全波形反演方法及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡光辉，王立歆，方伍宝 著

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• 全波形反演
• 地球物理勘探
• 地震勘探
• 反演方法
• 地球物理
• 勘探技术
• 数据处理
• 油气勘探
• 地球物理方法
• 数值模拟

出版社： 石油工业出版社

ISBN：9787518304158

版次：1

商品编码：11656731

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-11-01

用纸：胶版纸

页数：228

正文语种：中文

内容简介

　　《全波形反演方法及应用》是一本关于全波形反演技术方法、原理和应用情况的专业图书。详细介绍了地震波传播的正演模拟方法、边界吸收条件，以及时间域、频率域波场值的精度对比；深入剖析了混合域全波形反演算法，详细阐述了基于二阶声波波动方程和一阶伪保守形式的伴随状态法的梯度求取方法，以及基于震源并行和区域分解并行的双并行策略和频率域多尺度反演算法；最后通过实例分别介绍了海上和陆地地震勘探资料的应用效果。
　　《全波形反演方法及应用》可供从事地球物理方法研究的科技人员和高等院校相关专业师生参考。

目录

绪论
第一部分 正演
1 波场传播理论
1.1 各向同性介质中的一阶和二阶声波方程
1.2 伪保守形式的波动方程
2 声波方程的时间域有限差分法
2.1 声波方程的时间域离散
2.2 自由边界条件
2.3 最佳匹配层吸收边界条件
2.4 频散关系
2.5 数值稳定性
2.6 震源函数及震源设置
2.7 基于MPI的区域分解并行设计
3 声波方程的频率域有限差分法
3.1 二阶声波方程的频率域离散
3.2 频率域声波方程的解法
4 时间域、频率域单频波场精度对比
4.1 基于时间域正演的单频波场提取
4.2 单频波场精度对比

第二部分 反演
5 基于射线理论的初始模型建立方法
5.1 射线理论
5.2 立体层析反演方法
6 全波形反演方法原理
6.1 地震反演理论
6.2 反演问题的求解
6.3 梯度导引类全波形反演计算
6.4 Hessian矩阵
6.5 高效的并行策略
6.6 震源估计
6.7 频率选择策略
6.8 正则化
6.9 多尺度全波形反演
6.10 混合域全波形反演算法
7 EAGE／SEG模型验证
7.1 模型简介
7.2 全波形反演参数设置
7.3 全波形反演的结果

第三部分 实际地震勘探资料应用
8 海上地震勘探资料应用
9 陆地地震勘探资料应用
9.1 工区地质情况简介
9.2 初始模型
9.3 地震资料预处理
9.4 地震反演策略及结果分析

后记
参考文献
附录A 预备知识
A.1 若干约定
A.2 克罗内克（Kronecker）符号
A.3 置换符号
A.4 张量的定义和代数运算
A.5 张量分析
A.6 傅里叶变换
附录B 立体层析Frechet导数的计算
B.1 引言
B.2 立体层析的Frechet导数公式推导
B.3 NIP波层析的Frechet导数的求取
附录C 矩阵的奇异值分解
C.1 SVD定义
C.2 SVD性质

