一种基于成像能流矢量的弹性逆时偏移方法技术

本发明专利技术属于勘探地球物理学领域，涉及一种基于成像能流矢量的弹性逆时偏移方法。该方法包括：基于弹性波正向延拓算子，获得震源端弹性波质点振动速度矢量场；基于弹性波反向延拓算子，获得检波端弹性波应力张量场；对所述的震源端质点振动速度矢量场和检波端应力张量场进行点积运算，构建得到各网格节点在检查点时刻的成像能流矢量；根据能流矢量散度成像条件，对所构建的成像能流矢量进行成像，获得弹性波反射能量成像结果。本发明专利技术从矢量化弹性波场中实现了标量化弹性波反射能量成像结果提取，得到的成像结果物理意义明确；而且仅利用震源端弹性波质点振动速度矢量场和检波端弹性波应力张量场进行成像，存储消耗较低，存储效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于成像能流矢量的弹性逆时偏移方法


[0001]本专利技术属于勘探地球物理学领域，涉及一种基于成像能流矢量的弹性逆时偏移方法。

技术介绍

[0002]弹性逆时偏移方法，可以利用多分量地震数据对复杂地球介质进行构造成像。合理的成像条件，作为弹性逆时偏移方法中重要组成部分，可以从震源端和检波端弹性波场中实现标量成像结果提取，从而实现复杂地球介质的构造成像。其中，基于能量密度的弹性能量互相关成像条件，可以从弹性质点振动速度-应力矢量场中提取出弹性波反射能量成像结果，物理意义明确。但是，以质点振动速度
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应力为自变量表征的弹性能量互相关成像条件存储效率较低且海底数据处理时计算稳定性差，这就限制了基于弹性能量互相关成像条件的弹性逆时偏移方法的实际应用。
[0003]中国专利技术专利申请CN201810967971.1，公开一种基于lowrank有限差分的弹性逆时偏移方法及系统，该方法通过利用平面波理论及lowrank分解方法构建了时空兼顾的有限差分算子，是基于波数域实现的，计算量大，运算复杂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于成像能流矢量的弹性逆时偏移方法，可以解决基于弹性能量互相关成像条件的弹性逆时偏移方法存储效率低且海底数据处理稳定性差的问题，提高弹性能量逆时偏移成像方法在实际应用中效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于成像能流矢量的弹性逆时偏移方法，包括：
[0006]基于弹性波正向延拓算子，获得震源端弹性波质点振动速度矢量场；
[0007]基于弹性波反向延拓算子，获得检波端弹性波应力张量场；
[0008]对所述的震源端质点振动速度矢量场和检波端应力张量场进行点积运算，构建得到各网格节点在检查点时刻的成像能流矢量；
[0009]根据能流矢量散度成像条件，对所构建成像能流矢量进行成像，获得弹性波反射能量成像结果。
[0010]作为本专利技术的一种优选方式，所述成像能流矢量的构建方法为：
[0011]根据设定的检查点时刻，提取震源端弹性波质点振动速度矢量场
[0012]根据设定的检查点时刻，提取检波端弹性应力张量场
[0013]以所述的相同检查点时刻的震源端质点振动速度矢量场和检波端应力张量场为自变量，根据下式进行点积运算构建成像能流矢量：
[0014][0015]式中，表示各个网格点处第i个检查点时刻T
i
的成像能流失量，为成像能流矢量沿x方向的分量，为成像能流矢量沿y方向的分量，为成像能流矢量沿z方向的分量，表示各个检查点处第i个检查点时刻T
i
的检波端弹性应力张量场，表示各个检查点处第i个检查点时刻T
i
的震源端弹性波质点振动速度矢量场；
[0016]成像能流矢量采用分量形式，表示为：
[0017][0018]保存每一检查点时刻的成像能流密度矢量。
[0019]进一步优选地，对所构建的成像能流矢量进行成像的方法包括：
[0020]根据设定检查点时刻，确定检查点时间间隔：
[0021]ΔT
i
＝T
i-T
i-1
,i＝1,2,...,M (2)
[0022]其中，ΔT
i
为第i个检查点时刻处检查点时间间隔，T
i
为任意一个检查点时刻时间，T
i+1
表示相邻上一个检查点时刻时间；
[0023]针对每一检查点时刻的成像能流密度矢量及检查点时间间隔，利用如下所示的基于能流矢量的弹性能量成像条件进行成像，获得最终弹性能量成像结果：
[0024][0025]其中，Im
energy
表示基于能流矢量散度成像条件求取的弹性波反射能量成像结果，i表示检查点时刻序号，共计N个检查点时刻，ishot表示炮点序号，共计Ishot 炮，符号表示散度运算，表示第i个检查点时刻成像能流矢量散度，采用分量形式表示为ΔT
