[發(fā)明專利]頻率域聲波方程的差分系數(shù)優(yōu)化方法、系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011410390.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN112817044B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳國(guó)忱;吳悠;印興耀;宗兆云;曹丹平;張佳佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G01V1/30
• 分類號(hào): G01V1/30
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發(fā)明實(shí)施例提供一種頻率域聲波方程的差分系數(shù)優(yōu)化方法、裝置；差分系數(shù)優(yōu)化方法適用于有限差分網(wǎng)格縱橫采樣間隔不等的情況，所述差分系數(shù)優(yōu)化方法包括：確定所述頻率域聲波方程的有限差分網(wǎng)格；將所述有限差分網(wǎng)格對(duì)所述頻率域聲波方程進(jìn)行差分近似，并建立有限差分格式；根據(jù)有限差分格式構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；并根據(jù)優(yōu)化函數(shù)求解所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化差分系數(shù)；從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中頻率域正演中有限差分法以傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系25點(diǎn)有限差分網(wǎng)格，但是該網(wǎng)格只適合于縱橫采樣間隔相等的情況，從而導(dǎo)致應(yīng)用范圍窄的技術(shù)問題，達(dá)到了可靠、應(yīng)用性廣泛的技術(shù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及正演模擬計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，具體是頻率域聲波方程的差分系數(shù)優(yōu)化方法、系統(tǒng)。

背景技術(shù)

頻率域全波形反演充分利用全波場(chǎng)的振幅、相位以及頻率信息，采用較少的頻率便能反演得到精度很高的速度模型。

頻率域正演是頻率域全波形反演的基礎(chǔ)，在地震波數(shù)值模擬中占有十分重要的地位，相比時(shí)間域正演，頻率域正演具有適合多炮并行運(yùn)算，無時(shí)間頻散，頻帶選取靈活、誤差小等優(yōu)點(diǎn)。學(xué)者們?yōu)樘岣哳l率域正演精度提出了許多種形式的有限差分網(wǎng)格，其中以旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系25點(diǎn)有限差分格式為最常用，但是該方法只適合于縱橫采樣間隔相等的情況，而對(duì)于縱橫采樣間隔不等的情況無法適用。

因此，現(xiàn)有技術(shù)仍需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種頻率域聲波方程的差分系數(shù)優(yōu)化方法、系統(tǒng)、機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本申請(qǐng)第一方面，提供一種頻率域聲波方程的差分系數(shù)優(yōu)化方法，適用于有限差分網(wǎng)格縱橫采樣間隔不等的情況，所述差分系數(shù)優(yōu)化方法包括：確定所述頻率域聲波方程的有限差分網(wǎng)格；將所述有限差分網(wǎng)格對(duì)所述頻率域聲波方程進(jìn)行差分近似，并建立有限差分格式；根據(jù)有限差分格式構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；并根據(jù)優(yōu)化函數(shù)求解所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化差分系數(shù)。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述將所述有限差分網(wǎng)格對(duì)頻率域聲波方程進(jìn)行差分近似得到有限差分格式包括：將所述有限差分網(wǎng)格對(duì)頻率域聲波方程中的二階偏導(dǎo)數(shù)項(xiàng)進(jìn)行差分近似得到第一差分模型；將所述有限差分網(wǎng)格對(duì)頻率域聲波方程中的質(zhì)量加速度項(xiàng)進(jìn)行差分近似得到第二差分模型；根據(jù)所述第一差分模型、第二差分模型得到所述有限差分格式。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述根據(jù)有限差分格式構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；并根據(jù)優(yōu)化函數(shù)求解所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化差分系數(shù)包括：利用相速度頻散方程基于所述有限差分格式構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；根據(jù)最優(yōu)化函數(shù)得到所述目標(biāo)函數(shù)求取最優(yōu)化系數(shù)；根據(jù)所述最優(yōu)化系數(shù)得到歸一化相速度頻散曲線，以驗(yàn)證所述目標(biāo)函數(shù)的可靠性。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述有限差分網(wǎng)格為25點(diǎn)頻率域有限差分網(wǎng)格。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述方法還包括：利用所述優(yōu)化差分系數(shù)對(duì)所述頻率域聲波方程進(jìn)行正演模擬。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述利用所述優(yōu)化差分系數(shù)對(duì)所述頻率域聲波方程進(jìn)行正演模擬包括：利用完全匹配層吸收所述頻率域聲波方程的邊界條件；通過預(yù)設(shè)的訓(xùn)練模型中的數(shù)值進(jìn)行訓(xùn)練；根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果，確定所述隨機(jī)反演方法的可靠性。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述訓(xùn)練模型為層狀介質(zhì)、凹陷介質(zhì)、Marmousi?模型的至少一種。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果包括：頻率切片、波場(chǎng)快照和地震記錄的至少一種。

在本申請(qǐng)實(shí)施例的第二方面，還提供一種頻率域聲波方程的差分系數(shù)優(yōu)化裝置，包括確定模塊，用于確定頻率域聲波方程的有限差分網(wǎng)格，計(jì)算模塊，將所述有限差分網(wǎng)格對(duì)所述頻率域聲波方程進(jìn)行差分近似，并建立有限差分格式；優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述有限差分格式構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)優(yōu)化函數(shù)求解優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化差分系數(shù)；模擬模塊，用于利用優(yōu)化差分系數(shù)對(duì)頻率域聲波方程進(jìn)行正演模擬。