弹性全波形反演与逆时偏移成像
批准号:
41930429
项目类别:
重点项目
资助金额:
299.0 万元
负责人:
杜启振
依托单位:
学科分类:
矿产地球物理学
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
杜启振
中文摘要
为了促进发展了几十年的弹性波成像技术实用化,准确应对速度建模精度低、地震成像分辨率低、巨量计算效率低、海量数据存储量大等“三低一大”难题,本项目拟开展弹性波成像领域的关键科学问题研究。围绕弹性全波形反演强非线性、纵横波梯度串扰、收敛性慢等关键难题,通过构建解耦纵横波梯度敏感算子、将声波测井速度进行映射得到的地震频段速度进行正则化约束及高效快速收敛技术,研发岩石物理驱动的融合声波测井信息的弹性全波形反演理论和方法;以解耦延拓理论为基础,研发以高精度弹性波场构建、能量无泄漏弹性矢量波场分离、高效非规则计算网格、无存储震源波场重构等为特色技术的弹性逆时偏移成像方法。本项目力图建立实用化弹性速度建模与偏移成像理论和方法,研发具有自主知识产权的GeoEast云平台软件模块,进一步提高油气资源地震探测的精度和效率。
英文摘要
In order to promote the practical application of elastic wave imaging technology, which has been developed for decades, and accurately deal with the "three low and one big" problems, such as low accuracy of velocity modeling, low resolution of seismic imaging, low efficiency of massive computation, and large storage of massive data, this project plans to carry out research on key scientific issues in the field of elastic wave imaging. In this case, the Elastic Full Waveform Inversion and Reverse-Time Migration is a revolutionary technology which meets the needs of the industry. In this project, we intend to conduct research on key scientific issues of Elastic Full Waveform Inversion and Reverse-Time Migration. To overcome the strong nonlinear problem, P- and S- wave gradient crosstalk and slow convergence of the Elastic Full Waveform Inversion, the decoupled P- and S- wave gradient, regularization constraint of the sonic logging information obtained by the velocity dispersion relationship and efficient convergence techniques will be developed. On the basis, the petrophysically-driven elastic full waveform inversion theory and method integrating sonic logging information will be built. Based on the decoupled elastic wave equation theory, the elastic reverse time migration with its own characteristics are studied, which are included the high-precision elastic wavefield construction, P- and S- wavefield separation without energy loss, efficient nonirregular computing grid, and nonstorage wavefield reconstruction. This project seeks to establish practical elastic velocity modeling and imaging theory and method, research and develop GeoEast cloud platform software module with independent intellectual property right, and further improve the accuracy and efficiency of seismic detection of oil and gas resources.
为了促进发展了四十余年的弹性波成像技术实用化,准确应对速度建模精度低、地震成像分辨率低、巨量计算效率低、海量数据存储量大等难题,本项目开展了弹性全波形反演与逆时偏移成像的关键科学问题研究。 .在岩石物理驱动测井约束快速弹性全波形反演方面,本项目利用超声、低频岩石物理实验测量数据建立了纵横波速度频散映射关系,将声波测井速度映射为地震频段速度;基于贝叶斯理论框架自适应确定了正则化约束权重因子,实现了地震频段声波测井资料正则化约束方法,部分解决了周波跳跃难题;基于测井约束弹性波全波形反演初始模型建模方法有效建立低、中波数信息较为丰富的纵横波速度模型,有效避免了局部极值问题;基于震源编码的时频域弹性波全波形反演方法可避免海量波场存储需求,在保证与逐炮反演精度相当的前提下,显著地提高反演效率;通过解耦弹性波波动方程进行波场延拓,利用解耦后的纵横波波场进行梯度求取,使用Levenberg Marquardt迭代更新,利用在时间域波场延拓、频率域反演的时频混合域方法,建立了基于解耦延拓的时频混合域弹性全波形反演方法及策略。 .在能量无泄漏波场解耦高效弹性逆时偏移成像方面,本项目通过分析应力应变关系,剖析出解耦横波应力中出现纵波成分串扰的原因,将解耦出的横波应力场中的纵波串扰部分归位到纵波应力场中,实现了纵、横波伪应力能量无泄漏解耦分解;基于解耦延拓方程的弹性波场分离方法实现弹性波场(质点振动速度场、应力场)的矢量分解,并得到物理意义明确的矢量纯波(P、S)波场;开展了垂变网格剖分、坐标变换及插值方式的研究,实现了高效率波场延拓,计算效率提高约25%以上;上边界采用吸收边界条件、其余边界采用随机边界条件的组合边界设置方法,发展了“正推-反推-反推(FRR)低存储+CPU/GPU协同并行”的弹性逆时偏移高效计算方案,构建了基于可逆吸收衰减随机边界的弹性逆时偏移算法,成像结果总计算用时减少约33%。.在软件模块编程方面,本项目基于Python编程语言与PyQt5系统框架编制了弹性全波形反演与逆时偏移软件模块,该软件包含多种二维和三维弹性波全波形反演与逆时偏移成像解决方案及其配套正演模拟功能。 .本项目建立了实用化弹性速度建模与偏移成像理论和方法,研发了具有自主知识产权的GeoEast软件模块,为进一步提高油气资源地震探测的精度和效率提供了利器。
基于解耦方程的横向各向同性介质弹性波场解耦与弹性逆时偏移
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批准号:42374159
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2023
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负责人:杜启振
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依托单位:
基于众核架构的地震波场延拓方法
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批准号:41774139
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项目类别:面上项目
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资助金额:69.0万元
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批准年份:2017
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负责人:杜启振
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依托单位:
低秩有限差分法弹性逆时偏移
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批准号:41574125
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2015
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负责人:杜启振
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依托单位:
地震多分量联合弹性逆时偏移
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批准号:41174100
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2011
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负责人:杜启振
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依托单位:
裂缝等效介质数值岩石物理学研究
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批准号:41074087
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项目类别:面上项目
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资助金额:45.0万元
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批准年份:2010
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负责人:杜启振
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依托单位:
三维方位各向异性粘弹性孔隙介质波场模拟与参数反演
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批准号:40304008
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2003
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负责人:杜启振
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依托单位:
国内基金
海外基金