全方位角/长偏移距 OBN 数据的三维频域 FWI 是否可行？以 Gorgon 为例的研究
最优化与控制
2023-01-13 v2
摘要
频域全波形反演（FWI）有望高效处理由稀疏布设的海底节点（OBN）与宽频带震源进行的全方位角长偏移距静态记录海底采集，因为反演可用少数离散频率完成。然而，用线性代数求解器在频域高效求解正演（边值）问题，对涉及数千万至数亿参数的大型计算域仍是挑战。我们以澳大利亚西北陆架 2015/16 年 Gorgon OBN 实例阐明三维频域 FWI 的可行性。我们使用大规模并行多波前直接求解器 MUMPS 求解正演问题，其包含四项关键特性以实现高计算效率：结合消息传递接口与多线程的高效并行、块低秩压缩、混合精度算术以及稀疏震源的高效处理。该 Gorgon 子数据集涉及 650 个用作互易震源的 OBN 与 400,000 个震源。在黏声 VTI 近似下以经典频率延续方法从起始频率 1.7 Hz 到终止频率 13 Hz 进行纵波速度的单参数 FWI。目标区域面积从 260 km2（频率 > 8.5 Hz）到 705 km2（频率 < 8.5 Hz），最大深度 8 km。与起始模型相比，FWI 显著改善了储层深度处 Gorgon 地垒边界断层以及若干地垒内断层与 Mungaroo 组若干界面的重建，最深达 7 km。
引用
@article{arxiv.2210.16767,
title = {Does 3D frequency-domain FWI of full-azimuth/long-offset OBN data feasible? The Gorgon case study},
author = {S. Operto and P. Amestoy and H. S. Aghamiry and S. Beller and A. Buttari and L. Combe and V. Dolean and M. Gerest and G. Guo and P. Jolivet and J. -Y. L'Excellent and F. Mamfoumbi and T. Mary and C. Puglisi and A. Ribodetti and P. -H. Tournier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.16767},
year = {2023}
}