[发明专利]基于地质单元体的地震正演方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于地质单元体的地震正演方法及装置，包括：将模拟工区中弹性参数相同的相邻地层或相邻地质体划分成同一个地质单元体，得到多个地质单元体；根据相邻地质单元体之间的拓扑关系及公共边界，建立能够描述各个地质单元体之间拓扑关系的图形数据结构；根据地表观测系统中的炮点位置、检波点位置以及所研究的目标地质体遍历图形数据结构，计算可行的地震波射线路径及其传播时间；根据可行的射线路径及其传播时间，合成地震正演模拟记录；计算任务都在遍历的射线路径中进行，且参与计算的总网格数量极少，减小了正演计算量；采用最小二乘法能够快速准确的计算各个初始射线路径对应的可行射线路径，减少了计算量且适用于复杂地质地层模拟。

技术领域

本发明涉及地震正演模拟技术领域，具体而言，涉及一种基于地质单元体的地震正演方法及装置。

背景技术

地震反射正演模拟在地震勘探理论研究和数据处理方法中具有重要的作用和意义。目前主要有射线追踪和波动方程两大类方法：两者比较起来，射线追踪类方法由于进行高频近似，使得其波场特征可控，但该方法不适宜于复杂模型；而波动方程类方法是通过不同方式推演波在介质中的传播，其可用于复杂模型，但该方法波场特征复杂，计算难度较大。实际中，应用上述两类方法进行地震反射正演模拟时，均需要首先选定波场模拟区域，然后将波场模拟区域进行相应的网格剖分，如采用矩形网格剖分或者三角网格剖分。但是，上述两类方法在剖分方面会考量计算负荷和复杂地质边界的近似程度，剖分网格面积越小，复杂地质边界的拟合近似程度越高，但计算量越大，误差累计效应越严重；而剖分网格面积越大，计算量越小，但地质边界近似程度越差。

另外，在确定的观测系统中，即确定的炮点和检波点位置下，上述两类计算方法中都会出现冗余计算：在射线追踪类方法中，需要计算若干条射线路径，然后从中选择出射点位置最接近检波器的一条路径，而其余其他路径的计算均属于冗余计算；在波动方程类方法中，需要计算各个网格点上的波场特征，然后从中选择检波器位置处的波场特征并进行记录，而其余点的波场特征计算均属于冗余计算。

发明人在研究中发现，现有技术中的地震反射正演模拟的方法均不理想，针对这一问题，目前尚未提供较好的解决方式。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种基于地质单元体的地震正演方法及装置，以快速、准确的计算地震正演模拟结果。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于地质单元体的地震正演方法，所述方法包括：

将模拟工区中弹性参数相同的相邻地层或相邻地质体划分成同一个地质单元体，得到多个地质单元体；

根据各个地质单元体的边界及相邻地质单元体之间的拓扑关系，建立各个地质单元体之间的图形数据结构；其中，各个所述地质单元体均包括多个边界；

根据地表观测系统中的炮点位置、检波点位置以及目标地质体遍历所述图形数据结构，计算地震波的可行射线路径及所述可行射线路径的传播时间；其中，所述炮点位置和所述检波点位置所在的地质单元体分别对应所述可行射线路径中的下行路径的起始节点和上行路径的终止节点；

根据所述可行射线路径及所述可行射线路径的传播时间，计算地震正演模拟结果。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，将模拟工区中弹性参数相同的相邻地层或相邻地质体划分成同一个地质单元体，得到多个地质单元体，包括：

根据所述模拟工区对应的地层模型，获取模拟工区的弹性参数；所述弹性参数包括：岩石密度和地震波传播速度；

将岩石密度和地震波传播速度分布规律均相同的相邻地层或相邻地质体划分为地质单元体，得到多个地质单元体；

利用光滑曲线对各个地质单元体的边界进行拟合处理，得到拟合曲线；

根据所述拟合曲线，计算各个地质单元体边界上的入射点位置或出射点位置。