单程波正演模拟方法、装置、存储介质及处理器制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种单程波正演模拟方法、装置、存储介质及处理器，属于地球物理勘查技术领域，所述方法包括：确定分步傅里叶波场延拓算子；基于所述分步傅里叶波场延拓算子，确定HTI介质单程波裂步法算子；利用所述HTI介质单程波裂步法算子，进行HTI介质单程波裂步法叠后正演模拟。

【技术实现步骤摘要】
单程波正演模拟方法、装置、存储介质及处理器
本专利技术涉及地球物理勘查
，尤其涉及一种单程波正演模拟方法、装置、存储介质及处理器。
技术介绍
地震波正演模拟主要是求取地震波在已知的地下地质模型中的传播规律,包括传播时间、路径、能量等。通过正演模拟，可以正确认识地震波在复杂介质中传播的运动学和动力学特征,以及准确地分析地下地质构造所产生的反射地震波场特征。相关技术中，常采用波动方程对地震波进行正演模拟，波动方程法是应对日益复杂的地质构造地震波传播数值模拟的最重要方法。现实中，由于地下介质存在裂隙、裂缝、砂泥岩薄互层等，是非均匀各向异性的，采用各向同性波动方程进行正演模拟，模拟波在地下传播时会有较大的误差，因此通常采用各向异性波动方程来模拟波在地下传播过程。另外，由于受到应力场的作用，岩石中形成择优取向排列的裂缝、裂隙和孔隙，这些裂缝、裂隙或孔隙可能充满气体或流体等充填物，地震波在这些裂隙岩石中的传播相当于在均匀弹性各向异性固体中的传播，因此可称此裂隙岩石具有等效各向异性，也可以把这种具有气体或流体等充填物的择优取向裂隙称为广泛扩容各向异性。通常采用具有水平对称轴的横向各向同性(HorizontalTransverseIsotropy，HTI)介质来等效这种裂隙岩石进行正演模拟。然而，相关技术中，基于HTI介质的地震波正演模拟过程尚需优化。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种单程波正演模拟方法、装置、存储介质及处理器。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种单程波正演模拟方法，包括：确定分步傅里叶波场延拓算子；基于分步傅里叶波场延拓算子，确定HTI介质单程波裂步法算子；利用HTI介质单程波裂步法算子，进行HTI介质单程波裂步法叠后正演模拟。在本专利技术实施例中，确定分步傅里叶波场延拓算子，包括：确定声波方程和速度倒数慢度；其中，速度倒数慢度包括参考慢度和扰动慢度；对参考慢度进行第一次相移延拓；对扰动慢度进行第二次相移延拓；得到分步傅里叶波场延拓算子。在本专利技术实施例中，声波方程被定义为：其中，v(x,z)为纵波速度，t为时间，P为压力，x为水平方向，z为垂直于地下方向，表示对x方向取空间偏导数，表示对z方向取空间偏导数，表示对时间的偏导数。在本专利技术实施例中，分步傅里叶波场延拓算子被定义为：其中，kx为水平波数，P1为频率-空间域波场，P为时间-空间域波场，Δz为z方向空间步长，F为傅里叶变化，F-1为傅里叶反变化，i为虚数，w为频率，s0为背景慢度，Δs为扰动慢度，zi为z方向第i层深度。在本专利技术实施例中，基于分步傅里叶波场延拓算子，确定HTI介质单程波裂步法算子，包括：确定HTI介质的准纵波频散方程；对HTI介质的准纵波频散方程进行解耦，以得到HTI介质准纵波频散方程；将HTI介质准纵波频散方程划分为背景垂直波数和扰动垂直波数；基于分步傅里叶波场延拓算子，对背景垂直波数和扰动垂直波数进行处理，得到HTI介质单程波裂步法算子。在本专利技术实施例中，HTI介质单程波裂步法算子被定义为：其中，ε、δ为各向异性参数，kz0为HTI介质的背景垂直波数，kzΔ为HTI介质的扰动垂直波数，kx为HIT介质水平波数。在本专利技术实施例中，利用HTI介质单程波裂步法算子，进行HTI介质单程波裂步法叠后正演模拟，包括：基于爆炸反射面理论，利用HTI介质单程波裂步法算子，进行HTI介质单程波裂步法叠后正演模拟。本专利技术第二方面提供一种单程波正演模拟装置，包括：第一确定模块，用于确定分步傅里叶波场延拓算子；第二确定模块，用于基于分步傅里叶波场延拓算子，确定HTI介质单程波裂步法算子；正演模拟模块，用于利用HTI介质单程波裂步法算子，进行HTI介质单程波裂步法叠后正演模拟。本专利技术第三方面提供一种机器可读存储介质，机器可读存储介质上存储有指令，指令用于使得机器执行本申请上述任一项的单程波正演模拟方法。本专利技术第四方面提供一种处理器，程序被处理器运行时用于执行本申请上述任一项的单程波正演模拟方法。通过上述技术方案，确定分步傅里叶波场延拓算子；基于分步傅里叶波场延拓算子，确定HTI介质单程波裂步法算子；利用HTI介质单程波裂步法算子，进行HTI介质单程波裂步法叠后正演模拟；在正演模拟过程中，仅考虑地震波传播过程中的上行波或下行波，算法简单，计算速度快，无反射波干扰，正演模拟效果好。本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：图1是本专利技术实施例单程波正演模拟方法的流程示意图；图2是本专利技术应用实施例数值模拟过程示意图；图3a是本专利技术应用实施例层状速度模型示意图；图3b是本专利技术应用实施例层状速度模型叠后正演结果示意图；图4是本专利技术应用实施例复杂速度模型示意图；图5是本专利技术应用实施例复杂速度模型叠后正演结果示意图；图6是本专利技术实施例单程波正演模拟装置的结构框图；图7是本专利技术实施例计算机设备的内部结构图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。相关技术中，对于各向异性介质波动方程的正演模拟，准纵波(也称为qP波)方程的正演模拟具有占用资源小、计算速度快的优点。从地震波传播的角度分析，双程波动方程通常采用全程声波方程或全程弹性波动方程进行模拟，包含有波场延拓中的上行波和下行波信息，其模拟的地震波场比较接近于野外实际观测的地震波场，其波场信息丰富，不仅包含有意义的一次反射波，而且包含直达波、多次波、倏逝波等各种干扰波。但是基于双程波动方程的方法计算效率较低，而且模拟的地震波场的信噪比也很低，不利于快速直观地分析目标地质体的地震反射特征。基于此，本专利技术实施例，确定分步傅里叶波场延拓算子；基于分步傅里叶波场延拓算子，确定HTI介质单程波裂步法算子；利用HTI介质单程波裂步法算子，进行HTI介质单程波裂步法叠后正演模拟。本专利技术实施例在正演模拟过程中，仅考虑地震波传播过程中的上行波或下行波，算法简单，计算速度快，正演模拟效果好。本专利技术实施例提供了一种单程波正演模拟方法，如图1所示，该方法包括：步骤101：确定分步傅里叶波场延拓算子；步骤102：基于分步傅里叶波场延拓算子，确定HTI介质单程波裂步法算子；步骤103：利用HTI介质单程波裂步法算子，进行HTI介质单程波裂步法叠后正演模拟。实际应用时，根据地震波散射理论，将介质分为均匀的背景介质和随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单程波正演模拟方法，其特征在于，包括：/n确定分步傅里叶波场延拓算子；/n基于所述分步傅里叶波场延拓算子，确定HTI介质单程波裂步法算子；/n利用所述HTI介质单程波裂步法算子，进行HTI介质单程波裂步法叠后正演模拟。/n

