[發(fā)明專利]一種解耦彈性波逆時(shí)偏移方法、系統(tǒng)及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110329092.8
• 申請日: 2021-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN112904426B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊繼東;黃建平;李振春;孫加星;田祎偉;徐潔
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(華東)
• 主分類號(hào): G01V1/36
• 分類號(hào): G01V1/36
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 盛君梅

1.一種解耦彈性波逆時(shí)偏移方法，其特征在于，矢量波場解耦的彈性波逆時(shí)偏移方法包括：獲取輸入地震記錄、地震子波、密度及縱橫波速度模型；通過求解彈性介質(zhì)波動(dòng)方程，獲得震源和檢波點(diǎn)延拓波場；使用矢量亥姆霍茲分解進(jìn)行彈性波場分離，獲得分離的真振幅純縱(P)波和純橫(S)波矢量波場；使用彈性波阻抗敏感核函數(shù)計(jì)算成像條件，獲得高精度縱波-縱波(PP)和縱波-橫波(PS)成像結(jié)果；疊加所有單炮成像結(jié)果，獲得最終的偏移成像剖面；所述矢量波場解耦的彈性波逆時(shí)偏移方法包括以下步驟：

步驟一，獲取輸入數(shù)據(jù)；其中，所述輸入數(shù)據(jù)包括：縱波偏移速度模型v_p(x)、橫波偏移速度模型v_s(x)、密度模型ρ(x)、震源函數(shù)子波f(t)、多波多分量觀測數(shù)據(jù)d(x_r,t)；

步驟二，根據(jù)輸入的震源子波f(t)、密度模型ρ(x)、縱波速度模型v_p(x)和橫波速度模型v_s(x)，采用點(diǎn)源激發(fā)方式，通過求解一階速度-應(yīng)力彈性介質(zhì)波動(dòng)方程，計(jì)算震源一側(cè)延拓的彈性矢量波場u_s(x,t)；

步驟三，根據(jù)輸入的密度模型ρ(x)、縱波速度模型v_p(x)、橫波速度模型v_s(x)，使用觀測數(shù)據(jù)d(x_r,t)作為邊界條件，通過求解彈性波動(dòng)方程，計(jì)算檢波點(diǎn)一側(cè)延拓的彈性矢量波場u_r(x,t)；

步驟四，采用矢量亥姆霍茲分解，對震源和檢波點(diǎn)側(cè)的耦合彈性波場進(jìn)行縱橫波場分離；

步驟五，獲得分離后的震源和檢波點(diǎn)波場后，使用彈性阻抗敏感核成像條件進(jìn)行零延遲互相關(guān)成像，獲得PP和PS成像結(jié)果；

步驟六，將所有炮集的成像結(jié)果相加，獲得最終的偏移成像剖面，并使用震源照明作為預(yù)條件算子改善深部成像振幅的均衡性；

步驟四中，所述采用矢量亥姆霍茲分解對震源和檢波點(diǎn)波場進(jìn)行縱橫波分離，具有如下表達(dá)式：

其中，為梯度運(yùn)算，為散度運(yùn)算，為旋度運(yùn)算，為分離后的縱波震源波場，為分離后的橫波震源波場，為分離后的縱波檢波點(diǎn)波場，為分離后的橫波檢波點(diǎn)波場；w_s和w_r為輔助矢量波場，可通過求解如下泊松方程獲得：

其中，Δ為拉普拉斯算子；

步驟五中，所述獲得分離后的震源和檢波點(diǎn)波場后，使用彈性阻抗敏感核成像條件進(jìn)行互相關(guān)成像，獲得PP和PS成像結(jié)果，具有如下表達(dá)式：

其中，為剪切模量，為體積模量，I為單位矩陣。

2.如權(quán)利要求1所述的解耦彈性波逆時(shí)偏移方法，其特征在于，步驟二中，所述一階速度-應(yīng)力彈性波動(dòng)方程的形式為：

其中，x是成像空間位置，x_s為震源位置，t為波場傳播時(shí)間，u_s＝[u_s,x u_s,y u_s,z]^T為震源側(cè)偏振速度波場，σ_s＝[σ_s,xx σ_s,yy σ_s,zz σ_s,xy σ_s,xz σ_s,yz]^T為震源側(cè)應(yīng)力波場，T為轉(zhuǎn)置符號(hào)，δ為克羅內(nèi)克函數(shù)；L為一階偏導(dǎo)數(shù)矩陣，C(x)為模型參數(shù)矩陣，具有如下表達(dá)式：

3.如權(quán)利要求1所述的解耦彈性波逆時(shí)偏移方法，其特征在于，步驟三中，所述彈性波動(dòng)方程的表達(dá)式為：

其中，x_r為檢波點(diǎn)位置，L為偏導(dǎo)數(shù)矩陣，C(x)為由模型參數(shù)構(gòu)成的剛度矩陣，具體表達(dá)式為：