[發明專利]一種基于高斯型隨機分布的海洋地震波模擬方法及系統

在審

• 申請號: 201910975038.3
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN112731521A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 齊鵬
• 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;G01V1/38
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

1.一種基于高斯型隨機分布的海洋地震波模擬方法，其特征在于，該方法包括：

將海水速度視為大尺度速度背景場與小尺度速度擾動的組合；

建立高斯隨機分布的海水速度模型；

對基于高斯型隨機分布的海水速度模型進行地震波正演模擬。

2.根據權利要求1所述的基于高斯型隨機分布的海洋地震波模擬方法，其特征在于，將海水速度視為大尺度速度背景場與小尺度速度擾動的組合，其中將小尺度速度擾動視為一種隨機事件，用二維或三維平穩隨機過程抽象描述。

3.根據權利要求2所述的基于高斯型隨機分布的海洋地震波模擬方法，其特征在于，用公式(1)1表示大尺度速度背景場與小尺度速度擾動的組合，

v_水(x,z)＝v₀(x,z)+δv(x,z)＝v₀(1+random) (1)

其中，式中v_水(x,z)代表真實海水速度，v₀(x,z)代表海水大尺度背景速度，δv(x,z)代表海水小尺度速度擾動，Random代表一個均值為0的平穩隨機過程。

4.根據權利要求3所述的基于高斯型隨機分布的海洋地震波模擬方法，其特征在于，選取高斯型自相關函數建立平穩隨機過程，高斯型自相關函數如公式(2)所示，

其中，a，b為介質在x、z方向上的自相關長度，是表示x、z方向上相似程度大小的參量。

5.根據權利要求4所述的基于高斯型隨機分布的海洋地震波模擬方法，其特征在于，將高斯型自相關函數進行空間傅里葉變換，得到波數域表達式，將波數域表達式開根號得到隨機過程的幅度譜，結合隨機過程的相位譜，得到海水速度隨機過程的波數域表達式，將該表達式進行空間傅里葉逆變換，并進行規則化，使其均值為零，從而得到最終的海水速度空間隨機過程，如公式3：

其中，式中Random(x,z)代表平穩隨機過程，Gaussian(x,z)代表高斯型自相關函數，F代表傅里葉正變換，F^-1代表傅里葉反變換，θ(k_x,k_z)代表隨機過程相位譜。

6.一種基于高斯型隨機分布的海洋地震波模擬系統，其特征在于，該系統包括：

存儲器，存儲有計算機可執行指令；

處理器，所述處理器運行所述存儲器中的計算機可執行指令，執行以下步驟：

將海水速度視為大尺度速度背景場與小尺度速度擾動的組合；

建立高斯隨機分布的海水速度模型；

對基于高斯型隨機分布的海水速度模型進行地震波正演模擬。

7.根據權利要求6所述的基于高斯型隨機分布的海洋地震波模擬系統，其特征在于，將海水速度視為大尺度速度背景場與小尺度速度擾動的組合，其中將小尺度速度擾動視為一種隨機事件，用二維或三維平穩隨機過程抽象描述。

8.根據權利要求7所述的基于高斯型隨機分布的海洋地震波模擬系統，其特征在于，用公式(1)1表示大尺度速度背景場與小尺度速度擾動的組合，

v_水(x,z)＝v₀(x,z)+δv(x,z)＝v₀(1+random) (1)

其中，式中v_水(x,z)代表真實海水速度，v₀(x,z)代表海水大尺度背景速度，δv(x,z)代表海水小尺度速度擾動，Random代表一個均值為0的平穩隨機過程。

9.根據權利要求8所述的基于高斯型隨機分布的海洋地震波模擬系統，其特征在于，選取高斯型自相關函數建立平穩隨機過程，高斯型自相關函數如公式(2)所示，

其中，a，b為介質在x、z方向上的自相關長度，是表示x、z方向上相似程度大小的參量。

10.根據權利要求9所述的基于高斯型隨機分布的海洋地震波模擬系統，其特征在于，將高斯型自相關函數進行空間傅里葉變換，得到波數域表達式，將波數域表達式開根號得到隨機過程的幅度譜，結合隨機過程的相位譜，得到海水速度隨機過程的波數域表達式，將該表達式進行空間傅里葉逆變換，并進行規則化，使其均值為零，從而得到最終的海水速度空間隨機過程，如公式3：

其中，式中Random(x,z)代表平穩隨機過程，Gaussian(x,z)代表高斯型自相關函數，F代表傅里葉正變換，F^-1代表傅里葉反變換，θ(k_x,k_z)代表隨機過程相位譜。