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SPG/SEG 2014年国际地球物理会议

作者：张猛任浩然王华忠王延光中国石化胜利油田物探研究院同济大学海洋与地球科学学院波现象与反演成像研究组中国石化胜利油田物探研究院浙江大学地球科学系同济大学海洋与地球科学学院波现象与反演成像研究组

本文介绍了全波形反演(Full waveform inversion,FWI)的基本原理.通过分析FWI的计算特点,使用图形处理器(Graphic Processing Unit,简称GPU)实现算法加速.理论模型的测试结果表明,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... 详细信息

本文介绍了全波形反演(Full waveform inversion,FWI)的基本原理.通过分析FWI的计算特点,使用图形处理器(Graphic Processing Unit,简称GPU)实现算法加速.理论模型的测试结果表明,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.在此基础上,对胜利探区某区块的实际资料进行了试验性处理,获得了初步处理效果.同时,讨论了FWI应用于实际数据特别是陆上数据的难点,分析了对应的解决方案,并给出了FWI对实际数据质量的要求.

关键词：油田勘探地震数据处理全波形反演算法中央处理器图形处理器

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基于数据自适应加权的叠前深度偏移成像方法

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石油物探 2019年第3期58卷 381-390页

作者：吴成梁王华忠胡江涛马建波波现象与智能反演成像研究组(WPI) 同济大学海洋与地球科学学院上海200092 油气藏与开发工程国家重点实验室成都理工大学四川成都610059 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司物探研究院河南濮阳457000

随着高性能计算机技术的快速发展和“两宽一高”采集技术的广泛应用,高分辨率、高保真的反演成像成为研究热点。首先从Bayes估计理论框架下的地震波反演成像出发,指出Bayes估计理论是地震波反演成像的基础,基于所选择波场预测器(一般为... 详细信息

随着高性能计算机技术的快速发展和“两宽一高”采集技术的广泛应用,高分辨率、高保真的反演成像成为研究热点。首先从Bayes估计理论框架下的地震波反演成像出发,指出Bayes估计理论是地震波反演成像的基础,基于所选择波场预测器(一般为常密度标量声波方程)的波场预测残差的先验概率分布和要反演的模型参数的先验概率分布决定了模型参数的后验概率密度,后验概率密度的最大化是地震波反演成像最佳解的判定准则。在波场预测器为线性、预测误差为高斯白噪情况下,Bayes估计可在最小二乘意义下实现,并可以得到无偏和方差最小的参数估计结果。实际数据的不完备、线性化的正问题不能很好地模拟数据中的地震波场,使得数据协方差阵和模型协方差阵的引入成为必然。鉴于模型参数的正则化在反演成像中已有充分的讨论,重点讨论了加权最小二乘反演成像框架下数据协方差(逆)算子的作用,说明了数据加权处理在叠前深度偏移中的必要性。在将加权系数矩阵视为对角矩阵的基础上,提出了采用倾角扫描和动态时间规整算法确定数据加权系数,并将其应用于叠前深度偏移成像中。理论和实际数据的数值实验结果表明数据协方差(逆)算子能够有效提高偏移成像质量。

关键词： Bayes反演框架数据协方差算子加权最小二乘偏移加权系数叠前深度偏移倾角扫描动态时间规整

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高维地震数据Wiener中心滤波方法

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石油物探 2019年第3期58卷 325-334页

作者：张力起张猛王华忠秦广胜波现象与智能反演成像研究组(WPI) 同济大学海洋与地球科学学院上海200092 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物探研究院山东东营257000 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司物探研究院河南濮阳457001

“两宽一高”地震勘探面向更为复杂的油藏描述,反演成像成了必要的技术手段,但数据中的噪声会严重影响地震波反演成像的质量,因此针对“两宽一高”地震数据研发有效且实用的去噪方法十分必要。在Bayes估计理论框架下,当信号满足线性(可... 详细信息

“两宽一高”地震勘探面向更为复杂的油藏描述,反演成像成了必要的技术手段,但数据中的噪声会严重影响地震波反演成像的质量,因此针对“两宽一高”地震数据研发有效且实用的去噪方法十分必要。在Bayes估计理论框架下,当信号满足线性(可预测性)假设且噪声满足高斯分布时,在均方误差或最小平方误差最小准则下估计最佳预测滤波器可进行有效滤波。同时随着地震数据维度的升高,高维信号的空间结构信息更丰富,因此在高维数据空间设计滤波器能够更有效地提高滤波器的信号预测能力,并且更好地压制噪声。首先将基于AR(自回归)模型的f-x域预测滤波器(前向预测滤波器和后向预测滤波器)修改为Wiener中心预测滤波器;然后在最小二乘意义下对高维地震数据进行多级Hankel矩阵排布构建法方程;再求解法方程得到Wiener中心预测滤波器,最后实现高维地震数据的Wiener中心预测滤波。为满足高维数据的局部线性假设,对复杂波场的地震数据,采用局部取窗的方式进行Wiener中心预测滤波去噪。合成理论数据和实际数据的测试结果说明该方法能够在地震数据中存在弱线性同相轴、振幅值缓慢变化以及信噪比相对较低的情况下较好地压制随机噪声,提高数据的信噪比,故该方法具有较强的实用性。

