一种基于拟相位信息目标泛函的反射波波形反演方法（英文）

反射波波形反演(RFWI)通过交替更新模型的中低波数和高波数成分,为传统的全波形反演(FWI)提供较为准确的初始速度场。但是由于低频信息的缺失和振幅信息的复杂性,传统的反射波波形反演存在极强的非线性。将振幅与相位信息的分离能够有效提高RFWI的线性程度,然而传统的相位计算方法具有严重的相位跳变(wrapping)问题。基于此,本文首先给出一种拟相位信息的计算方法,利用地震数据的包络信息,以避免传统相位信息的跳变问题。然后利用拟相位信息构建反射波波形反演的目标泛函,并给出相应的伴随震源和梯度表达式。理论分析证明了拟相位信息的计算方法能够保证相位信息的稳定和准确性,并且基于拟相位信息的目标泛函具有更广的全局收敛域。将本文方法应用到部分Sigsbee2A模型并与传统的目标泛函对比结果表明:与传统的全波形反演方法相结合,新的RFWI能够在初始模型不准确情况下得到较为准确的反演结果。除此之外,本文方法对含噪音数据和低频数据缺失情况具有一定的适用性。

一种基于动态目标泛函的全波形反演多解性评估方法

全波形反演是一种精度较高的地下速度建模方法,但其存在计算量巨大、反演多解性、初始模型依赖性强、适用条件苛刻等困难,生产实用化仍然较为困难。将基于动态目标泛函的全波形反演方法应用于反演解的讨论中,利用已有的反演解作为先验信息,通过动态调整目标泛函,在保证地下介质模型能够准确解释地震数据的前提下得到尽可能不同的反演结果。进一步根据数据约束强弱差异选取不同的反演策略,新方法能够对数据覆盖较弱区域的反演结果进行有效评估。在实现算法和反演流程的基础上,通过典型海底模型进行试算。结果表明,新方法能够在保证解的准确性前提下对全波形反演的特征给出合理分析,相对于传统方法计算效率也有了明显提高。

各种速度分析与反演方法的对比研究

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。

陆上地震资料全波形反演策略研究

全波形反演已成功应用于海上地震资料,而陆上地震资料全波形反演应用还面临诸多难点。研究给出了一种针对陆上地震资料的全波形反演策略:首先采用相位拟合互相关目标泛函增强全波形反演的适用性;其次构建动态波数域滤波梯度预处理方法压制梯度噪声;最后采用构造倾角信息约束的自适应高斯平滑算子改善反演结果质量。二维陆上地震资料的反演结果表明,该策略可有效实现陆上地震资料高波数全波形反演速度建模。

一种四维混沌系统的逆最优控制

采用逆最优控制方法为一种四维混沌系统设计了一个线性状态反馈控制器.基于Lyapunov稳定性理论,证明了所设计的控制器能够使受控系统全局渐近稳定到系统的零平衡点,并且使所提出的目标泛函取得极小值.两组数值仿真均表明,所设计的控制器是实用有效,易于实现,并且具有很好的鲁棒性.在不同的初始条件下,所设计的控制器可以将受控四维混沌系统的混沌轨道很快控制到系统的零平衡点.

基于Student′s t分布的不依赖子波最小二乘逆时偏移

最小二乘逆时偏移(Least-Squares Reverse Time Migration,LSRTM)与常规偏移相比具有更高的成像分辨率、振幅保真性及均衡性等优势,是当前研究的热点之一.震源子波的估计直接影响LSRTM结果的好坏,在实际情况下考虑到震源子波的空变特性,其估计十分困难.为了消除子波对LSRTM结果的影响,本文发展了基于卷积目标泛函的不依赖子波LSRTM算法.目标泛函由观测记录卷积模拟记录的参考道以及模拟记录卷积观测记录的参考道组成,由于观测子波和模拟子波在目标泛函的两项中同时存在,从而消除了子波的影响.此外,常用的基于L2范数拟合的LSRTM算法对噪声非常敏感,尤其是当地震数据中含有异常值时,常规LSRTM无法得到满意的结果.Student′s t分布相比L2范数具有更好的稳健性,本文将其推广到不依赖子波LSRTM中,提升了算法的稳健性,最后通过理论模型及实际资料试算验证了算法的有效性和对复杂模型的适应性.