【技术特征摘要】
20201016 CN 20201111000661.一种单程波正演模拟方法，其特征在于，包括：
确定分步傅里叶波场延拓算子；
基于所述分步傅里叶波场延拓算子，确定HTI介质单程波裂步法算子；
利用所述HTI介质单程波裂步法算子，进行HTI介质单程波裂步法叠后正演模拟。


2.根据权利要求1所述的单程波正演模拟方法，其特征在于，所述确定分步傅里叶波场延拓算子，包括：
确定声波方程和速度倒数慢度；其中，所述速度倒数慢度包括参考慢度和扰动慢度；
对所述参考慢度进行第一次相移延拓；对所述扰动慢度进行第二次相移延拓；得到分步傅里叶波场延拓算子。


3.根据权利要求2所述的单程波正演模拟方法，其特征在于，所述声波方程被定义为：



其中，v(x,z)为纵波速度，t为时间，P为压力，x为水平方向，z为垂直于地下方向，表示对x方向取空间偏导数，表示对z方向取空间偏导数，表示对时间的偏导数。


4.根据权利要求2所述的单程波正演模拟方法，其特征在于，所述分步傅里叶波场延拓算子被定义为：



其中，kx为水平波数，P1为频率-空间域波场，P为时间-空间域波场，Δz为z方向空间步长，F为傅里叶变化，F-1为傅里叶反变化，i为虚数，w为频率，s0为背景慢度，Δs为扰动慢度，zi为z方向第i层深度。


5.根据权利要求1所述的单程波正演模拟方法，其特征在于，所述基于所述分步傅里叶波场延拓算子，确定HTI介质单程波裂步法算子，包括：
确定HTI介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国忱，张豪，印兴耀，宗兆云，曹丹平，张佳佳，
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