一种黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子制造技术

本发明专利技术公开了一种黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子，包括以下步骤：输入速度场及各种参数场，建立观测系统；选择目标区域进行局部网格加密；在全局区域采用黏声各向异性介质进行波场延拓；在目标区域采用黏弹各向异性双相介质进行波场延拓；在目标区域的边界处进行黏声各向异性和黏弹各向异性双相波场传递；应用人工边界条件对边界反射进行吸收；输出炮记录和波场快照。本发明专利技术黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子，在全局区域采用黏声各向异性介质的声波算子进行波场延拓，在目标区域采用黏弹各向异性双相介质的弹性波算子进行延拓，提高了地震波场的模拟准确度并提高了计算效率。

A variable grid operator for solving the region of viscoelastic anisotropic biphasic media

【技术实现步骤摘要】
一种黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子
本专利技术属于石油勘探
，具体涉及一种黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子。
技术介绍
地震波波场正演模拟越来越受到地球物理学者们的重视，它的地位也显得越来越重要。其中，地球介质具有黏弹性、各向异性和双相性，目前针对地震波波场正演模拟大都基于以上其中一种或两种性质考虑。但是，这种基于一种或两种性质模拟得到的地震波数据与基于三种性质模拟出的多分量的地震波数据在流体识别与描述、裂缝分布估计、岩性估计、各向异性分析、亮点反射设别等方面都有所差距，基于三种性质模拟出的多分量的地震波数据更加有效。虽然基于三种性质模拟出的多分量的地震波数据更加有效，但是全地下构造均采用黏弹各向异性双相介质弹性波正演模拟方法进行地震波波场模拟时，模拟计算量巨大，现有的计算机硬件难以承受。因此，本专利技术提出了一种黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子，既同时考虑了地球介质的黏弹性、各向异性和双相性，又只针对目标区域进行弹性纵横波场的模拟，从而降低模拟的计算量。
技术实现思路
本专利技术的目的是为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子，其特征是，包括以下步骤：/n步骤1：输入速度场及各种参数场，建立观测系统；/n步骤2：选择目标区域进行局部网格加密；/n步骤3：在全局区域采用黏声各向异性介质进行波场延拓；/n步骤4：在目标区域采用黏弹各向异性双相介质进行波场延拓；/n步骤5：在目标区域的边界处进行黏声各向异性和黏弹各向异性双相波场传递；/n步骤6：应用人工边界条件对边界反射进行吸收；/n步骤7：输出炮记录和波场快照。/n

【技术特征摘要】
1.一种黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子，其特征是，包括以下步骤：
步骤1：输入速度场及各种参数场，建立观测系统；
步骤2：选择目标区域进行局部网格加密；
步骤3：在全局区域采用黏声各向异性介质进行波场延拓；
步骤4：在目标区域采用黏弹各向异性双相介质进行波场延拓；
步骤5：在目标区域的边界处进行黏声各向异性和黏弹各向异性双相波场传递；
步骤6：应用人工边界条件对边界反射进行吸收；
步骤7：输出炮记录和波场快照。


2.如权利要求1所述的黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子，其特征是，所述步骤2中，在全局区域进行粗网格剖分，在目标区域进行细网格剖分。


3.如权利要求2所述的黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子，其特征是，所述步骤2中，全局区域的粗网格尺寸为目标区域细网格尺寸的奇数倍。


4.如权利要求3所述的黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子，其特征是，所述步骤3中，在全局区域采用黏声各向异性波动方程(1)进行P波传播；



方程(1)中，p表示各向异性声波波场；q表示各向异性声波辅助波场；vpz表示对称轴方向的相速度；ε表示用以表征纵波各向异性强度的Thomson参数，δ表示用以表征动校正速度的Thomson参数；t表示时间；fx表示水平分量的震源；fz表示垂直分量的震源；x表示空间水平分量的空间坐标；z表示空间垂直分量的空间坐标；τ表示松弛时间，τ由公式(2)求得：
τ＝τε/τσ-1(2)
公式(2)中，τσ为应力松弛时间，τε为应变松弛时间；其中，τσ和τε与纵波品质因子Qp的关系如公式(3)、公式(4)所示；






公式(3)和公式(4)中，ω代表角频率。


5.如权利要求4所述的黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子，其特征是，所述步骤3中全局区域采用的黏声各向异性波动方程(1)由公式(5)递推求得；



公式(5)中，n表示差分计算次数；F和F-1分别为傅里叶变换与傅里叶反变换；Δt是时间步长；kx为水平分量的波数；kz为垂直分量的波数；为水平分量的空间二阶偏导数；为垂直分量的空间二阶偏导数；

和由公式(6)～公式(9)求得：












公式(6)～公式(9)中，Δx表示水平分量的空间网格步长；Δz表示垂直分量的空间网格步长；c2,0和c2,m为二阶偏导数的有限差分系数；m为积分变量；M为差分阶数；i为水平分量的空间坐标计数，j为垂直分量的空间坐标计数。


6.如权利要求5所述的黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子，其特征是，所述步骤4中，在目标区域采用黏弹各向异性双相介质一阶速度应力方程(10)进行多分量波场延拓；



方程(10)中，ux为固相水平分量的质点速度；uz为固相垂直分量的质点速度；Ux为流相水平分量的质点速度；Uz为流相垂直分量的质点速度；τxx为水平分量的正应力；τzz为垂直分量的正应力；τxz表示切应力；S表示流相正应力；Q为固体与流体之间相耦合弹性系数；R为流相弹性系数；b表示耗散系数；t表示时间；x表示空间水平分量的空间坐标；z表示空间垂直分量的空间坐标；L1表示体积模量的标准线性固体个数；L2表示剪切模量的标准线性固体个数；表示胀缩模式的记忆变量；表示体积模量的第l个标准线性固体的记忆变量；表示剪切模量的第l个标准线性固体的记忆变量；为各向异性粘弹介质的弹性系数；e11、e55为各向异性弹性系数；D1、D2和D3分别为三个中间变量；
方程(10)中，D1、D2和D3由公式(11)求得：



公式(11)中，ρ11表示单位体积中固体相对流体运动时固体部分总的等效质量，ρ22表示单位体积中流体相对固体运动时流体部分总的等效质量，ρ12表示单位体积中流体和固体之间的质量耦合系数；
方程(10)中，和由公式(12)求得；



公式(12)中，表示体积模量的应力松弛时间常数；表示剪切模量的应力松弛时间常数；表示体积模量的应变松弛时间常数；表示剪切模量的应变松弛时间常数；
方程(10)中，e11、e55由公式(13)求得：



公式(13)中，ε表示用...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲英铭，彭立德，黄崇棚，李振春，陈振中，任镜儒，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37