一种弹性偏移地震波场构建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种弹性偏移地震波场构建方法及装置，该方法包括：根据弹性波速度应力方程，求取扩展紧致交错网格有限差分系数；计算扩展紧致交错网格有限差分算子矩阵；构建震源波场正向外推算子和检波波场逆时外推算子；根据所述震源波场正向外推算子、预先设定的介质模型和震源函数，实现地震波场的正向外推，获得震源波场；根据所述检波波场逆时外推算子，预先设定的介质模型和预先设定的多分量地震资料，实现地震波场的逆时外推，获得检波波场。本发明专利技术相比于现有使用常规有限差分方法和紧致差分方法构建弹性偏移地震波场的方法，在同等差分阶数情况下差分基架网格点数更少，可有效提高复杂介质波场构建精度，从而提高逆时偏移的成像精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及勘探地球物理学领域，具体地，涉及一种弹性偏移地震波场构建方法及装置。
技术介绍
弹性偏移地震波场构建中需要构建震源波场和检波波场，其中，震源波场一般通过对弹性波速度应力方程进行时间正向外推获得，检波波场一般通过对弹性波速度应力方程进行逆时外推获得。目前对弹性波速度应力方程进行外推常用的数值方法是基于交错网格的有限差分，这种方法的优点是可以通过网格剖分精确描述复杂介质，计算速度快，对内存要求低。但是其问题在于，要获得更高的精度就要采取更高的差分阶数，这使得在求解某一点的差分时需要涉及到其两侧更多的网格点(网格基架点)的波场值，而这会降低对复杂介质的计算精度。例如以下为常规2N阶精度交错网格的有限差分格式:

【技术保护点】
一种弹性偏移地震波场构建方法，其特征在于，包括：根据弹性波速度应力方程，求取扩展紧致交错网格有限差分系数；计算扩展紧致交错网格有限差分算子矩阵；构建震源波场正向外推算子和检波波场逆时外推算子；根据所述震源波场正向外推算子、预先设定的介质模型和震源函数，实现地震波场的正向外推，获得震源波场；根据所述检波波场逆时外推算子，预先设定的介质模型和预先设定的多分量地震资料，实现地震波场的逆时外推，获得检波波场；其中，所述弹性波速度应力方程为：∂vx∂t=1ρ(∂τxx∂x+∂τxz∂z)∂vz∂t=1ρ(∂τxz∂x+∂τzz∂z)∂τxx∂t=c11∂vx∂x+c13∂vz∂z∂τzz&PartialD;t=c31∂vx∂x+c33∂vz∂z∂τxz∂t=c55(∂vz∂x+∂vx∂z)所述求取扩展紧致交错网格有限差分系数的具体方法为：C＝D?1·dD＝[Dij](L+N)×(L+N)Dij=1(2i-2)!j2i-2,j=1,2,...,L-1(2i-1)!(j-L-12)2i-1,j=L+1,...,L+Nd＝[di×1](L+N)×1di=-0.5,i=10,1<i≤L+NC＝[a1…aL?b1…bN]T所述计算扩展紧致交错网格有限差分算子矩阵的具体方法为：LXF=1ΔxAX-1·BXFLXB=1ΔxAX-1·BXBLZF=1ΔzBZF·AZ-1LZB=1ΔzBZB·AZ-1所述构建得到的震源波场正向外推算子为：Uk+1=Uk+Δt[MXT+(TRMZ)R]Tk+1=Tk+Δt[KXU+(URKZ)R]+SU=vxvzT=τxxτzzτxzMX=ρ-1LXF0000ρ-1LXBMZ=000ρ-1LZFρ-1LZB0KX=c11LXB0c31LXB00c55LXFKZ=00c55LZFc13LZBc33LZB0S＝[Ψ?Ψ?0]RΨ(i,j;k)＝h(k)·Φ(i,j)所述构建得到的检波波场逆时外推算子为：Uk=Uk+1-Δt[MxT+(TRMZ)R]Tk=Tk+1-Δt[KXU+(URKZ)R]vxj=jrcvk=Qx(kΔt)vzj=jrcvk=Qz(kΔt)其中，x、z分别为介质模型中各网格点的水平位置坐标和深度位置坐标；vx、vz分别为质点振动速度的水平分量和垂直分量；τxx、τzz和τxz为弹性波场的应力分量；i、j分别为介质模型的离散网格的横向索引和纵向索引；c11、c13、c33和c55为介质弹性系数；ρ是介质密度；t为震源波场和检波波场的传播时间；C是由是扩展紧致交错网格有限差分系数al(l＝1,2,…,L)和bn(n＝1,2,…,N)所构成的矩阵，D和d分别是求解C所用的线性方程组的系数矩阵和自由项，Dij和bi分别为D和d的元素，L、N是差分精度参数，并且L≥3，N≥1；L为扩展紧致交错网格有限差分算子矩阵；下角标X、Z分别表示沿着介质模型水平方向的差分和沿着介质模型垂直方向的差分；上角标F、B分别表示沿下角标X或Z指示方向的向前和向后差分；A为弹性波场分量空间偏导数的系数矩阵、B为弹性波场分量的 系数矩阵，AX、AZ、、、、的元素分别为AXij、AZij、、、、；Δx、Δz分别是介质模型按水平方向和垂直方向进行离散的空间采样间隔；下角标H、V分别是对介质模型按Δx、Δz进行离散得到的水平方向和垂直方向的网格点数，且H≥i≥1，V≥j≥1；U、T分别为弹性波场的速度分量和应力分量；Δt为时间采样间隔；k为时间离散索引；Uk+1、Uk分别表示速度分量U在(k+1)Δ...

【技术特征摘要】
1.一种弹性偏移地震波场构建方法，其特征在于，包括: 根据弹性波速度应力方程，求取扩展紧致交错网格有限差分系数； 计算扩展紧致交错网格有限差分算子矩阵； 构建震源波场正向外推算子和检波波场逆时外推算子； 根据所述震源波场正向外推算子、预先设定的介质模型和震源函数，实现地震波场的正向外推，获得震源波场； 根据所述检波波场逆时外推算子，预先设定的介质模型和预先设定的多分量地震资料，实现地震波场的逆时外推，获得检波波场； 其中，所述弹性波速度应力方程为:2.根据权利要求1所述的弹性偏移地震波场构建方法，其特征在于，所述震源函数包括:地震子波函数和震源空间衰减函数； 所述地震子波函数为: h(t) = [1-2( fpt)2].exp [-O fpt)2] 所述震源空间衰减函数为: Φ (X，z) = exp {- α 2 [ (i_isrc)2+ (j-jsrc)2]} 其中，h(t)为地震子波函数；fp表示主频；α为震源空间衰减参数；iSTC为震源位置在介质模型离散网格中的横向索引，jSTC为震源位置在介质模型离散网格中的纵向索引。3.一种弹性偏移地震波场构建装置，其特征在于，包括: 差分系数求取模块，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜启振，公绪飞，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：