2025年地球物理反演的过去,现在和未来 .pdfVIP

博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。——《礼记》

地球物理反演的过去，现在和未来

地球物理反演的过去，现在和未来——

新世纪的回顾

SvenTreitelLarryLines

(美国TriDekon公司)（加拿大卡尔加里大学地质地球物理系）

引言

自地球物理学这一专业创建之时，地球物理学家就一直在为寻求反演问题的解

决方案而努力工作。解释人员通常是根据观测到的数据例如地震记录或位场记录

来推断地下的构造特征。在处理这些观测数据的过程中形成的一个初始模型会驻

留在解释员的大脑中，然后，解释员会利用这个记忆中的模型根据观测到的数据

来重建地下构造特征。按照现代的说法，根据观测数据对地下特征所做出的推断

与所谓的“反演问题”的解决方案应该是一致的。对此相比，“正演”所包括是

对在一个假定的地下构造上记录的数据进行测定并且假设这一测定过程是符合物

理学法则的。直到六十年代初期，地球物理学家的大脑里几乎想的都是在做地球

物理反演。从那时起，我们知道了如何在不断发展的理论研究成果的指导下，将

地球物理反演做的更加定量化和多样化，并且借助于计算机的能力去缩短从理论

到实践的进程。但是，我们应该强调这样一个显而易见的事实，并不是理论和计

算机算法能够轻易地成为最终的裁决者来确定反演结果是否有意义或有效，最终

的裁决者是地球物理解释人员。也许我们的子孙后代在下一个世纪会写一篇文章

宣称计算机已解决了反演问题，而无需人来充当

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裁决者。但到目前为止，被称之为“无约束的地球物理反演”仍然存在但只是

一个梦想。

现在让我们来遵循上述对反演问题所做的非常概括的定义来继续进行讨论。我

们在处理中心所应用的各种类似的算法都可以被认为是在各个过程中来反演地球

物理数据。例如，地震偏移是试图根据地震记录来重构实际的地下构造几何形态

（Garder，1985）。通过预测反褶积来衰减多次波（Peacock和Treitel，1969）

好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。——《中庸》

或者通过对地层脉冲响应中的一次反射或多次反射进行模拟（Lines和Treitel，

1984）都可以对地层的反射信号进行反演。AVO技术（Castagna和Backus(1993)

所做的反演是根据地表振幅的观测值来反演岩石特性。反演可以处理不同类型的

地球物理数据。人们可以同时或连续将不同的地球物理数据例如地震、位场、井

眼数据与同一个地层模型进行拟合（Lines等1988）。其它各种反演的实例还可以

列举很多。对于每一种反演，我们假定物理法则都是成立的。举例来说，对于地

震反演而言，这个法则就是波动方程或者是诸多近似方程中的其中之一。这样，

基于这个物理法则的算法就能使我们将观测到的数据反演为地下岩层特征，而我

们也把这一结果放在首要的位置上。

我们所说的反演是一个定义非常概括的反演，这个定义没有沿用一般文献所讲，

肯定与勘探地球物理学文献中的定义不尽相同。在概述了反演方法的理论背景之

后，我们来讨论一些在勘探地球物理学中最常用的一些技术，这些技术一般都被

视为是“反演方法”。然而，我们必须重申，这些方法的判定和划分常常是任意

的，我们日常所做

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的许多事都归落在地球物理反演这个保护伞下。

理论背景

反演可以被定义为获得地下模型的一个过程，而这个模型足以描述所观测到的

数据体。在地球物理数据中，我