[发明专利]一种基于高斯型随机分布的海洋地震波模拟方法及系统

说明书

本发明提出了一种基于高斯型随机分布的海洋地震波模拟方法及系统，该方法包括：将海水速度视为大尺度速度背景场与小尺度速度扰动的组合；建立高斯随机分布的海水速度模型；对基于高斯型随机分布的海水速度模型进行地震波正演模拟。本发明通过利用高斯型随机分布来描述海水速度的小尺度扰动，克服了常规水平层状介质假设，更加真实的描述海水速度变化特征，有效的反映海水中地震波散射和衰减现象。

技术领域

本发明属于油气勘探开发中的地震波正演模拟领域，具体地涉及一种基于高斯型随机分布的海洋地震波模拟方法及系统。

背景技术

由于陆地空间和资源的限制，海洋将是新世纪人类大规模攻占的对象和进军的目标。海底油气资源的开发利用，潜力将是非常巨大的。海洋油气勘探与陆地油气勘探尽管有一些共同之处，但相比之下，其不同处则更为关键。

从理论上说，陆地上的油气勘探方法和技术在海洋油气勘探中都是适用的。但是，受恶劣的海洋自然地理环境和海水的物理化学性质的影响，许多勘探方法和技术都受到了限制，例如，陆地上的地面地质调查法在海洋中就很难大规模展开；陆地上的重力、磁、电勘探到海洋中就要转到勘探船上进行，并且测量的结果在一定程度上受到海水深度及海水物理化学性质的影响。由于受海水深度及取样难度大的影响，海洋油气地球化学勘探近几十年来发展缓慢。

目前海洋地震勘探是海洋油气勘探过程中运用最广泛的方法，充分利用了海洋便利的交通条件。近年来，在海洋地震勘探中多采用一种在船尾平行拖曳三条漂浮组合电缆的宽限剖面工作方法，这种工作方式可以提供主剖面附近地下地层三维空间概念和可改善的信噪比。

但是发明人在调研了大量国内外可检测文献、专利，以及充分了解、研究了海洋地震波正演模拟方法之后，发现目前在海洋地震波正演模拟过程中，海水介质通常简单近似为水平层状的均匀介质，速度通常为3500m/s。

而事实上海水是一种复杂的非均匀介质，特别是在深水区，存在着大量的悬浮粒子，例如气溶胶，水汽凝成物，气泡等，使海水中地震波传播速度随位置变化而不同，并且呈一定随机性，引起地震波的散射和衰减。目前的水平层状模型很难描述这些特征，因此需开展海洋地震波正演模拟新方法的研究和应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种更真实描述海水特征的海洋地震波正演模拟方法，提高海洋地震波正演模拟结果的精度和可靠性。

根据本发明的一个方面，提供一种基于高斯型随机分布的海洋地震波模拟方法，该方法包括：

将海水速度视为大尺度速度背景场与小尺度速度扰动的组合；

建立高斯随机分布的海水速度模型；

对基于高斯型随机分布的海水速度模型进行地震波正演模拟。

进一步地，将海水速度视为大尺度速度背景场与小尺度速度扰动的组合，其中将小尺度速度扰动视为一种随机事件，用二维或三维平稳随机过程抽象描述。

进一步地，用公式(1)1表示大尺度速度背景场与小尺度速度扰动的组合，

v_水(x,z)＝v₀(x,z)+δv(x,z)＝v₀(1+random) (1)

其中，式中v_水(x,z)代表真实海水速度，v₀(x,z)代表海水大尺度背景速度，δv(x,z)代表海水小尺度速度扰动，Random代表一个均值为0的平稳随机过程。

进一步地，选取高斯型自相关函数建立平稳随机过程，高斯型自相关函数如公式(2)所示，

其中，a，b为介质在x、z方向上的自相关长度，是表示x、z方向上相似程度大小的参量。