基于测井约束的地震全波形反演方法

在实际应用中全波形反演依赖于初始速度模型与低频信息,若初始模型精确度低常会引起周波跳跃现象。测井资料具有垂向分辨率高的特点,含有丰富的超低频与高频成分,测井信息的引入可以在一定程度上弥补地震频带缺失、反射数据精度低、信噪比低的不足,故从两个方面将先验信息引入全波形反演。一是充分利用可靠的测井数据低频信息建立较精确的初始速度模型,以弥补地震数据缺少低频信息的问题;二是在全波形反演目标泛函中引入先验模型约束项,利用测井数据约束反演过程,驱使反演沿给定的方向进行,以提高反演过程的稳定性,从而获得较高精度的速度模型。通过EAGE推覆体模型对所提方法进行试算,相对不加约束全波形反演结果得到改善;实际地震资料应用结果表明,使用测井约束的反演结果能更清楚地展示砂岩层,具有较高的分辨率,反演效果更好。

基于角度域共成像点道集的微分相似优化法偏移速度分析

微分相似优化(Differential Semblance Optimization,DSO)法是一种可以有效避免非线性最小二乘反演过程中不聚焦问题的速度反演方法。基于DSO原理的波动方程偏移速度分析将成像道集的聚焦或者拉平程度作为速度判定的准则,其目标泛函具有良好的凸性,可以有效避免局部极值问题,目标泛函的梯度较为光滑,并且对地震数据中低频成分的要求较低,对速度模型中背景速度的估计较为准确。一般情况下,DSO方法利用偏移距域共成像点道集建立目标泛函,文中利用角度域共成像点道集建立目标泛函对速度的准确性进行判定。模型试算结果表明,通过角道集可以更加直观地对速度的准确性进行判定,并且准确反映速度与深度的对应关系。

基于逆散射成像条件的最小二乘逆时偏移

最小二乘逆时偏移(LSRTM)相对于常规逆时偏移(RTM)具有分辨率更高、振幅更准确、噪音更少等优势,可以对复杂的地质构造进行有效的成像.这种迭代更新反演成像方法十分依赖目标函数的梯度质量和计算效率.当地质模型中存在强反射界面或者记录中存在折射波时,基于常规互相关成像条件(CCC)的最小二乘逆时偏移梯度会包含很强的低频噪音,从而使反演的收敛速度和成像质量降低.为此,本文在最小二乘逆时偏移的梯度中引进了逆散射成像条件来压制这种低频噪音,并以此提出基于逆散射成像条件(ISC)的最小二乘逆时偏移方法.数值模拟结果表明,两者计算耗时基本一致,但逆散射成像条件能高效压制梯度中的低频噪音,从而使反演过程中收敛加速,成像质量得到显著提高.

定向井最优井身轨迹研究

定向井井身轨迹的选择对于钻井施工的安全、高效、低成本起着重要的作用。文章依据钻柱在定向井井眼内的实际受力分析 ,建立了追求钻柱起下钻摩阻力最小的最优井身轨迹目标泛函模型 ,并利用求泛函极值的变分原理 ,采用里兹法和多维寻优法求解了最优井身轨迹。结果表明 :给定边界条件下的最优井身轨迹 ,既不是悬链线 ,也不是抛物线 ,而是一条复杂的超越曲线 ;最优井身轨迹有着良好的力学性态 ,可在定向钻井中广泛应用。

