冯波
- 作品数：27 被引量：175H指数：9
- 供职机构：同济大学海洋与地球科学学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球航空宇航科学技术理学自动化与计算机技术更多>>
- 数据域特征波反射走时反演被引量：2
- 2019年
- 地震波的运动学信息(走时、斜率等)通常用于宏观速度建模.针对走时反演方法,一个基本问题是走时拾取或反射时差的估计.对于成像域反演方法,可以通过成像道集的剩余深度差近似计算反射波时差.在数据域中,反射地震观测数据是有限频带信号,如果不能准确地确定子波的起跳时间,难以精确地确定反射波的到达时间.另一方面,如果缺乏关于模型的先验信息,则很难精确测量自地下同一个反射界面的观测数据同相轴和模拟数据同相轴之间的时差.针对走时定义及时差测量问题,首先从叠前地震数据的稀疏表达出发,利用特征波场分解方法,提取反射子波并估计局部平面波的入射和出射射线参数.进一步,为了实现自动和稳定的走时拾取,用震相的包络极值对应的时间定义反射波的到达时,实现了立体数据中间的自动生成.理论上讲,利用包络极值定义的走时大于真实的反射波走时,除非观测信号具有无限带宽(即delta脉冲).然而,走时反演的目的是估计中-大尺度的背景速度结构,因此走时误差导致的速度误差仍然在可以接受的误差范围内.利用局部化传播算子及特征波聚焦成像条件将特征波数据直接投影到地下虚拟反射点,提出了一种新的反射时差估计方法.既避免了周期跳跃现象以及串层等可能性,又消除了振幅因素对时差测量的影响.最后,在上述工作基础之上,提出了一种基于特征波场分解的新型全自动反射走时反演方法(CWRTI).通过对泛函梯度的线性化近似,并用全变差正则化方法提取梯度的低波数部分,实现了背景速度迭代反演.在理论上,无需长偏移距观测数据或低频信息、对初始模型依赖性低且计算效率高,可以为后续的全波形反演提供可靠的初始速度模型.理论和实际资料的测试结果证明了本文方法的有效性.
- 冯波王华忠冯伟
- 关键词：走时反演
- 各种速度分析与反演方法的对比研究被引量：12
- 2012年
- 速度估计与建模是勘探地震学的核心技术。速度估计问题是一个标准的反演问题。原则上,反演问题应该在贝叶斯框架下进行,但是石油工业界根据生产实际形成了一套速度分析与建模的技术系列。针对目前速度估计与速度建模技术研究及应用现状,试图把各种速度估计方法都纳入贝叶斯估计框架下进行审视。该框架的基本逻辑是建立2种目标泛函:成像空间中的相关最佳泛函(或聚焦最佳泛函)和数据空间中的逼近误差的方差最小泛函。在此目标泛函的基础上,利用梯度导引类的优化算法或Monte Carlo类的全局寻优算法,甚至扫描(枚举)算法实现各种尺度下的速度估计及模型建立。在上述理论框架下,系统地分析目前典型方法技术的共同特征,可以指出新的速度估计方法的发展方向。
- 王华忠冯波李辉王雄文胡江涛
- 波动方程初至波走时反演
- 的有限频走时敏感度核函数主要基于一阶Born近似,其适用条件较为苛刻.本文提出了基于一阶Rytov近似的波动方程走时层析反演方法,并将其应用于初至波走时反演.首先,导出了一阶Rytov近似下波动方程走时层析正问题的表达,...
