d1、d2和d3调节。进一步,步骤(2)中推导新目标函数下的弹性波反偏移算子和反射系数梯度公式方法如下:弹性波速度-应力方程为:其中,(vx,vz)为质点振动速度矢量,(τxx,τzz,τxz)为应力矢量;弹性介质中,对于背景模型参数[λ,μ,ρ],背景波场[vx,vz,τxx,τzz,τxz]通过求解方程得到,当存在模型扰动[Δλ,Δμ,Δρ]时,波场改变量为[Δvx,Δvz,Δτxx,Δτzz,Δτxz],且满足:化简并忽略高阶微小量得:对给定的参数扰动[Δλ,Δμ,Δρ],求解方程得到反射波[Δvx,Δvz,Δτxx,Δτzz,Δτxz],即为弹性介质中的反偏移过程,在最小二乘逆时偏移中,背景参数[λ,μ,ρ]不变,背景波场也不变,反射波的强弱由参数扰动项直接决定;将Rρ、Rλ和Rμ代入方程得:只考虑目标函数中模拟反射波和观测反射波之差项:其中,模拟的反射波场[Δvx,Δvz,Δτxx,Δτzz,Δτxz],采用拉格朗日乘子法求解该约束优化问题,目标泛函变为:其中,为拉格朗日乘子函数,分部积分得:其中,令得到相应的伴随方程,形式如下:目标函数关于参数扰动的梯度公式为:TV正则化情况下,反射系数梯度公式变为:进一步,步骤(3)中a.求解方程(3)和方程(6)得到反射波场[Δvx,Δvz,Δτxx,Δτzz,Δτxz]T,初始条件为:[vx(x,z,0),vz(x,z,0),τxx(x,z,0),τzz(x,z,0),τxz(x,z,0)]T=0,[Δvx(x,z,0),Δvz(x,z,0),Δτxx(x,z,0),Δτzz(x,z,0),Δτxz(x,z,0)]T=0(15)b.求解伴随方程(12)得到反向延拓波场终值条件为:c.通过方程(14)计算目标函数关于反射系数的梯度。进一步,步骤(4)中处理方法如下:采用L-BFGS法:其中,Hk为海森矩阵逆的近似矩阵,直接计算Hk需要较大的计算量,这里通过几组列向量来近似Hk。进一步,步骤(5)中求取迭代步长方法如下:采用抛物线拟合求取迭代步长其中,α1和α2为试探步长,J1和J2为相应的目标函数值,J0为当前迭代的目标函数值,计算J1和J2需要额外的四次正演运算;则当前迭代的最佳步长为:进一步,步骤(6)中通过下式更新反射系数:其中,mk和mk+1分别为当前迭代和下一次迭代的模型参数:本专利技术的有益效果是通过采用新的全变分(TV)正则化约束策略来提高成像分辨率及稳定性。专利技术的目的是为了改善多分量地震资料的成像精度,为后续的解释和反演工作提供可靠的偏移剖面。附图说明图1基于正则化约束的弹性波最小二乘逆时偏移的流程图;图2凹槽模型;图3凹槽模型不同偏移方法的成像结果;图4Marmousi模型;图5Marmousi模型不同偏移方法的成像结果。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。如图1所示,为本专利技术实施基于正则化约束的弹性波最小二乘逆时偏移的流程图,具体包括:(1)设计新的目标函数。新目标函数中包括两项:模拟反射波和观测反射波之差及正则化项,二者的贡献通过正则化系数调节。(2)推导新目标函数下的弹性波反偏移算子和反射系数梯度公式。基于伴随方法(Adjointmethod)推导弹性波伴随方程/反偏移算子及目标函数对反射系数的梯度公式。(3)计算反射系数的梯度。具体包括:震源波场正向传播;反射波残差反向传播;正向和反向波场相关得到常规梯度;再加上正则化项对反射系数的梯度。(4)采用合适的反演算法对梯度进行处理。采用共轭梯度法或拟牛顿法(如L_BFGS)来对梯度进行预条件处理。(5)求取迭代步长。采用抛物线拟合法求取迭代步长。(6)更新反射系数模型,直到

  1.基于正则化约束的弹性波最小二乘逆时偏移方法,其特征在于按照以下步骤进行:(1)设计新的目标函数;新目标函数中包括两项:模拟反射波和观测反射波之差及正则化项,二者的贡献通过正则化系数调节;(2)推导新目标函数下的弹性波反偏移算子和反射系数梯度公式;基于伴随方法推导弹性波伴随方程/反偏移算子及目标函数对反射系数的梯度公式;(3)计算反射系数的梯度;具体包括:震源波场正向传播;反射波残差反向传播;正向和反向波场相关得到常规梯度;再加上正则化项对反射系数的梯度;(4)采用共轭梯度法或拟牛顿法反演算法对梯度进行处理;(5)采用抛物线拟合法求取迭代步长;(6)更新反射系数模型,直到满足收敛条件。

  1.基于正则化约束的弹性波最小二乘逆时偏移方法,其特征在于按照以下步骤进行:(1)设计新的目标函数;新目标函数中包括两项:模拟反射波和观测反射波之差及正则化项,威尼斯人真人赌场二者的贡献通过正则化系数调节;(2)推导新目标函数下的弹性波反偏移算子和反射系数梯度公式;基于伴随方法推导弹性波伴随方程/反偏移算子及目标函数对反射系数的梯度公式;(3)计算反射系数的梯度;具体包括:震源波场正向传播;反射波残差反向传播;正向和反向波场相关得到常规梯度;再加上正则化项对反射系数的梯度;(4)采用共轭梯度法或拟牛顿法反演算法对梯度进行处理;(5)采用抛物线拟合法求取迭代步长;(6)更新反射系数模型,直到满足收敛条件。2.按照权利要求1所述基于正则化约束的弹性波最小二乘逆时偏移方法,其特征在于:所述步骤(1)中采用TV正则化来约束弹性波最小二乘逆时偏移过程,目标函数为:其中:T为最大时间,H为计算区域,d1、d2和d3为正则化系数,β1、β2和β3为稳定性因子,Δvx和Δvz为模拟反射波水平分量和垂直分量,Δvxobs和Δvzobs为观测反射波水平分量和垂直分量,其中,λ和μ为拉梅常数,ρ为密度,方程(2)表示模型参数的相对变化、无量纲,可以用来衡量反射系数的大小,弹性波最小二乘逆时偏移就是求取最优Rρ、Rλ和Rμ的过程,新目标函数中包括两部分:模拟反射波和观测反射波之差及正则化项,二者的贡献通过正则化系数d1、d2和d3调节。3.按照权利要求1所述基于正则化约束的弹性波最小二乘逆时偏移方法,其特征在于:所述步骤(2)中推导新目标函数下的弹性波反偏移算子和反射系数梯度公式方法如下:弹性波速度-应力方程为:其中,(vx,vz)为质点振动速度矢量,威尼斯人真人赌场(τxx,τzz,τxz)为应力矢量;弹性介质中,对于背景模型参数[λ,μ,ρ],背景波场[vx,vz,τxx,τzz,τxz]通过求解方程得到,当存在模型扰动[Δλ,Δμ,Δρ]时,波场改变量为[Δvx,Δvz,Δτxx,Δτzz,Δτ...

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