T分布起伏地表最小二乘逆时偏移

在复杂构造、复杂岩性、复杂地表条件等地区进行油气地震勘探面临诸多难题,其中剧烈起伏的地表已成为制约上述地区地震勘探发展的瓶颈之一。最小二乘逆时偏移(Least-Squares Reverse Time Migration,LSRTM)相对于常规偏移具有更高的成像分辨率、振幅保真性及均衡性等优势,但基于矩形网格的LSRTM在面对复杂地表时无法很好地适用山前带等剧烈起伏地形。此外,山前带地震资料中包含较多的噪声,T分布相比Huber范数和混合模,在缺失数据的条件下更稳健,且没有多余参数,因而简单实用,而Huber范数和混合模的结果严重依赖参数选取,需要大量的尝试。为此,将全交错网格引入贴体网格,将T分布推广到起伏地表LSRTM,进一步推导了贴体网格线性Born正演方程,在此基础上提出了基于贴体全交错网格的起伏地表LSRTM算法,较好地克服了起伏地形的影响。模型试算验证了算法的有效性和对复杂模型的适应性。

建筑室内空气滞留区温度分布测试方法研究

空气滞留会造成室内温度能量失衡,为了及时获取准确的温度分布结果,提出基于SA-ELM的空气滞留区温度分布测试方法。建立温度基准区域模型,设置室内主体区域温度分布状况,将太阳辐射热推导结果作为边界条件引入模型中,获取室内壁面及边界层温度平均值,得到空气滞留区气流运动量与室内全局温度参数;分析室内温度能量平衡情况,建立结构能量平衡公式,从而确定每个边界条件对温度分布的影响;利用平稳估计方法构建基于L1范数的目标泛函,使用模拟退火算法(SA)求解目标泛函,获得网格下的温度分布,参考温度分布结果,通过极限学习机(ELM)测试空气滞留区温度分布情况。仿真结果表明,所设计方法测试结果精度较高,有助于解决室内温度能量失衡的问题。

基于动态经济爱情模型的效用优化探寻

本文试图通过合理的假设,在理性人的基础上搭建起研究恋爱或婚姻中幸福的最大化问题。通过构建基于幸福H(u)的目标泛函,寻找一条极值效用曲线u*(t)从而确立爱情或婚姻中最大的幸福。为了使这个问题更接近现实,我们试提出了结、离婚曲线,效用结、离婚率,幸福函数等一些新假设,若任何时刻的纯幸福H(u)=L(u)-C(u)成立,那么这个很难量化的问题基本可以解决了。

可控市场机制:中国市场经济的运行特征

一九四九年十月中华人民共和国的成立,正式开始了对新中国经济体制与运行的探索。本文主要着眼经济运行机制,从对比分析四十年来实行过的几种运行机制中,提出可控市场机制概念,并讨论将其引入现阶段中国经济运行的操作方案。

结合反问题技巧对一维海温模式变分资料同化的理论分析及数值试验

以一维海温模式为例,采用变分资料同化技术及处理数学物理反问题的技巧,对初始条件、边界条件和模式参数等进行最优估计和确定。为了克服反问题中不适定性带来的困难,例如对于依赖于时间和空间的模式参数的估计,引进了反问题中的正则化思想,在目标泛函中增加了稳定泛函,其目的在于克服不适定和计算不稳定。数值试验结果表明,与采用通常的变分同化技术相比,引进正则化思想以后的变分同化技术,无论目标泛函的下降速度、迭代收敛速度,还是解的精度都有较明显的改进。

It随机微分方程的一个反问题

对于一个含有未知参数的It(?)随机微分方程中,针对某一实际问题,如果该方程解的值可以量测得到,则可以依据这些量测值,反求方程的未知参数.这就是本文考虑的It(?)随机微分方程之反问题.本文将其转化成一个优化问题,首先研究了It(?)方程的解关于参数的连续依赖性及可微性,进而计算出优化目标泛函关于参数的梯度,最后使用拟牛顿信赖域法来确定未知参数的最佳近似值.

终端受限的线性-非二次最优控制问题

该文研究一类(输出)终端受限的线性 非二次最优控制问题,在系统输出能控、目标泛函(是依赖于控制函数与相应的输出函数的泛函且)在一定程度上可以不定等条件下用一列终端不受限(因而易于求解)的线性 非二次最优控制问题作为原终端受限问题的近似,建立起很强的收敛性结果———近似问题的最优控制(函数)列与最优值数列分别一致收敛与收敛到原问题的最优控制(函数)与最优值.