- 冯波王华忠李辉
- 关键词：地震数据走时层析
- 基于CPU/GPU异构平台的全波形反演及其实用化分析被引量：12
- 2014年
- 全波形反演(Full Waveform Inversion,FWI)在理论上是当前精度最高的速度估计方法。通过分析FWI的计算特点,使用图形处理器(Graphic Processing Unit,简称GPU)进行算法加速,形成了基于CPU/GPU异构平台的时空域声波方程全波形反演算法实现流程。理论模型测试结果表明,该算法不仅对速度模型具有高精度刻画能力,而且计算效率比基于CPU集群的FWI算法大幅提升。对胜利探区某陆上区块实际地震资料进行全波形速度反演试处理,取得了初步的应用效果。在此基础上,讨论了FWI对实际地震资料质量的要求,就FWI在陆上地震资料的生产性应用提出了相应的策略。
- 张猛王华忠任浩然冯波隋志强王延光
- 关键词：CPU
- 三维偏移距平面波有限差分叠前时间偏移被引量：10
- 2011年
- 本文提出了中点半偏移距域内的三维偏移距平面波(offset plane-wave)方程,并给出了其有限差分解法.偏移距平面波可通过对CMP道集进行平面波分解(倾斜叠加或线性Radon变换)生成,然而这样做会产生严重的噪音干扰.本文提出了局部倾斜叠加方法(1ocal slant stacking)来消除离散线性Radon变换引入的噪音.针对实际三维数据的不规则性(中点-偏移距域内方位角展布不均匀及偏移距采样不规则),本义还提出了与方位角无关的三维倾斜叠加方法(azimuth-independent 3D slant-stacking),解决了三维平面波分解中存在的问题.使用文中提出的平面波分解方法,可以得到高信噪比的偏移距平面波数据体.同时,三维偏移距平面波偏移可以输出偏移距射线参数域共成像点道集,基于此道集的剩余速度分析方法可以用来更新偏移速度场.偏移距平面波偏移具有很高的计算效率,相较Kirchhoff积分叠前时间偏移有较好的保幅特性,可作为水平地表三维叠前时间偏移的一个很好的解决方案.
- 冯波王华忠
- 关键词：三维叠前时间偏移
- VTI介质特征波场合成及成像方法研究
- 带是我国陆上石油勘探的潜力区域，但该地区地震资料处理面临挑战。近年来由于计算机技术的发展，基于双向波方程的逆时偏移((RTM)技术在工业界被广泛使用，该方法是复杂构造成像的有效手段，但其对速度模型要求较高。本文提出特征波...
- 刘少勇王华忠冯波
- 关键词：石油勘探地震资料处理横向各向同性介质角度道集
- 复杂地表探区地震勘探的认识及地震数据成像处理的观点被引量：3
- 2023年
- 油气地震勘探已经进入了复杂地表、复杂构造、复杂储层和深层目标勘探的阶段,“两宽一高”地震数据采集也已经成为业界的共识。我国西部各油气盆地的山前带/前山带探区已经成为我国油气资源的战略接替区域,并取得了不错的勘探效果。但是,这并不说明我们已经完全解决了“双复杂”探区地震勘探的核心技术问题。首先,界定山前带地震数据成像处理的根本问题在于基于剧变道间时差和低信噪比数据如何建立满足偏移成像要求的速度模型,从勘探地震介质系统的线性性及地震波成像本质是实现地下同一反射点处不同偏移距反射子波的同相位叠加的角度、从道间时差破坏局部线性同相轴线性相位特征的角度、从时间域成像处理与深度域成像处理的分界点在于基于风化层底面之上的速度模型进行静校正后CMP道集中同相轴是否满足双曲时距关系的假设的角度、从当前线性化的层析速度反演仅能估计背景光滑速度的角度、从线性化的偏移成像仅仅依赖于背景光滑速度模型的角度,全面分析了解决山前带地震数据成像处理问题的根本逻辑和方法技术流程,指出以道间时差消除为中心的数据预处理+小平滑基准面+全深度域地震波成像是解决山前带地震数据成像处理问题的正确技术路线。
- 王华忠许荣伟冯波吴建鲁
- 关键词：山地地震勘探复杂地表低信噪比叠前偏移成像
- 特征波反演成像理论框架被引量：15
- 2017年