关键词： Bayes估计 AR模型 Wiener中心滤波 Hankel矩阵随机噪声高维地震数据

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黏声介质中的最小二乘逆时偏移技术研究及应用

黏声介质中的最小二乘逆时偏移技术研究及应用

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第八届渤海湾油气田勘探开发技术研讨会

作者：张猛王华忠匡斌单联瑜李振春中国石化胜利油田公司物探研究院同济大学海洋与地球科学学院波现象与反演成像研究组同济大学海洋与地球科学学院波现象与反演成像研究组中国石化胜利油田公司物探研究院中国石油大学(华东)地球科学与技术学院

地震波在传播过程中由于地层衰减的存在降低了地震波的振幅(或能量),改变了地震波的相位,降低了地震波的主频,影响了地震资料分辨率,因此需要在成像过程中考虑补偿介质对地震波的非弹性吸收衰减作用,并针对不同的需求对黏滞性效应进行... 详细信息

地震波在传播过程中由于地层衰减的存在降低了地震波的振幅(或能量),改变了地震波的相位,降低了地震波的主频,影响了地震资料分辨率,因此需要在成像过程中考虑补偿介质对地震波的非弹性吸收衰减作用,并针对不同的需求对黏滞性效应进行消除、校正和应用,从而实现真振幅成像处理,为岩性油气藏研究提供可靠的地震资料.同时,常规逆时偏移算法具有较强的低频噪声、对观测系统要求较高、较难进行透射损失补偿等问题.黏声介质中的最小二乘逆时偏移不仅能有效克服常规逆时偏移的上述难题,而且还能有效地消除黏滞性效应,实现真振幅成像.本文首先介绍了黏声介质中的最小二乘逆时偏移的基本原理和实现流程.其次,分别进行了二维和三维理论模型测试,在此基础上,对胜利探区某二维资料进行了实际应用,获得了较满意的处理结果.最后,给出了结论和认识.

关键词：油气藏勘探地震波振幅衰减黏声介质最小二乘逆时偏移

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地震波反演的基本问题分析

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岩性油气藏 2012年第6期24卷 1-9页

作者：王华忠王雄文王西文同济大学海洋与地球科学学院波现象与反演成像研究组上海200092 中国石油勘探开发研究院西北分院甘肃兰州730020

Bayes理论框架下的地震波全波形反演是油气勘探中的导引性技术,其基本思想在去噪音、反褶积、地震数据规则化、一维波阻抗反演、AVA(叠前)弹性参数反演、叠前偏移成像、速度分析及层析成像中占据核心位置。但由于观测数据与反演模型参... 详细信息

Bayes理论框架下的地震波全波形反演是油气勘探中的导引性技术,其基本思想在去噪音、反褶积、地震数据规则化、一维波阻抗反演、AVA(叠前)弹性参数反演、叠前偏移成像、速度分析及层析成像中占据核心位置。但由于观测数据与反演模型参数之间的高度非线性性,导致在实际地震数据处理中地震波全波形反演(FWI)的难度增大。据此,首先从概率论的观点说明了地震波反演的本质,指出在假设观测噪音为高斯白噪的情况下,Bayes估计可以在最小二乘意义下实现;接着分析了数据空间向参数空间映射的数学物理含义,指出映射的非线性性强弱取决于数据和模型之间的非线性关系,更准确地说取决于介质模型的复杂性和描述地震波物理传播过程的正算子的复杂性;最后在分析陆上和海上地震数据特点的基础上,指出了地震波反演走向实用化的策略。通过以上分析,提出:①速度场的反演是利用特征波场的反演(CWI),而不是全波形的反演;②合理地增加波场的相位信息在泛函中所占的比例;③尽量充分考虑初始模型的先验信息。只有满足以上3个条件,才能使地震波全波形反演逐步走向实用化。

关键词：地震波反演线性与非线性数据空间与模型空间正则化多层次与多尺度反演

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一次反射波与自由表面多次波联合线性反演成像（英文）

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Applied Geophysics 2022年第3期 366-377+471页

作者：欧阳敏盛燊刘守伟冯波成都理工大学地球物理学院中海石油(中国)有限公司湛江分公司同济大学海洋与地球科学学院波现象与智能反演成像研究组(WPI) 上海青凤致远地球物理地质勘探科技有限公司

海上地震勘探中，很多情况下自由表面多次波强烈发育，通常被视为干扰噪声而压制处理。事实上，自由表面多次波与一次波一样，携带了有关地下介质的信息，而且照明孔径更宽，更有利于高精度成像。但是，在自由表面多次波与一次波的联合... 详细信息

