[發(fā)明專利]一種高效的頻率空間域粘聲介質(zhì)高斯束正演系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011372486.3
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112558150A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋俊坤;劉少勇;顧漢明;倪文軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 王佩

本發(fā)明提供一種高效的頻率空間域粘聲介質(zhì)高斯束正演系統(tǒng)，包括以下模塊：粘聲介質(zhì)中高斯束表征的格林函數(shù)生成模塊和基于高斯束格林函數(shù)的波場合成模塊；所述格林函數(shù)生成模塊，用于生成粘聲介質(zhì)中高斯束的格林函數(shù)；格林函數(shù)生成模塊的輸出結(jié)果預(yù)先存儲至內(nèi)存中；所述波場合成模塊，基于所述粘聲介質(zhì)中高斯束的格林函數(shù)，實現(xiàn)高斯束地震波的正演；波場合成模塊采用OpenMP共享內(nèi)存，基于格林函數(shù)生成模塊的結(jié)果完成地震波正演。本發(fā)明的有益效果是：通過OpenMP共享內(nèi)存，將所有炮點和檢波點處的格林函數(shù)進行預(yù)先計算并調(diào)入內(nèi)存中，避免了在多次覆蓋觀測系統(tǒng)下檢波點格林函數(shù)的重復(fù)計算問題，切實提高了粘聲介質(zhì)中高斯束正演的實現(xiàn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地震勘探領(lǐng)域，尤其涉及一種高效的頻率空間域粘聲介質(zhì)高斯束正演系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高斯束是橫向振幅隨高斯函數(shù)衰減的光束，通常用來描述單色電磁波輻射，也被廣泛應(yīng)用于油氣勘探進行地震波傳播。Cerveny等人在1982年在《Geophysical JournalInternational》上發(fā)表的論文“Computation of wave fields in inhomogeneous media-Gaussian beam approach”中推導(dǎo)了高斯束正演的表達式，指出高斯束是射線中心坐標系中波動方程的高頻近似解。Yue等人在2019年《Chinese Journal of Geophysics》上發(fā)表的論文“聲波介質(zhì)一次散射波場高斯束Born正演”中先是利用高斯束合成束中心位置處的局部平面波，再利用逆傾斜疊加將其轉(zhuǎn)化為檢波點處的時空域散射波場，從而提出一種基于高斯束的一階散射波場Born正演方法。

經(jīng)典的聲介質(zhì)中地震波正演通常忽略了地下介質(zhì)對地震波的吸收衰減，基于粘聲介質(zhì)進行地震波傳播能更好的模擬實際地震記錄。Zhu等人在2013年《GeophysicalProspecting》上發(fā)表“Approximating constant-Q seismic propagation in the timedomain”在時間域中用波動方程方法來描述粘聲介質(zhì)中地震波傳播的吸收衰減。但波動方程正演計算量巨大，不如射線類正演方法靈活高效，而高斯束正演既繼承了射線類正演方法的靈活高效的優(yōu)勢，也可以像波動方程正演得到高精度的地震數(shù)據(jù)。Yue等人在2020年《Geophysics》文章“Gaussian Beam Born Modeling for Single-Scattering Waves inVisco-Acoustic Media”中推導(dǎo)粘聲介質(zhì)中的高斯束正演的公式，準確模擬粘聲介質(zhì)中地震波場的傳播。

與聲介質(zhì)中高斯束正演不同，粘聲介質(zhì)中衰減是與頻率有關(guān)，因此，需要將時空域轉(zhuǎn)化到頻率域，在頻率域中計算格林函數(shù)。由于在多次覆蓋觀測系統(tǒng)下，檢波點格林函數(shù)會出現(xiàn)重復(fù)計算的問題，使計算量大大增加。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明針對粘聲介質(zhì)中高斯束正演的檢波點格林函數(shù)會出現(xiàn)重復(fù)計算，使計算量大大增加的問題，提出一種高效的頻率空間域粘聲介質(zhì)高斯束正演系統(tǒng)，該系統(tǒng)將所有炮點和檢波點處的格林函數(shù)進行預(yù)先計算并調(diào)入內(nèi)存中，明顯降低了計算量，并通過OpenMp共享內(nèi)存，以多個節(jié)點為基礎(chǔ)，利用節(jié)點多核共享解決內(nèi)存需求大的問題，從而實現(xiàn)高效的粘聲介質(zhì)中的高斯束正演。

本發(fā)明提出的一種高效的頻率空間域粘聲介質(zhì)高斯束正演系統(tǒng)，具體包括以下模塊：

粘聲介質(zhì)中高斯束表征的格林函數(shù)生成模塊和基于高斯束格林函數(shù)的波場合成模塊；

所述格林函數(shù)生成模塊，用于生成粘聲介質(zhì)中高斯束的格林函數(shù)；

所述波場合成模塊，基于所述粘聲介質(zhì)中高斯束的格林函數(shù)，實現(xiàn)高斯束地震波的正演；