地球物理学报
地毬物理學報
지구물이학보
2013年
6期
2098-2115
,共18页
张丰麒%魏福吉%王彦春%王伟俊%李岩
張豐麒%魏福吉%王彥春%王偉俊%李巖
장봉기%위복길%왕언춘%왕위준%리암
精确Zoeppritz方程%广义线性反演%贝叶斯反演%先验分布%三变量柯西分布
精確Zoeppritz方程%廣義線性反縯%貝葉斯反縯%先驗分佈%三變量柯西分佈
정학Zoeppritz방정%엄의선성반연%패협사반연%선험분포%삼변량가서분포
Accurate Zoeppritz equation%Generalized linear inversion%Bayesian inversion%Constraint of prior distribution%Trivariate Cauchy distribution
常规AVO三参数反演是通过Zoeppritz方程的近似公式来建立AVO正演模拟的过程,然而在P波入射角过临界角和弹性参数在纵向上变化剧烈的情况下,Zoeppritz方程近似公式精度有限.针对这种情况,可以使用精确的Zoeppritz方程来构建反演目标函数,由于精确Zoeppritz方程中P波反射系数和弹性参数之间是一种复杂的非线性关系,通常解决途径是利用非线性的优化算法来进行数值计算,但是非线性优化算法的缺点是计算量过大;另外一种途径是利用广义线性反演的方法,通过泰勒一阶展开式将P波反射振幅展开后,用线性关系近似表达非线性关系,经过几次迭代后,在理论上可以达到很高的精度,但是广义线性反演算法的核心部分——Jacobian矩阵由于矩阵条件数过大,往往会造成反演算法的不稳定,其应用范围得到了限制.贝叶斯反演方法是通过引入模型参数的先验分布结合噪声的似然函数,生成模型参数的后验分布,通过求取模型参数的最大后验概率分布来得到模型参数的反演解,由于引入模型参数的先验分布信息,可以有效的降低反演的不适定问题.本文将两种反演算法的思想相结合,利用广义线性反演算法的思想,构建AVO正演模拟的过程来提高大角度地震数据反演的精度,同时结合贝叶斯理论,通过引入模型参数的先验分布信息构建反演目标函数的正则化项,可以有效降低由于Jacob矩阵条件数过大带来的反演不适定问题,该算法假设模型参数服从三变量柯西分布.
常規AVO三參數反縯是通過Zoeppritz方程的近似公式來建立AVO正縯模擬的過程,然而在P波入射角過臨界角和彈性參數在縱嚮上變化劇烈的情況下,Zoeppritz方程近似公式精度有限.針對這種情況,可以使用精確的Zoeppritz方程來構建反縯目標函數,由于精確Zoeppritz方程中P波反射繫數和彈性參數之間是一種複雜的非線性關繫,通常解決途徑是利用非線性的優化算法來進行數值計算,但是非線性優化算法的缺點是計算量過大;另外一種途徑是利用廣義線性反縯的方法,通過泰勒一階展開式將P波反射振幅展開後,用線性關繫近似錶達非線性關繫,經過幾次迭代後,在理論上可以達到很高的精度,但是廣義線性反縯算法的覈心部分——Jacobian矩陣由于矩陣條件數過大,往往會造成反縯算法的不穩定,其應用範圍得到瞭限製.貝葉斯反縯方法是通過引入模型參數的先驗分佈結閤譟聲的似然函數,生成模型參數的後驗分佈,通過求取模型參數的最大後驗概率分佈來得到模型參數的反縯解,由于引入模型參數的先驗分佈信息,可以有效的降低反縯的不適定問題.本文將兩種反縯算法的思想相結閤,利用廣義線性反縯算法的思想,構建AVO正縯模擬的過程來提高大角度地震數據反縯的精度,同時結閤貝葉斯理論,通過引入模型參數的先驗分佈信息構建反縯目標函數的正則化項,可以有效降低由于Jacob矩陣條件數過大帶來的反縯不適定問題,該算法假設模型參數服從三變量柯西分佈.
상규AVO삼삼수반연시통과Zoeppritz방정적근사공식래건립AVO정연모의적과정,연이재P파입사각과림계각화탄성삼수재종향상변화극렬적정황하,Zoeppritz방정근사공식정도유한.침대저충정황,가이사용정학적Zoeppritz방정래구건반연목표함수,유우정학Zoeppritz방정중P파반사계수화탄성삼수지간시일충복잡적비선성관계,통상해결도경시이용비선성적우화산법래진행수치계산,단시비선성우화산법적결점시계산량과대;령외일충도경시이용엄의선성반연적방법,통과태륵일계전개식장P파반사진폭전개후,용선성관계근사표체비선성관계,경과궤차질대후,재이론상가이체도흔고적정도,단시엄의선성반연산법적핵심부분——Jacobian구진유우구진조건수과대,왕왕회조성반연산법적불은정,기응용범위득도료한제.패협사반연방법시통과인입모형삼수적선험분포결합조성적사연함수,생성모형삼수적후험분포,통과구취모형삼수적최대후험개솔분포래득도모형삼수적반연해,유우인입모형삼수적선험분포신식,가이유효적강저반연적불괄정문제.본문장량충반연산법적사상상결합,이용엄의선성반연산법적사상,구건AVO정연모의적과정래제고대각도지진수거반연적정도,동시결합패협사이론,통과인입모형삼수적선험분포신식구건반연목표함수적정칙화항,가이유효강저유우Jacob구진조건수과대대래적반연불괄정문제,해산법가설모형삼수복종삼변량가서분포.