[發明專利]三維Lowrank有限差分波場數值模擬方法、裝置及電子設備

在審

• 申請號: 202011078968.8
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN114428272A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 崔月;韓冬;陶永慧
• 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
• 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

本發明實施例公開了一種三維Lowrank有限差分波場數值模擬方法、裝置及電子設備。其中，三維Lowrank有限差分波場數值模擬方法，包括：獲取速度模型及網格點信息；基于獲取的速度模型及網格點信息構建彈性遞歸時間積分算子；基于所述彈性遞歸時間積分算子得到分解的彈性遞歸時間積分算子；基于所述分解的彈性遞歸時間積分算子得到有限差分系數；基于所述有限差分系數和彈性波方程得到進行波場數值模擬得到彈性波場。達到提高彈性波場精度的目的。

技術領域

本發明屬于地震波模擬技術領域，更具體地，涉及一種三維Lowrank有限差分波場數值模擬方法、裝置及電子設備。

背景技術

近些年來，業界對于復雜油氣藏地震勘探技術的需求不斷提高，基于彈性理論的勘探方法成為刻畫復雜構造的一種重要工具，以描述地震波場傳播規律為主要目的的三維彈性波場數值模擬技術為彈性波場地震勘探提供重要的理論依據。高精度彈性波場延拓算法的構建是彈性波數值模擬的重要內容，其中遞歸時間積分算法是近年來興起的能夠同時滿足時間和空間高精度波場延拓的重要方法。目前，此方法局限于聲波波場延拓，無法構建高精度的彈性矢量波場。

在實現本發明過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題：

目前常用于彈性波場數值模擬方法主要包括常規一階有限差分方法和偽譜法。就常規一階Lowrank有限差分方法而言，受限于Courant-Friedrch-Lewy穩定性條件，時間和空間方向需采用合適的數值模擬步長才能夠保證波場數值模擬的精度和穩定性。盡管偽譜法可視作有限差分算子的空間極值，但其難以適應不均勻介質的波場數值模擬，并不滿足大時間步長的波場數值模擬要求。因此目前的模擬的彈性波場存在精度不高的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種三維Lowrank有限差分波場數值模擬方法、裝置及電子設備，至少解決現有技術中彈性波場精度不高問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種三維Lowrank有限差分波場數值模擬方法，包括：

獲取速度模型及網格點信息；

基于獲取的速度模型及網格點信息構建彈性遞歸時間積分算子；

基于所述彈性遞歸時間積分算子得到分解的彈性遞歸時間積分算子；

基于所述分解的彈性遞歸時間積分算子得到有限差分系數；

基于所述有限差分系數和彈性波方程得到進行波場數值模擬得到彈性波場。

可選的，所述基于獲取的速度模型及網格點信息構建彈性遞歸時間積分算子，包括：

使用以下公式構建彈性遞歸時間積分算子，

其中，和均為彈性遞歸時間積分算子，k_x、k_y、k_z表示x、y、z方向橫波和縱波波數疊加，α和β分別表示縱波速度及橫波速度，t表示時間，表示由k_x、k_y、k_z組成的矩陣元素。

可選的，所述基于所述彈性遞歸時間積分算子得到分解的彈性遞歸時間積分算子，包括：

采用以下公式對彈性遞歸時間積分算子做Lowrank分解，得到基于Lowrank分解的彈性遞歸時間積分算子：

為彈性遞歸時間積分算子，a_mn為中間矩陣，x表示空間坐標矢量，k_m表示從波數矢量中選取特定的波數構成的新矢量，x_n表示從空間坐標矢量中選取特定的坐標點構成的新的矢量，k表示波數。