二维时间-空间域声波全波形速度反演方法研究  被引量:2

Research on 2D acoustic wave full waveform velocity inversion in time-space domain

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作  者:廖建平[1,2,3] 刘和秀[1] 戴世鑫[1] 赵延林[1] ANDREW Hursthouse 

机构地区:[1]湖南科技大学页岩气资源利用湖南省重点实验室,湖南湘潭411201 [2]煤炭资源与安全开采国家重点实验室(中国矿业大学),北京100083 [3]湖南科技大学地质系,湖南湘潭411201 [4]School of Science and Sport,University of the West of Scotland

出  处:《地球物理学进展》2017年第6期2493-2497,共5页Progress in Geophysics

基  金:国家自然科学基金(41274126;51274097);煤炭资源与安全开采国家重点实验室(中国矿业大学)开放基金(SKLCRSM11KFB01);湖南省自然科学基金(12JJ6035);中国博士后科学基金(2012M541116);湖南省教育厅科研项目14C0462;页岩气资源利用湖南省重点实验室开放基金联合资助

摘  要:我们采用区域分解(物理上分割模型,使用基于MPI的分布式存储架构的计算集群,从而节约单个CPU内核的内存使用量,加快正演数值模拟的计算速度)和炮并行(能够加快计算速度)的双并行算法,进行L-BFGS算法的二维时间-空间域声波全波形速度反演.我们采用多尺度的策略,只需要使用三个离散频率(5 Hz,8 Hz,12 Hz),从数据的低频成分开始反演,将低频的反演结果作为高频反演时的初始速度模型,依次反演数据的高频成分,进行Marmousi理论模型的全波形反演数值试验.数值试验反演所恢复得到的速度证实了:二维时间-空间域声波全波形速度反演方法计算灵活,可以适用于任何的采集观测系统,对地震数据可以方便地加时窗;使用多个计算节点同时计算多炮时,能够多倍提高数值计算效率.二维时间-空间域声波全波形速度反演所恢复得到的速度模型的分辨率较高.We combined the two level parallelisms of the domain decomposition( the domain decomposition of the physical domain will give a first level of parallelism. We can use a distributed memory architecture based on MPI primitives and,on fat nodes,shared memory architecture can improve the speedup of the forward modeling) and the parallelism over shots double parallel algorithm on 2D time-space domain acoustic wave full waveform velocity inversion. The 2D time-space domain acoustic wave full waveform velocity inversion method was applied to Marmousi model,adopting the multiscale strategy,which full waveform inversion was started from low-frequency content to high-frequency content of the data as the inversion progresses over iterations,while keeping involved in the inversion all of the previous frequencies. We used three discrete frequencies( 5 Hz,8 Hz,12 Hz) for the numerical experiments of Marmousi model. Numerical experiments of the inverted velocity confirmed that the 2D time-space domain acoustic wave full waveform inversion calculation is flexible,which can be applied to any geometry,the seismic data can be easily added time window.When more shots were calculated at the same time,using multiple computing nodes,the computing speed could be increased to many times comparing to one shot full waveform inversion with one computer core. The resolution of the inverted velocity model using 2D time-space domain acoustic wave full waveform velocity inversion was high.

关 键 词:时间-空间域 区域分解 炮并行 L-BFGS算法 二维声波方程 全波形速度反演 

分 类 号:P631[天文地球—地质矿产勘探]

 

参考文献:

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引证文献:

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