頻率域二維粘彈性介質(zhì)波動方程全波形反演研究.pdf

1、如何獲得高品質(zhì)的速度模型，是業(yè)界一直探索和努力的目標(biāo)。全波形反演是目前獲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疊前地震波場的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)信息重建地下速度結(jié)構(gòu)，解釋復(fù)雜地質(zhì)背景下構(gòu)造與巖性細(xì)節(jié)的潛力。全波形反演時能充分利用多種波形信息，而不局限于只利用反射波信息，這與常規(guī)偏移成像方法有明顯不同。依據(jù)需要，全波形反演即可在時間域也可在頻率域?qū)崿F(xiàn)，頻率域相對時間域反演具有計算高效、數(shù)據(jù)選擇靈活等優(yōu)勢。
　　正演是全波形

2、反演的基礎(chǔ)，每一次迭代都需要進(jìn)行波動方程正演，波場正演效率的提升將直接提高全波形反演的效率。求解波動方程時全波形反演中的重要一環(huán)，本文采用直接法求解有頻率域正演（FDFD）離散化后的大型線性稀疏方程組。為解決大型計算量的問題，本文利用MUMPS研發(fā)二維頻率域粘彈性聲波方程正演分布式并行算法，該算法拋棄頻點(diǎn)之間的粗顆粒度并行方式，而采用頻點(diǎn)內(nèi)稀疏矩陣 LU分解運(yùn)算的并行和多炮正演并行，提高了計算效率，充分利用內(nèi)存。另外采用稀疏存儲技術(shù)和混

3、合交錯網(wǎng)格九點(diǎn)差分方法，節(jié)約內(nèi)存，改善精度。并采用PML吸收邊界條件，防止邊界反射。引入復(fù)頻率，從而消除折疊效應(yīng)。
　　本文采用阻尼最小二乘法（又稱Levenberg–Marquardt算法，是高斯—牛頓法和梯度法相結(jié)合得到的一種改進(jìn)算法）進(jìn)行全波形反演。由此可知，擾動速度的梯度場可以用散射波反傳播波場與入射波場的相關(guān)得到。設(shè)計并行算法，并利用MUMPS算法包進(jìn)行并行計算擾動速度的梯度場和Hessian矩陣主對角線元素。對3D S