基于压缩感知的金属矿地震最小二乘逆时偏移方法研究
批准号:
42074151
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
巩向博
依托单位:
学科分类:
矿产地球物理学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
巩向博
中文摘要
地震勘探方法在深部金属矿资源勘探中发展潜力巨大,同时也面临挑战。由于金属矿地质体的非成层性、非均匀性、尺度小、陡倾构造的特征,常规地震偏移方法对复杂小尺度矿体的成像分辨率提高有限。本项目基于压缩感知理论,改进传统最小二乘逆时偏移方法,联合随机震源编码和稀疏促进反演,减小地震数据维数,同时保持有效信息,极大减少正演和反偏移计算中求解波动方程的次数;并将小尺度、陡倾角、非均匀地质体模型作为先验信息正则化约束成像结果,提高金属矿地质体的成像效果;研究在模型空间和数据空间分别稀疏化的条件下,模型和数据的正演和反偏移对应关系,缩小稀疏化模型空间的未知参量;研究随机震源编码技术,压制小尺度散射体引起的强散射能量,降低串扰噪声引起的成像误差。此外,项目研究的成像方法将应用于实际金属矿地震资料中,包括甘肃金昌镍铜矿区二维地震数据、安徽庐枞金属矿集区二维地震数据以及新疆阿舍勒铜锌矿的三维地震勘探区域等。
英文摘要
Seismic exploration methods have great potential for development in deep metal ore resources exploration, but also face challenges. Due to the characteristics of non-stratification, non-uniformity, small scale and steep dip structure of metal ore geological bodies, conventional seismic migration methods have limited improvement in the imaging resolution of complex small-scale ore bodies. This project is based on the theory of compressed sensing, improving the traditional least-squares inverse time migration method, combining random source coding and sparsity-promoting inversion, reducing the dimension of seismic data, while maintaining effective information, and greatly reducing forward calculation and inverse migration calculations, the number of times to solve the wave equation. We use small-scale, steep dip, non-uniform geological body models as a priori information to regularize constrained imaging results to improve the imaging effect of metal ore geological bodies. We study the sparseness in model space and data space, and under those conditions, the correspondence between the model and data forward and reverse migration reduces the unknown parameters of the sparse model space. We study the random source coding technology to suppress the strong scattering energy caused by small-scale scatters and reduce the imaging error caused by crosstalk noise. In addition, the imaging methods studied in the project will be applied to the field seismic data of metal mines, including 2D seismic data from the Jinchang nickel-copper deposit in Gansu, 2D seismic data from the Luzong mineral deposit in Anhui, and 3D seismic data from the Ashele copper-zinc deposit in Xinjiang.
深部复杂金属矿地质体探测是国内外研究难点,通过本项目的研究,实现了地下深部构造的稀疏促进最小二乘偏移方法,基于压缩感知理论,将金属矿地质体稀疏特征作为正则化条件,加入到了约束的最小二乘偏移过程中,并采用了混合采集方法,保持了成像的高分辨率,同时有着较高的计算效率,具体取得的成果如下:基于多尺度多方向Shearlet变换改进了稀疏促进最小二乘逆时偏移,将金属矿地质体稀疏特征作为正则化条件,有效的提高了最小二乘偏移的收敛速度;提出非下采样Shearlet变换,对复杂低信噪比地震数据进行处理,有效提高了数据的信噪比;将混炮技术引入到最小二乘偏移过程中,通过压缩感知理论方法,提高计算效率的同时,也压制了炮道之间的强串扰噪声。通过模型算例与实际地震数据测试,这些方法技术可以有效提高深部复杂金属矿地震数据成像质量。依托该面上课题,项目组已公开发表学术论文21篇,其中SCI检索12篇,授权国家发明专利3项,培养研究生11人(其中7人毕业)。总体而言,项目按照申报书中研究进度完成了项目所有研究内容,取得的科研成果达到了申报书中的预期目标。
基于先验信息驱动的金属矿地震优化采集与散射波场高维重建研究
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批准号:41674119
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2016
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负责人:巩向博
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依托单位:
三维高分辨率各向异性Radon变换及其应用研究
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批准号:41204078
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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:2012
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负责人:巩向博
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依托单位:
国内基金
海外基金