[發明專利]基于彈性波場解耦的高精度多方位逆時震源成像方法

有效

• 申請號: 202111401552.X
• 申請日: 2021-11-24
• 公開（公告）號: CN113885079B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 楊繼東;蘇來源;黃建平;李振春
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/34
• 代理公司: 青島潤集專利代理事務所(普通合伙) 37327
• 代理人: 趙以芳

1.一種基于彈性波場解耦的高精度多方位逆時震源成像方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟S1：獲取輸入數據；

步驟S2：對觀測數據進行數據預處理，檢查每個臺站記錄的波形，移除噪音記錄、時間中斷記錄以及同一臺站多通道的記錄；

步驟S3：對處理后的數據進行頻率域濾波，據臺站記錄的地震波形，選取合適的濾波頻段，對所有臺站記錄波形進行濾波處理；

步驟S4：對臺網內不同臺站進行方位角劃分，根據區域臺站方位分布情況，遵循各方位內臺站數據盡可能相近的原則，將近震臺站劃分為多個方位；

步驟S5：進行彈性波場反傳，對于劃分的每個方位，以臺站記錄的近震臺網地震數據作為邊界條件，通過求解彈性波波動方程計算地下的反傳波場；

步驟S6：對延拓后的彈性波場進行縱橫波分離，利用矢量亥姆霍茲分解，通過求解泊松方程對地下的反傳波場進行縱橫波分離分解為真振幅矢量P波波場和S波波場；

步驟S7：根據互相關成像條件，利用真振幅矢量P波波場和S波波場對震源區域進行破裂成像；

步驟S8：利用得到的四維震源區域能量分布圖，研究該區域震源的破裂的特征，通過震源區域主要能量的分布情況，確定點源的位置分布并刻畫和描述整個地震破裂的動態傳播過程。

2.如權利要求1所述的一種基于彈性波場解耦的高精度多方位逆時震源成像方法，其特征在于，步驟S1中，輸入數據包括：研究區域縱波速度模型v_P(x)、橫波速度模型v_S(x)、研究區域密度模型ρ(x)、近震臺網地震記錄d_obs(x_r,t)，x為地下模型空間的位置坐標，x_r代表臺站位置。

3.如權利要求2所述的一種基于彈性波場解耦的高精度多方位逆時震源成像方法，其特征在于，步驟S5中，利用研究區域縱波速度模型v_P(x)、橫波速度模型v_S(x)、研究區域密度模型ρ(x)進行彈性波場反傳；

彈性波波動方程如下：

其中，t_max為地震記錄持續時間；σ(x,t)為應力場；v(x,t)為偏振速度波場；為一階時間導數；d_obs(x_r,t_max-t)為觀測數據的逆時表達形式；δ(x)為狄克爾delta函數；

L為空間偏導數矩陣，表示為：

且分別為x、y、z方向的一階空間偏導；

C為模型參數矩陣，表示為：

4.如權利要求2所述的一種基于彈性波場解耦的高精度多方位逆時震源成像方法，其特征在于，步驟S6中，矢量亥姆霍茲分解式表示為：

v＝v^P+v^S；

泊松方程表示為：

真振幅矢量P波波場v^P(x,t)和S波波場v^S(x,t)如下：

其中，w為滿足泊松方程的輔助波場，為空間梯度算子，為散度算子，為旋度算子。

5.如權利要求2所述的一種基于彈性波場解耦的高精度多方位逆時震源成像方法，其特征在于，步驟S7中，能量成像條件如下：

其中，I(x,t)為震源區域能量分布，|v^P(x,t')|²為P波能量，|v^S(x,t')|²為S波能量，dt為能量疊加時間窗口。