發(fā)布時間：2022-01-23 22:03

　　波動方程的數(shù)值求解是地震勘探高精度成像和反演方法的核心。為保證精度,常規(guī)方法往往根據(jù)模型最小速度設(shè)置固定的空間采樣間隔,易在高速區(qū)形成"過采樣",計(jì)算存在一定冗余性。由于重力引起的巖石壓實(shí)效應(yīng),波的傳播速度由淺入深整體增大,梯形坐標(biāo)變換更契合這種速度變化趨勢。為此,提出梯形網(wǎng)格偽譜法地震波模擬方法。利用基于梯形坐標(biāo)變換的梯形網(wǎng)格法對介質(zhì)進(jìn)行剖分,在淺層低速區(qū)采用細(xì)網(wǎng)格、深部高速區(qū)采用粗網(wǎng)格,可有效減少網(wǎng)格點(diǎn)數(shù);同時,通過偽譜法求解坐標(biāo)變換后的變系數(shù)聲波方程,并引入完全匹配層消除人工邊界虛假反射,以兼顧波場模擬的效率與精度。Marmousi模型的測試結(jié)果表明,相較于常規(guī)固定網(wǎng)格剖分,梯形網(wǎng)格剖分的網(wǎng)格數(shù)可減少約69%;相較于常規(guī)網(wǎng)格偽譜法和高階有限差分法,梯形網(wǎng)格偽譜法的計(jì)算時間分別減少約58%和60%,同時具有較小的數(shù)值頻散。可見,所提方法是一種高效、高精度地震波模擬方法。 

【文章來源】：石油地球物理勘探. 2020,55(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

梯形網(wǎng)格剖分示意圖

在一個速度為3000m/s、深度為2000m、寬度為1000m的梯形坐標(biāo)系均勻介質(zhì)模型中,設(shè)置橫向、縱向采樣間隔均為25m,形態(tài)參數(shù)γ=5×10-4。在模型中心放置主頻為10Hz的Ricker子波作為震源,震源時延為0.075s。使用時間步長為1ms的梯形坐標(biāo)系偽譜法做波場模擬。得到t=0.4s時的波場快照(圖2a)。對該波場快照做坐標(biāo)變換即可得到直角坐標(biāo)系波場快照。但由于梯形網(wǎng)格剖分的空間采樣點(diǎn)數(shù)較少,因而得到的直角坐標(biāo)系波場快照會缺失部分波場信息,可通過對直角坐標(biāo)系波場快照插值得到更多波場信息(圖2b)。圖3顯示由梯形坐標(biāo)系中位于(500m,0m)處的檢波器接收到的信號插值得到的直角坐標(biāo)系(1000m,0)處的波場時間曲線,可見梯形網(wǎng)格偽譜法求得的數(shù)值解與解析解[25]高度吻合,驗(yàn)證了本文方法的正確性。圖3 均勻介質(zhì)模型(1000m,0)處波場時間曲線

均勻介質(zhì)模型(1000m,0)處波場時間曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]頻率域八階NAD有限差分模擬及全波形反演[J]. 韓如冰,郎超.  石油地球物理勘探. 2019(06)
[2]交錯網(wǎng)格有限差分正演模擬的聯(lián)合吸收邊界[J]. 胡建林,宋維琪,張建坤,邢文軍,徐文會.  石油地球物理勘探. 2018(05)
[3]地震波模擬中有限差分法與偽譜法的對比研究[J]. 孫獻(xiàn)果,張東.  中國科技論文. 2018(17)
[4]一階聲波方程時間四階精度差分格式的偽譜法求解[J]. 唐懷谷,何兵壽.  石油地球物理勘探. 2017(01)
[5]幾種典型地質(zhì)模型的地震波場數(shù)值模擬[J]. 徐佼,張智,董超,陳立波,李飛.  桂林理工大學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[6]逆時偏移中用Poynting矢量高效地提取角道集[J]. 王保利,高靜懷,陳文超,張喚蘭.  地球物理學(xué)報. 2013(01)
[7]地震聲波數(shù)值模擬中的吸收邊界條件[J]. 邢麗.  上海第二工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2006(04)
[8]二維橫向各向同性介質(zhì)的偽譜法正演模擬[J]. 張文生,何樵登.  石油地球物理勘探. 1998(03)



本文編號：3605232