[發明專利]一種聲波波動方程疊前逆時偏移成像方法及裝置

在審

• 申請號: 202010247097.1
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN111487677A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 裴俊勇;賈海鵬;李根強
• 申請（專利權）人: 深圳市勘察研究院有限公司
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 深圳市深可信專利代理有限公司 44599
• 代理人: 丘杰昌

本發明涉及地震波場數值模擬技術領域，公開了一種聲波波動方程疊前逆時偏移成像方法及裝置，該方法包括：獲取地震參數；建立基于規則網格的聲波波動方程；采用時空域有限差分法計算所述聲波波動方程的頻散關系式；根據所述頻散關系式獲取波場模擬所滿足的穩定條件；采用吸收邊界條件對聲波波動方程進行波場延拓，獲取波場及地震記錄；通過規則網格建立新的差分結構，求取的差分系數能夠使聲波在更大的波數范圍內壓制數值頻散，進一步提高了聲波波動方程的模擬精度。

技術領域

本發明涉及地震波場數值模擬技術領域，尤其涉及一種聲波波動方程疊前逆時偏移成像方法及裝置。

背景技術

當前，在地震勘探領域，通常運用基于射線理論的波動方程積分解法(Kirchhoff積分偏移)與基于波動理論的單程波解法，但是這些方法的精度受限。由于地震勘探對象日趨復雜，可適應高陡構造、復雜速度的成像方法越來越受重視，以及計算機技術和能力的發展，極大地推動了無傾角限制、能夠在任意復雜介質中準確成像的逆時偏移的發展。

波動方程的正演模擬是逆時偏移的關鍵步驟之一，運用快速、高精度的數值算法是逆時偏移中一個非常重要的課題。有限差分法因計算效率高、占用計算機內存小以及容易編程實現被大家廣泛應用。有限差分法的基本原理是將連續的微分算子用離散的差分算子代替，這種連續的微分算子的差分離散化方法會導致數值頻散(或網格頻散)現象，也就是數值計算的相速度變成了網格間距的函數。如何高效地壓制有限差分法中的數值頻散現象是至關重要的課題，它直接影響著有限差分在波動方程中的應用。

疊前逆時偏移常常使用互相關條件進行成像，其直接把所有時間切片的波場快照在正向炮點波場模擬的過程中存儲下來，可想而知，這種策略的輸入、輸出很費時間并且昂貴。

發明內容

本發明的主要目的在于提出一種聲波波動方程疊前逆時偏移成像方法及裝置，通過在疊加前進行逆時偏移成像，提高了波場模擬精度，降低了波場存儲量。

為實現上述目的，本發明提供的一種聲波波動方程疊前逆時偏移成像方法，包括：

獲取震源波場，重建所述震源波場；

根據所述震源波場得到檢波點波場；

根據重建的震源波場和所述檢波點波場進行成像，得到單個震源波場的逆時偏移結果；

對所有震源波場的逆時偏移結果進行疊加，得到偏移成像。

可選地，所述獲取震源波場，重建所述震源波場包括為：

通過新差分結構的時空域交錯網格有限差分算子正演得到單個震源波場；

采用有效邊界存儲策略重建所述單個震源波場。

可選地，所述根據所述震源波場得到檢波點波場包括：

切除每個地震記錄中的直達波；

通過新差分結構的時空域交錯網格有限差分算子得到每個時間步的檢波點波場。

可選地，所述根據重建的震源波場和所述檢波點波場進行成像，得到單個震源波場的逆時偏移結果包括：

基于坡印延矢量，將每個時間步的震源波場分離為上行波、下行波、左行波和右行波；

將每個時間步的檢波點波場分離為上行波、下行波、左行波和右行波；

根據歸一化波場分解互相關成像條件對分離后的震源波場和檢波點波場進行成像；

得到所述震源波場的逆時偏移結果。

可選地，所述新差分結構的時空域交錯網格有限差分算子包括：

判定給定速度場的速度范圍值，計算有限差分算子；