- 地震波反演成像的核心问题是将解一个非线性(较)强的反问题转化为提一个更凸的反问题并进行求解。存在强非线性性的主要原因是实测数据与要反演的模型参数之间的关系远非线性,其次是由于包含模型参数的控制方程不能很好地预测实际数据。因此,提出了特征波反演(characteristic wave inversion,CWI)成像的理论框架,基本思想是:不追求对实测波场全部波现象的模拟,而是模拟其中的部分特征波场;不一定追求波形逼近,但要尽可能利用到达时(相位)的逼近。相对于全波形反演(full waveform inversion,FWI),特征波反演由四个基本步骤组成:1特征波场(characteristic wave field,CWF)的提取;2波动理论的透射波层析成像;3波动理论的一次反射波层析成像;4最小二乘叠前深度偏移成像。特征波场提取是其中重要的环节,包含三重含义:1波现象的分解(譬如,矢量波分解成标量波以及一次波和多次波分解);2时空局部的、单震相的、带方向的带限波场的分解;3同相轴上地震子波的分解(譬如,提取子波的达到时、相位等)。特征波场提取基于压缩感知的框架进行,其它三个线性化的参数反演环节,首先考虑的是针对地下介质参数层状分布时的反射波反演成像,然后再考虑针对散射和绕射波的反演成像。数据域特征波反演在估计低波数速度信息时仅依赖同相轴上子波的到达时或/和相位信息,需尽量排除振幅对到达时和相位估计的影响。像域中的背景速度反演仅适宜基于到达时的反演,基于像的幅值的反演在理论上是不合理的。高波数参数估计时,首先进行方位角度反射系数的估计,在此基础上进行散射强度的估计。CWI技术系列是推进经典FWI走向实用化的正确途径,初步数值试验结果证明了上述判断。
- 王华忠冯波王雄文胡江涛刘少勇李辉周阳
- 关键词：反演成像
- 叠前地震数据特征波场分解、偏移成像与层析反演被引量：17
- 2015年
- 本文提出了一套叠前地震数据稀疏表达(特征波场合成)、深度偏移成像和层析成像的处理流程.不同于传统的变换域中的数据稀疏表达理论,本文利用局部平面波的传播方向(慢度矢量),在中心炮检点处同时进行波束合成,从而将地震数据投影到局部平面波域(高维空间)中.由于波束合成后的地震数据描述了局部平面波的方向特征,因此称之为特征波场.然而波束合成算法需要估计局部平面波的慢度矢量.当地震数据受噪声干扰时,难以在常规τ-p谱中自动估计局部平面波的射线参数(慢度矢量).本文提出了基于反演理论的特征波场合成方法,可以同时反演局部平面波及其传播方向,从而提高特征波合成的自动化程度并保持方法的稳健性.通过特征波场合成,可以将地震数据分解为单独的震相(波形).这样的数据可以直接用来成像及反演.在局部平面波域中,由于局部平面波的入射与出射射线参数已知,传统的Kirchhoff叠前深度偏移(PSDM)和高斯束/控制束PSDM可以实现从"沿等时面的画弧"到"向反射点(段)的直接投影"的转变,叠前偏移的效率以及成像质量可以同时提高.此外,特征波场与地下反射点(段)的一对一映射关系使得叠前深度偏移与层析成像融为一体,可以极大地提高速度反演的效率.数值试验证明了特征波场合成、叠前深度成像以及层析反演的有效性.
- 王华忠冯波刘少勇胡江涛王雄文李辉
- 波动方程初至双差走时层析反演被引量：3
- 2021年
- 对于有限频带的地震信号,地震波绝对走时受到震源子波的波形特征、走时测量准则等多种因素的影响,提高走时测量的精度有助于增加反演结果的可靠性。为降低绝对走时测量误差对反演的影响,采用双差走时代替绝对走时,并将其与Rytov近似导出的相位延迟敏感度核函数相结合,构造有限频带地震波的双差走时敏感度核函数。针对初至双差走时层析反演,提出了一种基于隐式矩阵向量积的高斯牛顿迭代算法,该方法无需显式计算、存储核函数及Hessian矩阵。相较于传统的散射积分方法(需要显式计算并存储核函数),波动方程初至双差走时层析反演方法仅利用了波动方程Born模拟及逆时偏移算法,因此降低了对计算机内存和外部存储的需求,可进行高效的大规模计算。高斯扰动模型数值模拟实验表明,该方法可以消除初至走时测量误差(震源子波未知)对反演的影响;Overthrust模型数据和二维起伏地表实际数据测试结果表明,采用该方法反演得到的高精度的近地表速度模型与实际地层较为吻合。
- 赵磊冯波冯波
