叠前全波形弹性参数反演过程控制方法研究

基于波动理论的叠前全波形弹性参数反演方法具有很多优势，但反演本质上严重的不稳定性制约了其发展和应用。本研究针对逐步线性化反演方法，将常规局部寻优方法计算出的负梯度按照慢度分解形成慢度负梯度面板。慢度负梯度面板纵向表示深度，横向表示慢度，反映的是对应不同入射角（不同慢度）的平面波对梯度的贡献，具有类似偏移中共成像点道集的意义，从而可根据慢度负梯度面板上运动学和动力学特征的一致性具体指导层段、频率、慢度等信息的选取,对地震资料叠前全波形弹性参数反演进行过程控制，保证反演结果的稳定性。

提高解的稳定性，是反演中必须采取的重要措施。项目研究致力于通过对反演中间过程的控制来提高反演的稳定性。.项目研究针对逐步线性化反演方法中梯度取为多道数据的贡献和的做法，指出其忽略了不同数据对梯度的贡献和其指示意义，提出将不同数据对梯度的贡献排列在一起形成梯度面板，并分析其对反演中间结果的质量控制作用。测试采用反射率法正演、共轭梯度法反演，生成的梯度面板反映的是不同水平慢度数据所提供的梯度，相当于不同入射角的数据对模型参数扰动生成的不同影像。如果模型参数选择是合适的，则不同水平慢度的数据生成的模型参数扰动应该在影像位置和幅值上具有较强的一致性，表现为梯度面板中同相轴横向对齐，幅值相近。.项目研究针对模型以梯度面板为工具，以初值、反演的频带、反演的深度及参与反演的慢度成分为质量控制对象，分别进行了探讨。得出结论如下：.1）利用梯度面板可对反演初值的合理性进行评估。若梯度面板中同相轴出现弯曲现象，则表明速度初值是不合理的，同相轴上弯表明初始速度过小，同相轴下弯表明初始速度过大，可据梯度面板中同相轴的弯曲方向和弯曲程度评估初始模型参数取值的合理性及参数取值的调整方向。.2）利用梯度面板可对数据频段选择的合理性进行评估。同样的浅层存在速度误差的模型，对深部层段不同频段的反演结果影响程度不同，对低频成分比对高频成分的反演结果影响小，表明不同频率成分具有不同的收敛区间，低频相对高频收敛区间大，验证了分频反演的必要性。据梯度面板中同相轴横向上的对齐性质，可确定选择的分频反演的频带是否适合于当前的反演阶段。.3）利用梯度面板对当前反演深度的合理性进行评估。据梯度面板上幅值近空白区可确定当前已可靠反演的深度，据梯度面板上由浅到深同相轴横向上的对齐特征可确定当前可稳定反演的深度，给出由浅到深的分段反演的各深度量化指标。在浅层反演好之后再反演深层，避免浅层多次波残差对深层梯度面板的影响，便于根据梯度面板中深层同相轴的特征确定深部层段的参数调整方向；也避免了浅层参数的误差对利用不同频带数据反演深层参数的影响。.4）利用梯度面板对参与反演的数据（慢度）成分的合理性进行评估。大慢度数据处折射及超临界反射波的特征与反射波在相位、频率及幅度上具有很大不同，据梯度面板上深浅层处异常梯度值出现的位置分别选择不同深度反演时可用的数据（慢度）成分，排除折射和超临界反射波对计算梯度的影响。