基于多信息融合的非线性叠前地震多参数同步反演方法研究

To some questions of inversion method for pro-stack seismic P-P wave data, we want to research some methods which are simultaneous inversion of multi-parameters, varied data compromise technology, edge-preserving regularization and non-linear search algorithm. Those can overcome some assume conditions of Zoeppritz equation approximations, and to avoid insufficiency of extant mandatory constraint, and to resolve a contradiction of between stabilization and over-smooth of the inversion results. Moreover, we combine FSA with edge-preserving regularization in order to resolve overall optimization. So we need to simultaneously adjust the regularization parameters during simulated annealing process so that the inversion results are improved. Final, the simultaneous inversion method of pre-stack seismic data will be established and its results have high resolution, fine accuracy and practical. This research should possess an important science meaning and a high practical value.

针对现有叠前地震P-P波资料反演方法存在的问题，拟开展叠前多参数同步反演、多信息融合方法、边界保护正则化以及非线性搜索算法等研究内容，力图克服Zoeppritz方程近似公式的一些假设条件限制，避免过往使用强制性约束条件所导致的弊端，解决在反演稳定性与结果过于平滑（尤其在模型边界）之间的矛盾，从而有可能拓展波阻抗模型的带宽及控制横向连续性。此外，结合快速模拟退火算法与具有边界保护特性的正则化方法，解决大规模全局寻优问题，在退火过程中实时估计正则参数，以求改善反演过程及效果。为复杂储集层评价建立一套分辨率高、可靠性好和实用性强的叠前地震资料多参数同步反演非线性方法，以便快捷提供必要的纵横波波阻抗及密度等参数模型。本申请当具有重要的学术意义及很高的实用价值。

叠前地震多参数反演是重要的特殊处理技术，其获得的弹性参数是储层评价不可缺少的参数。为此，针对叠前地震反演中出现的诸多问题开展了研究，建立了基于多信息融合的叠前地震多参数同步反演非线性方法，所获得的一些成果具有重要的学术意义和使用价值。.研究内容包括：①研究基于叠前地震P-P波的Zoeppritz方程近似公式及其假设条件；②研究具有边界保护特性的正则化方法及其在叠前多参数同步反演中的应用；③研究基于马尔柯夫邻域及双正则参数的绝对和相对约束信息的融合方法；④研究基于快速模拟退火算法及正则参数估计的大规模全局寻优方法。在研究过程中增加了密度参数反演的敏感性分析、各向异性MRF和叠后叠前联合反演等3项研究内容。.依据研究内容，取得了8项主要研究成果，其中创新性研究成果5项，即：①建立了基于完全平面波Zoeppritz方程和附加条件的叠前地震多参数同步非线性反演方法，结合边界保护正则化方法和测井约束，克服了反演的不适定性，结合粒子群算法以及模拟退火算法，改善了计算效率；②从平面波Zoeppritz方程、Fatti方程、球面波AVO方程和地震全波场模拟结果入手，系统地分析了纵、横波速度及密度参数随入射角的变化特征，重点考查了密度对入射角的敏感性，为实际地震数据采集及资料处理解释提供理论依据；③创新性地提出了基于各向异性扩散法的各向异性Markov随机域方法，较系统地分析了MRF的各向异性特征以及扩散参数的影响；④建立了基于新的改进Fatti方程的密度反演方法，并通过调节目标函数中密度参数先验项，改善了密度反演结果的精度；⑤针对复杂地质条件和较差的地震资料品质，建立了地震叠后与叠前联合反演方法，获得的纵横波速度比、泊松比等参数在气层识别的实际资料应用中见到了良好的效果。.刊物上正式发表19篇论文，其中SCI收录5篇，EI收录4篇，国内核心期刊6篇。此外，还有2篇SCI论文已经正式被录用。参加国际会议5次。