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基于互相关目标函数的反射波波形反演
摘要
基于互相关目标函数的反射波波形反演是地震勘探中的重要问题之一。本文主要介绍了反射波波形反演的原理、方法和应用。首先介绍了反射波波形反演的基础知识，包括地震波基本原理、反射波波形的特征及反演目标函数的定义。然后介绍了常用的反射波波形反演方法，包括全波形反演、拟合反演和互相关反演等方法。最后，介绍了反射波波形反演在地震勘探中的应用，包括在油藏勘探、地下水勘探和地震灾害预测中的应用。
关键词：反射波波形反演；地震勘探；目标函数；全波形反演；拟合反演；互相关反演
Abstract
Reflectionwavewaveforminversionbasedoncrosscorrelationobjectivefunctionisoneoftheimportantproblemsinseismicexploration.Thispapermainlyintroducestheprinciple,methodandapplicationofreflectionwavewaveforminversion.Firstly,thebasicknowledgeofreflectionwavewaveforminversionisintroduced,includingthebasicprincipleofseismicwave,thecharacteristicsofreflectionwavewaveformandthedefinitionofinversionobjectivefunction.Then,thecommonlyusedinversionmethodsofreflectionwavewaveforminversionareintroduced,includingfullwaveforminversion,fittinginversionandcrosscorrelationinversion.Finally,theapplicationofreflectionwavewaveforminversioninseismicexplorationisintroduced,includingitsapplicationinoilreservoirexploration,groundwaterexplorationandearthquakedisasterprediction.
Keywords:Reflectionwavewaveforminversion;seismicexploration;objectivefunction;fullwaveforminversion;fittinginversion;crosscorrelationinversion
正文
一、引言
反射波波形反演是地震勘探中的重要问题之一。它是利用地震波在地下介质中传播的信息，通过对地震波传播过程的模拟和计算，推断地下介质中物理参数的分布情况。反射波波形反演已经成为各种地震勘探技术中不可或缺的手段，如地震勘探、油藏勘探、岩土工程勘察、地下水勘探和地震灾害预测等。
本文将主要介绍反射波波形反演的基本原理、方法和应用。首先，介绍地震波的基本原理和反射波波形的特征，以及反演中所用到的目标函数。然后，介绍反射波波形反演的常见方法，包括全波形反演、拟合反演和互相关反演等方法。最后，介绍反射波波形反演在地震勘探中的应用。
二、反射波波形反演的基本原理
（一）地震波基本原理
地震波是在地震源（如人工震源或自然震源）作用下在地下介质中传播的机械波。在地下介质中，由于地质层的不同，地震波在传播过程中会发生折射、反射和散射等现象。这些现象使得地震波传播过程变得复杂，但也提供了探测地下介质的机会。
地震波可以分为两种类型：体波和面波。体波是沿任意方向传播的波，包括纵波和横波，它们在传播过程中不会发生反射和折射。面波是在介质表面上沿水平方向传播的波，包括Rayleigh波和Love波，它们的能量主要集中在介质表面附近，容易引起地表振动。
（二）反射波波形的特征
反射波是地下介质中介质边界处发生的一种波形现象。当地震波遇到介质边界时，一部分能量会被反射回来，构成反射波。反射波的波形特征与介质边界的形状、介质参数的差异以及入射波的频率和极性等因素都有关。
在反射波波形反演中，通常使用接收震动记录中的反射波波形信息来推断地下介质的物理参数。反射波的波形信息包括到时、振幅和波形形态等，其中到时信息直接反映了地下介质的深度分布。反射波的振幅信息和波形形态则反映了介质参数的变化。
（三）反演目标函数的定义
在反射波波形反演中，目标函数是指反演过程中所最小化的代价函数。目标函数通常定义为观测波形与预测波形之间的差异。不同的反演方法一般采用不同的目标函数，但通常都