頻率域二維粘彈性介質波動方程全波形反演研究.pdf

1、如何獲得高品質的速度模型，是業(yè)界一直探索和努力的目標。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動學和動力學信息重建地下速度結構，解釋復雜地質背景下構造與巖性細節(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。依據需要，全波形反演即可在時間域也可在頻率域實現(xiàn)，頻率域相對時間域反演具有計算高效、數據選擇靈活等優(yōu)勢。
　　正演是全波形

2、反演的基礎，每一次迭代都需要進行波動方程正演，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，該算法拋棄頻點之間的粗顆粒度并行方式，而采用頻點內稀疏矩陣 LU分解運算的并行和多炮正演并行，提高了計算效率，充分利用內存。另外采用稀疏存儲技術和混

3、合交錯網格九點差分方法，節(jié)約內存，改善精度。并采用PML吸收邊界條件，防止邊界反射。引入復頻率，從而消除折疊效應。
　　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合得到的一種改進算法）進行全波形反演。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得到。設計并行算法，并利用MUMPS算法包進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