海上地震勘探中，很多情况下自由表面多次波强烈发育，通常被视为干扰噪声而压制处理。事实上，自由表面多次波与一次波一样，携带了有关地下介质的信息，而且照明孔径更宽，更有利于高精度成像。但是，在自由表面多次波与一次波的联合成像过程中，会产生非因果的Crosstalk假象。本文基于最小二乘反演成像方法，将一次波源和各阶多次反射波场与自由表面作用产生的二次源线性叠加成为“组合震源”，引入介质小扰动近似（Born近似），不考虑层间多次波,形成线性波传播方程。依据L2范数下数据逼近误差泛函定义一次反射波与自由表面多次波联合线性反演成像问题，分析该线性反问题的梯度项和基于此梯度项的迭代公式，得出迭代次数足够多和步长因子选择合适时，Crosstalk假象会随着迭代次数的增多而逐渐减弱的结论。最后分别采用理论合成数据与实际数据进行测试，证明了本论文所提出的一次反射波与自由表面多次波联合线性反演成像方法的有效性。

关键词：自由表面多次波线性联合成像 Crosstalk假象迭代收敛性

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一种提高叠前深度偏移成像质量的加权叠加方法研究

一种提高叠前深度偏移成像质量的加权叠加方法研究

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2023年中国地球科学联合学术年会

作者：吴成梁王华忠冯波盛燊唐祥功同济大学海洋与地球科学学院海洋地质国家重点实验室同济大学海洋与地球科学学院波现象与智能反演成像研究组(WPI) 中国石化胜利油田物探研究院

引言在地震偏移成像处理中,偏移成像的质量严重依赖于偏移速度的精度。目前,勘探地震学家花费了大量的精力,提出了不同种方法来更新长波场的速度模型,比如偏移速度分析、透射波层析反演、反射波层析反演、全波形反演等等方法。然而,偏... 详细信息

引言在地震偏移成像处理中,偏移成像的质量严重依赖于偏移速度的精度。目前,勘探地震学家花费了大量的精力,提出了不同种方法来更新长波场的速度模型,比如偏移速度分析、透射波层析反演、反射波层析反演、全波形反演等等方法。然而,偏移速度总是包含一定的误差(小误差),速度模型的低波长分量总是不够充分的。偏移速度的误差导致在不同的成像道集上产生不正确的排列现象。

关键词：叠前深度偏移偏移速度偏移成像加权叠加成像质量

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VTI介质全三维双平方根偏移方法研究及其实际资料应用

VTI介质全三维双平方根偏移方法研究及其实际资料应用

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CPS/SEG北京2018国际地球物理会议暨展览

作者：吴成梁王田珍王华忠李辉刘守伟同济大学海洋与地球科学学院波现象与反演成像研究组同济大学数学系上海青凤致远地球物理地质勘探科技有限公司

随着油气勘探不断朝着更精细化的方向发展,常规各向同性介质下的地震偏移成像技术已经不再满足当前的要求。考虑地下介质各向异性的偏移成像和层析速度反演成为了当前油气勘探必备的要求。另一方面,随着"两宽一高"采集技术的... 详细信息

随着油气勘探不断朝着更精细化的方向发展,常规各向同性介质下的地震偏移成像技术已经不再满足当前的要求。考虑地下介质各向异性的偏移成像和层析速度反演成为了当前油气勘探必备的要求。另一方面,随着"两宽一高"采集技术的进展,海上地震勘探数据已呈现出TB级增长,基于单炮道集的叠前深度偏移无法实现快速处理任务。基于此,本文首先提出了基于VTI介质的DSR方程的叠前深度偏移方法,该方法无须考虑偏移孔径问题;便于提取全方位角度道集,为速度分析提供工具,同时还克服了海上数据单炮偏移的弱点,适合处理具有较多炮道集和极多地震道的海洋地震数据。考虑到VTI介质DSR叠前深度偏移需要较多的内存和计算量,本文提出了相移加内插的方法提高计算效率。本文首先利用盐丘模型测试了偏移方法的有效性,然后将实际资料应用到各向异性角度道集层析中。

关键词：双平方根偏移各向异性相移加内插层析反演

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基于CPU/GPU异构并行的粘声最小二乘逆时偏移研究及应用

基于CPU/GPU异构并行的粘声最小二乘逆时偏移研究及应用

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CPS/SEG北京2018国际地球物理会议暨展览

作者：张猛匡斌王华忠单联瑜李振春中国石化胜利油田物探研究院同济大学海洋与地球科学学院波现象与反演成像研究组中国石油大学(华东)地球科学与技术学院

常规的逆时偏移算法(RTM)具有较强的低频噪声、对观测系统要求较高、较难进行透射损失补偿等问题。粘声介质中的最小二乘逆时偏移不仅能有效克服常规逆时偏移的上述难题而且还能有效地消除粘滞性效应,实现真振幅成像。本文首先介绍了粘... 详细信息

常规的逆时偏移算法(RTM)具有较强的低频噪声、对观测系统要求较高、较难进行透射损失补偿等问题。粘声介质中的最小二乘逆时偏移不仅能有效克服常规逆时偏移的上述难题而且还能有效地消除粘滞性效应,实现真振幅成像。本文首先介绍了粘声的最小二乘逆时偏移的基本原理,并提出了基于CPU/GPU异构并行计算的实现流程。然后,进行了理论模型测试。在此基础上,对胜利探区某三维资料进行了实际应用,获得了较满意的处理结果。最后,给出了结论和认识。

关键词： CPU/GPU异构并行粘声介质最小二乘逆时偏移实际应用

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