Published October 18, 2015 | Version v1
Conference paper

Efficient 3D frequency-domain full-waveform inversion of ocean-bottom cable data with sparse block low-rank direct solver: a real data case study from the North Sea

Others:
Algorithmes Parallèles et Optimisation (IRIT-APO) ; Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT) ; Université Toulouse Capitole (UT Capitole) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI) ; Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse Capitole (UT Capitole) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI) ; Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Institut des Sciences de la Terre (ISTerre) ; Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP) ; École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Optimisation des ressources : modèles, algorithmes et ordonnancement (ROMA) ; Inria Grenoble - Rhône-Alpes ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP) ; École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Equations aux Dérivées Partielles (EDP) ; Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK) ; Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Observatoire de la Côte d'Azur ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)
Géoazur (GEOAZUR 7329) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Livermore Software Technology Corporation [Livermore] (LSTC)

Description

We present an application of 3D frequency-domain full waveform inversion (FWI) on ocean-bottom cable data from the North Sea. Frequency-domain seismic modeling is performed in the visco-acoustic VTI approximation with a sparse direct solver based on the multifrontal method. The computational cost of the multifrontal LU factorization is efficiently reduced with a block-low rank (BLR) approximation of the dense frontal matrices. A multiscale frequency-domain FWI is applied by successive inversions of 11 discrete frequencies in the 3.5Hz-10Hz frequency band. The velocity model built by FWI reveals short-scale features such as channels, scrapes left by drifting icebergs on the paleo-seafloor, fractures and deep reflectors below the reservoir level, although the presence of gas in the overburden. The quality of the FWI results is controlled by time-domain modeling and source wavelet estimation. Next step is the application of multi-parameter FWI with second-order optimization algorithms, which can be efficiently implemented with our frequency-domain modeling engine.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
March 25, 2023
Modified:
November 30, 2023