i
表示检查点时间间隔。
[0026]进一步优选地，利用交错网格有限差分格式对弹性波动方程进行离散，获得弹性波延拓算子。
[0027]进一步优选地，对所述的弹性波延拓算子加载给定震源子波及介质模型，沿时间
正向传播方向进行弹性波场延拓，获得弹性波正向延拓算子。
[0028]进一步优选地，所述的给定震源子波加载到弹性波场延拓算子中弹性波正应力或剪切应力上。
[0029]进一步优选地，对所述的弹性波延拓算子利用预先给定的介质模型，将多分量地震记录作为边界条件，沿时间反向传播方向进行弹性波场延拓获得弹性波反向延拓算子。
[0030]相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：提供了一种基于成像能流矢量的弹性逆时偏移方法，该方法构建了成像能流矢量，实现震源端弹性波场和检波端弹性波场相关矢量化关系表征，并利用所构建的能流矢量散度成像条件实现弹性波反射能量成像结果提取，物理意义明确，避免了所有检查点时刻震源端应力张量场存储消耗，提高了存储效率，而且解决了基于弹性能量互相关成像条件的弹性逆时偏移方法在海底多分量地震数据处理中计算不稳定问题。
附图说明
[0031]图1是基于成像能流矢量的弹性逆时偏移方法实施的流程示意图；
[0032]图2是预先给定的震源子波波形；
[0033]图3a是构建的凹陷模型的纵波速度场；
[0034]图3b是构建的凹陷模型的横波速度场；
[0035]图3c是构建的凹陷模型的密度场；
[0036]图4a是正向外推至1s时刻构建的震源端弹性波质点振动速度波场沿x方向的分量；
[0037]图4b是正向外推至1s时刻构建的震源端弹性波质点振动速度波场沿z方向的分量；
[0038]图5a是施加震源后地表采集到的时间采样时长2.7s的多分量地震记录沿x 方向的分量；
[0039]图5b是施加震源后地表采集到的时间采样时长2.7s的多分量地震记录沿z 方向的分量；
[0040]图6a是反向外推至1s时刻构建的震源端弹性波应力场沿xx方向的分量；
[0041]图6b是反向外推至1s时刻构建的震源端弹性波应力场沿xz方向的分量；
[0042]图6c是反向外推至1s时刻构建的震源端弹性波应力场沿zz方向的分量；
[0043]图7a是检查点1s时刻构建的成像能流矢量沿x方向的分量；
[0044]图7b是检查点1s时刻构建的成像能流矢量沿z方向的分量；
[0045]图8a是采用能流矢量散度成像条件获得的单炮弹性波能量成像剖面；
[0046]图8b是最终采用能流矢量散度成像条件获得的多炮叠加的弹性波能量成像剖面。
具体实施方式
[0047]为了使本
的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于成像能流矢量的弹性逆时偏移方法，其特征在于，包括：基于弹性波正向延拓算子，获得震源端弹性波质点振动速度矢量场；基于弹性波反向延拓算子，获得检波端弹性波应力张量场；对所述的震源端质点振动速度矢量场和检波端应力张量场进行点积运算，构建得到各网格节点在检查点时刻的成像能流矢量；根据能流矢量散度成像条件，对所构建的成像能流矢量进行成像，获得弹性波反射能量成像结果。2.根据权利要求1所述的基于成像能流矢量的弹性逆时偏移方法，其特征在于，所述成像能流矢量的构建方法为：根据设定的检查点时刻，提取震源端弹性波质点振动速度矢量场根据设定的检查点时刻，提取检波端弹性应力张量场以所述的相同检查点时刻的震源端质点振动速度矢量场和检波端应力张量场为自变量，根据下式进行点积运算构建成像能流矢量：式中，表示各个网格点处第i个检查点时刻T
i
的成像能流失量，为成像能流矢量沿x方向的分量，为成像能流矢量沿y方向的分量，为成像能流矢量沿z方向的分量，表示各个检查点处第i个检查点时刻T
i
的检波端弹性应力张量场，表示各个检查点处第i个检查点时刻T
i
的震源端弹性波质点振动速度矢量场；成像能流矢量采用分量形式，表示为：保存每一检查点时刻的成像能流密度矢量。3.根据权利要求1所述的基于成像能流矢量的弹性逆时偏移方法，其特征在于，对所构建的成像能流矢量进行成像的方法包括：根据设定检查点时刻，确定检查点时间间隔：
ΔT
i
＝T
i-T
i-1
,i＝1,2,...,...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓语，郑轶，何传林，梁展源，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：