前言/序言

复杂介质地震成像理论与实践 图书简介 本书系统阐述了复杂地质构造条件下地震波传播规律、成像机理以及先进的反演技术，旨在为地球物理勘探领域的科研工作者和工程技术人员提供一套全面、深入且具有前瞻性的理论框架与实践指导。全书内容紧密结合当前油气勘探、地热资源开发以及地球深部结构探测等实际需求，重点突破了传统方法在处理高复杂度、强非均匀介质时的局限性，专注于提升地震成像的精度与分辨率。 第一章：地震波场正演模拟的挑战与发展 本章深入剖析了地震波在各向异性、非均匀、含断层和盐丘等复杂介质中的传播特性。首先回顾了经典的波动方程数值解方法，如有限差分法（FDM）和有限单元法（FEM），并重点探讨了它们在处理复杂边界条件和高对比度介质时的数值稳定性和计算效率问题。 随后，引入了伪谱法（PSM）和高阶有限差分（HODFM）等提高计算精度和效率的现代技术。详细讨论了如何构建精确的岩石物理模型，特别是针对页岩储层、碳酸盐岩以及复杂断裂带的弹性参数描述。针对全波形记录（Full Waveform Data）的特点，本章着重分析了反射波、透射波和散射波在复杂介质中的能量分配与特征变化，为后续的反演奠定理论基础。 第二章：构建高精度介质模型的关键技术 准确的地下介质模型是实现精确成像的前提。本章聚焦于如何从采集到的地震数据中反演出可靠的速度场和衰减场。 2.1 基于射线追踪的旅行时反演（Travel-Time Inversion）： 详细阐述了双向度（2D）和三维（3D）射线追踪算法的原理，包括在复杂构造中如何有效处理射线折射和绕射。讨论了最小二乘反演框架下，如何利用高精度旅行时拾取技术提高模型分辨率，并分析了射线追踪方法的固有局限性，如对低信噪比数据的敏感性。 2.2 偏移成像算法的演进与优化： 深入探讨了预处理、时间偏移（如Kirchhoff 3D 偏移）和深度偏移（如深度域的Kirchhoff 偏移和深度偏移成像DOID）的理论基础。特别关注了基于波动方程的深度偏移技术，如有限差分深度偏移（FD-PSDM）和有限元深度偏移（FEM-PSDM），它们在处理大幅度反射和断层成像中的优势。本章强调了速度分析在偏移成像中的关键作用，并提出了多尺度速度分析策略。 第三章：地震数据采集与处理中的复杂性应对 本章将理论与实际工程紧密结合，探讨了在野外数据采集和初步处理阶段如何有效应对复杂环境带来的数据质量问题。 3.1 噪声分离与压制技术： 针对生产现场常见的高频随机噪声、线性调谐噪声（如柴油机噪声）和随机相干噪声（如风噪声、水体噪声），系统介绍了滤波技术、Radon 变换、F-K 域滤波和独立成分分析（ICA）在噪声衰减中的应用。重点分析了如何利用高密度、多方位角采集方案来提高信噪比。 3.2 复杂地表和近地表速度建模： 近地表速度的准确性直接决定了后续深层成像的效果。本章详细介绍了静校正的原理与误差来源，并重点讲解了高精度近地表速度建模技术，包括静力学校正的迭代方法、层析反演（Tomography）在近地表速度场重建中的应用，以及如何结合钻井信息约束近地表模型。 第四章：面向高分辨率成像的波场成像技术 本章集中讨论了利用完整地震波场信息进行高分辨率成像的前沿技术，这是区别于传统反射波成像的关键所在。 4.1 逆时偏移（RTM）的理论与实现： RTM 作为当前最先进的深度偏移技术之一，其理论基础建立在波动方程的伴随状态（Adjoint State）方法上。本章详细推导了RTM 的成像条件，并重点讨论了实现高效率RTM 所需的数值技术，包括高效的伴随场正演模拟、大规模并行计算（GPU/CPU 集群）的应用，以及如何有效处理各向异性介质中的RTM。 4.2 基于模型优化的速度迭代策略： 速度模型精度是成像质量的瓶颈。本章系统介绍了层析反演在深层速度建模中的应用，特别是结合了深度偏移残差的自动速度扫描（ASW）和伴随源（Source Vector）方法。深入分析了如何将模型参数的梯度信息（利用成像结果计算的残差）反馈到速度模型的更新中，形成高精度的迭代框架。 第五章：储层参数反演与岩性识别 本章探讨了如何将精确的成像结果转化为对地下岩石物理参数（如纵波速度、横波速度、密度、波阻抗）的定量反演，为油气藏预测提供直接证据。 5.1 阻抗反演（Impedance Inversion）： 详细介绍了从地震反射系数反演到纵波阻抗（P-Impedance）和横波阻抗（S-Impedance）的理论路径。讨论了如何利用低频背景模型的约束、高频信息的补充（如利用地表层析或钻井信息），以及如何应用贝叶斯理论来量化反演的不确定性。 5.2 各向异性介质中的弹性参数反演： 针对非常规油气储层中常见的垂直横向各向异性（VTI）和斜横向各向异性（TTI）模型，本章阐述了Thomsen参数和精确弹性方程在反演中的应用。重点介绍了利用Acoustic Impedance Inversion 扩展到Elastic Impedance Inversion 的技术路线，并讨论了如何利用地震各向异性（AVA/AVO）信息来识别流体类型和裂缝密度。 第六章：复杂构造区实例分析与工程应用 本章精选了多个具有代表性的复杂地质实例，展示了上述理论和方法的实际应用效果。包括深水深层、盐丘下复杂构造、以及玄武岩覆盖区的成像案例。通过对比传统偏移方法和先进波场成像方法的成像结果，直观展示了高精度速度模型和先进算法对提高构造分辨率和储层预测能力的关键作用。 结论与展望： 总结当前地震成像领域面临的主要挑战，如非平稳介质的准确描述、数据不完备性（采集孔径限制）下的鲁棒性反演，并展望了深度学习在地震数据去噪、速度建模和参数反演中的潜在应用方向。 本书结构严谨，逻辑清晰，理论推导详实，图表丰富，旨在成为地球物理勘探领域高级研究人员和专业工程师必备的参考手册。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在读研究生，我的毕业论文选题正与高精度地震成像有关。偶然间看到这本《全波形反演方法及应用》，我第一时间就被它的名字吸引了，因为它直接点出了我研究的核心——“全波形反演”。我最希望从这本书中获得的，是关于全波形反演在实际数据处理中遇到的具体技术难题和解决方案。例如，在处理实际地震数据时，常常会遇到噪声干扰、数据缺失、以及地下介质的复杂性等问题，这些都会严重影响反演效果。我希望作者能够在书中详细讨论如何克服这些挑战，比如如何进行有效的噪声压制，如何处理炮集缺失数据，以及如何构建能够适应复杂地质模型的反演算法。此外，我对书中关于反演结果的解释和解读也充满期待，如何将反演出来的速度模型等参数转化为有实际意义的地质信息，如何识别和区分不同的岩性界面，这些都是我论文写作中急需借鉴的经验。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对地球科学充满好奇的业余爱好者，尤其着迷于那些能够揭示地球深层奥秘的技术。偶然间在书店发现了这本《全波形反演方法及应用》，虽然我不是专业人士，但“全波形反演”这个词汇就给我一种非常高级和神秘的感觉。我希望通过阅读这本书，能够大致理解全波形反演是如何工作的，它与我们常说的“地震勘探”有什么区别，以及它在多大程度上能够帮助科学家们“看到”地球内部的情况。我最感兴趣的是书中关于“应用”的部分，我希望它能用相对易懂的语言，介绍一些全波形反演在石油天然气勘探、地热资源开发，甚至是寻找地下水等领域的成功案例。我对书中可能包含的地球物理学的基本概念和原理的介绍也充满期待，希望能从中学习到一些基础知识，以便更好地理解全波形反演的原理和重要性。

