[發明專利]一種粘滯各向異性介質地震波數值模擬方法、裝置及設備

在審

• 申請號: 202110705392.1
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113341455A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 周輝;王寧;陳漢明
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊;許曼

本文提供了一種粘滯各向異性介質地震波數值模擬方法、裝置及設備，所述方法包括：根據已知彈性介質的第一剛度矩陣，確定粘彈性介質的第一品質因子矩陣；將所述第一剛度矩陣和所述第一品質因子矩陣進行簡化處理，得到第二剛度矩陣和第二品質因子矩陣；根據所述二剛度矩陣和所述第二品質因子矩陣，結合預設頻散關系、運動平衡方程和幾何方程，計算獲得粘滯各向異性介質聲波方程；確定地下介質參數和地震波參數，并將所述地下介質參數和地震波參數帶入到所述粘滯各向異性介質聲波方程中，以計算獲得地震波波場模擬數值，本文能夠實現各向異性介質中地震波的速度和衰減隨方位的變化特征，從而提高了地震波數值模擬的準確性。

技術領域

本文涉及地球物理技術領域，具體涉及一種粘滯各向異性介質地震波數值模擬方法、裝置及設備。

背景技術

在油氣探測開發中，地震勘探技術發揮著極其重要的作用。經過數十年的開采，來自簡單圈閉構造的油氣資源幾近枯竭，工業界的勘探重心也逐漸由淺層轉向深層、由常規地帶轉向極端地帶、由構造油氣藏轉向隱蔽的巖性油氣藏。因此，發展針對復雜介質的地震波場高精度數值模擬技術已經成為當今工業界的共識。其中，地層對地震波能量的吸收衰減和彈性參數隨方位的變化(即各向異性)是高精度波場模擬不可忽略的重要因素。

已有研究表明，地下介質的很多性質都呈現出與方向或方位的相關性，即通常說的各向異性。現有技術的研究主要集中在速度各向異性上，卻忽略了吸收衰減各向異性對地震波傳播的影響，現有技術中提出了一個各向異性時間分數階粘滯彈性波方程，在該方程的剛度矩陣中，分別含有速度各向異性和衰減各向異性參數，所使用的速度各向異性參數是Thomsen系數，衰減各向異性參數是由一個形式上類似的Q矩陣來表征的，但是由于其中包含的時間分數階算子在求解過程中需要存儲大量的當前時刻以前的波場值，因此導致該方程需要較大的運算能力才能計算出準確的地震波變化，從而提高了數據計算的成本，進而導致上述方程實用性較差，很難在實際生產開發中運行。因此亟需一種能能夠同時準確描述速度和衰減各向異性、同時又便于數值計算方程，提高地震波數值模擬的效率。

發明內容

針對現有技術的上述問題，本文的目的在于，提供一種粘滯各向異性介質地震波數值模擬方法、裝置及設備，能夠提高地震波數值模擬的準確性。

為了解決上述技術問題，本文的具體技術方案如下：

一方面，本文提供一種粘滯各向異性介質地震波數值模擬方法，所述方法包括：

根據已知彈性介質的第一剛度矩陣，確定粘彈性介質的第一品質因子矩陣；

將所述第一剛度矩陣和所述第一品質因子矩陣進行簡化處理，得到第二剛度矩陣和第二品質因子矩陣；

根據所述二剛度矩陣和所述第二品質因子矩陣，結合預設頻散關系、運動平衡方程和幾何方程，計算獲得粘滯各向異性介質聲波方程；

確定地下介質參數和地震波參數，并將所述地下介質參數和地震波參數帶入到所述粘滯各向異性介質聲波方程中，以計算獲得地震波波場模擬數值。

作為可選地，所述第一剛度矩陣為：

并且，

其中，v_p表示縱波沿對稱軸方向的速度，v_s是橫波速度，ρ為地下介質密度，ε和δ為速度各向異性參數，C₁₁、C₁₃、C₃₃、C₅₅和C₆₆為剛度系數；

相應地，所述第一品質因子矩陣為：

并且，