[發明專利]一種純縱波各向異性波場模擬方法

無效

• 申請號: 201210395402.7
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN103777238A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 李敏;朱秀云;周樹理;王慧慧;萬紅霞;馮佳麗;胡珊珊;張代蘭;彭璐;傅星菊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/36
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 郭韞

技術領域

本發明屬于地震波勘探中的地震波偏移領域，具體涉及一種純縱波各向異性波場模擬方法，可以應用于地震波逆時偏移成像等。

背景技術

現有的偏移技術多數以各向同性介質為基本假設，然后進行地震波場的模擬，利用成像條件進而實現偏移成像。逆時偏移技術是利用雙程波動方程模擬實現的偏移成像技術，是目前業界發展的主要成像手段之一，其具備波場信息豐富，適合于復雜地質構造的偏移成像。隨著勘探難度和地下介質的復雜程度不斷提高，不僅需要各向同性介質中的逆時偏移技術，而且在實際勘探任務中仍需要針對各向異性介質做偏移成像。

在各向異性介質中的地震波模擬已經發展了幾十年，其中不乏很多先進的方法。針對各向異性介質中的縱波模擬也是其中的一個重要研究方向。其實施方法包括有限差分方法、有限元方法以及變換域的方法等。現有的有限差分方法通常采用P-SV波在橫向各向異性介質(VTI)中的相速度表達式推導出P波和SV波在橫向各向異性介質中的頻散關系，然后利用頻散關系推導出P波和SV波在時間空間域的波動方程組，最后利用有限差分近似該波動方程組的偏導數實現各向異性介質中地震波的模擬。在實際計算模擬中總是P波與SV波共存，目前我國地震勘探中實際采集的地震波以P波為主要的波場成分，若以P-SV波的模擬結果實現逆時偏移成像將會引入很多假象。所以，消除波場模擬中的SV波成為業界研究的主要熱點。例如，Alkhalifah(1998)在假設剪切橫波的速度為零的情況下提出一種四階的偽縱波各項異性方程，基本滿足縱波在各向異性介質中的運動學規律，該方程的頻散關系與彈性波方程的縱波解吻合。實際的應用中發現，盡管設定了橫波速度為零，但是仍然能夠產生一種人為的橫波的出現，這是由于兩個Tomson參數不相等而造成的后果，是方程近似導致的假象(Grechka，2004)。在Alkhalifah的頻散關系的基礎上，周紅波(2006)把四階方程分解為兩個二階方程，這樣有利于利用有限差分方法來實現算法。另外，還有很多學者得到了不盡相同的縱波各項異性方程。(Alkhalifah，2000；Klie?and?Toro，2001；Hestholm，2007；Du，2008)。Duveneck(2008)從Hooke定律和運動學方程出發，可以得到一個新的縱波各項異性的方程，但其數值計算非常的復雜難以實現。張宇(2008)從縱波在TTI介質中的相速度表達式推到出一個對稱的方程組，利用高階有限差分近似來計算，但是其方法在VTI(橫向各向異性)介質中可行的，應用于傾斜橫向各向異性(TTI)介質中對稱軸的角度發生劇烈變化時，存在穩定性問題。張宇(2009)從VTI介質中彈性波方程出發，推導出一個新的VTI波動方程組，經證實該方程在對稱軸劇烈變化的時候會引入較多的橫波噪音。

現有TTI介質的波場正演差分模擬方法具體如下：

利用二階中心差分格式近似二階時間偏導數，可以得到如下的TTI介質中的差分方程：