评分☆☆☆☆☆

我从事地质勘探工作已有数年，主要负责数据解释和模型构建。在日常工作中，我们常常需要依赖各种地球物理方法来获取地下信息，而地震勘探一直是其中的重中之重。我购买这本《全波形反演方法及应用》，主要是想了解当前最前沿的地震成像技术，特别是全波形反演是如何突破传统方法的局限性的。我尤其关注书中对于实际生产环境的考量，比如全波形反演在复杂构造区域（如盐丘、火山岩等）的应用效果如何，它能否提供比传统的叠前深度偏移更精细的地下结构信息。我对书中可能涵盖的计算效率和数据量需求也感到好奇，因为实际勘探项目往往面临时间紧、数据量大的挑战。如果书中能够提供一些关于如何优化计算流程、减少计算资源的消耗，以及如何处理海量地震数据方面的建议，那将对我的工作具有极大的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

我一直对地球物理学在环境监测和灾害预警方面的应用充满热情，这本《全波形反演方法及应用》恰好提供了这样一个视角。虽然我并非地震勘探领域的专业人士，但我的研究方向涉及地下水流模拟和地质灾害风险评估，而精确的地下介质信息是这些研究的基础。我希望通过阅读这本书，能够理解全波形反演技术是如何能够提供比传统方法更丰富、更准确的地下信息，例如岩石的孔隙度、渗透率等关键参数。书中关于“应用”的部分，我尤其期待它能详细介绍全波形反演在实际项目中的案例，比如如何利用这项技术来监测地下水体的分布和变化，或者如何通过分析地下的波形特征来识别潜在的滑坡或地震危险区域。我对书中可能包含的实际数据处理流程和效果评估方法很感兴趣，例如如何将反演结果与已知的地质信息进行对比验证，如何量化反演的精度和可靠性。如果书中能够提供一些具体的图表和案例分析，那将对我的研究非常有启发。

评分☆☆☆☆☆

这是一本关于地质勘探和地球物理研究的专业书籍，我当初购入它是希望能深入了解地震数据处理在实际勘探项目中的应用。这本书的理论部分我还没有来得及细读，主要是在前几章关于地震波传播和成像原理的部分稍作翻阅。我一直对如何利用采集到的地震波形信息来精确地描绘地下地质结构感到好奇，特别是那种能够恢复出更精细地层界面和岩性变化的方法。这本书的名字听起来就非常契合我的需求，因为它直接提到了“全波形”，这意味着它不仅仅是传统的基于叠加或偏移的处理方法，而是会深入到地震波的完整传播过程。虽然我还没有时间去深入研究其核心算法，但我相信作者在介绍相关理论时，会详细阐述全波形反演的数学模型、数值计算方法以及它与传统方法的根本区别。我对书中可能包含的数值模拟和算法实现细节非常感兴趣，例如如何选择合适的波场模拟器、如何构建目标函数以及如何进行迭代优化。这些都是实现精确成像的关键步骤，也是我一直以来想在专业书籍中找到清晰解答的地方。

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很好的一本书，对我研究很有帮助，给大家推荐一下

评分☆☆☆☆☆

很好！！！！！！！！！。

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

书内容挺全面，但是还是不太够严谨，很多处书写错误

评分☆☆☆☆☆

书是黑白图，不是彩图，很失望

评分☆☆☆☆☆

好书，适合初学者

评分☆☆☆☆☆

这本还可以

评分☆☆☆☆☆

书内容挺全面，但是还是不太够严谨，很多处书写错误