【技术实现步骤摘要】
一种预压固体介质地震波传播有限差分模拟方法
[0001]本专利技术涉及一种预压固体介质地震波传播有限差分模拟方法，属于地震勘探领域。
技术介绍
[0002]随着地震勘探领域的不断发展，人们对于油气藏的开发已经不再拘泥于浅部，地震勘探技术也逐渐向深部油气藏以及复杂构造油气藏方向转变。深部以及复杂构造储层受到周围环境压力、应力影响较大，深部储层动态力学参数与浅部状态完全不同。深部储层的岩石介质，会受到较强的地层压力甚至是复杂应力的影响。常规的地震波弹性理论是假设介质受无穷小应力下波在介质中的传播理论，未考虑介质在承受较大的地层压力以及复杂应力条件下波的传播情况，从而传统勘探地震学方法无法获得真实深部储层结构，也无法获得真实反映深部地下结构的地震剖面。
[0003]因此我们在进行地震波模拟时需要增加预压应力项，也就是我们要用到声弹性理论来模拟深层岩石中弹性波的传播情况，声弹性理论是经典线弹性理论的进一步拓展，我们将经典线弹性理论的Hook定律向外推广就得到了声弹性理论。进行声弹性模拟即模拟预压固体介质中地震波的传播时，情况...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种预压固定介质地震波传播有限差分模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用声弹性技术中描述预压应力环境下的弹性波传播方程，描述在预压固体条件下波的传播情况；弹性波传播方程如下：式中，A
αβγδ
表示四阶刚度张量，u表示位移分量，ρ0表示初始状态固体介质密度；其中，A
αβγδ
的刚度矩阵形式为：式中，λ和μ是拉梅常数；A、B、C是岩石的三阶弹性常数；和是岩石在不同方向上的应变分量；将方程(1)改写成为一阶速度应力格式：式中，ρ表示固定介质密度，τ表示应力，v表示速度；根据公式(6)和笛卡尔张量表示法，展开重写公式(7)得到声弹性一阶速度应力公式2)利用已知的岩石弹性模量，建立均匀层状介质模型；3)用旋转交错网格有限差分方法差分弹性波传播方程；将方程(7)中速度和应力用旋转交错网格有限差分方法离散，得到的离散格式为：
式中，C
n
表示差分系数；L表示阶数；时间从t到t+Δt，离散时间t＝ndt，dt是时间步长，由式(13)迭代计算得到4)在步骤2)中的均匀层状介质模型边界应用不分裂卷积完全匹配层吸收边界；5)在不同应力场条件下用旋转交错网格有限差分方法对均匀层状介质模型进行声弹性模拟，得到不同应力场下的地震波场；将不同应力场条件带入式(6)得到对应刚度矩阵，将对应得到的刚度矩阵分别带入方程(14)中去，然后用步骤3)中的旋转交错网格有限差分方法对应力和速度进行离散，得到不同应力场下的地震波场；6)建立双层介质模型，重复步骤3)
‑
5)，进行预压固体介质地震波传播有限差分模拟，得到不同应力场下的地震波场。2.如权利要求1所述的一种预压固定介质地震波传播有限差分模拟方法，其特征在于，在上述步骤1)中，式中，δ
αγ
是Kronecker符号；Г
αβγδ
和分别表示由固体介质有限静态变形引起的四阶刚度张量和第二类Piola
‑
Kirchhoff应力张量；四阶刚度张量A
αβγδ
在预应力状态下围绕材料的弹性常数展开：式中，是固定介质预变形引起的体积应变；c
αβγδ
和c
αβγδεη
分别是预应
力状态下固定介质的二阶和三阶弹性常数；根据对称性，C
εβγδ
、C
αεγδ
、C
αβfδ
、C
αβγε
与c
αβγδ
相同，是波传播过程中引起的微小应变；系数A
αβγδ
取决于材料弹性常数和预应力位移场，具有与...
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