[发明专利]基于垂直裂缝介质的地震波波场模拟方法及装置

说明书

本申请提供一种基于垂直裂缝介质的地震波波场模拟方法及装置，所述方法包括：在已知地震波信号、震源坐标、所述地震波信号的传播速度、垂直裂缝坐标的条件下，获取用于模拟所述垂直裂缝对所述地震波信号传播的影响的数值模拟表达式；将地质密度的值、拉梅系数的值、切向屈服度的值、法向屈服度的值、采样时刻的值、时间采样率的值、空间网格模型中的每个空间网格点的坐标位置，以及空间网格的长度的值和宽度的值分别输入数值模拟表达式，得到用于模拟所述垂直裂缝对所述地震波信号传播的影响的速度值和应力值，继而能够根据速度值和应力值来模拟垂直裂缝对地震波传播的影响。

技术领域

本申请涉及地震波技术领域，具体而言，涉及一种基于垂直裂缝介质的地震波波场模拟方法及装置。

背景技术

地震波正演模拟是模拟地震波在地球介质中的传播过程，以研究地震波传播特性与地下介质参数的关系。其中，数值模拟可以用于产生波传播的可视化，从而便于直观的展示地下构造的真实形态。油气勘探实践表明，地质层裂缝是油气的储存空间或运移通道，地质层裂缝介质对地震波的影响的研究越来越受到关注。实际地质层中的裂缝形成受多种因素控制。由于上覆地层的压力使得水平或低陡倾角裂缝存在较少(即：水平裂缝)，大多数为高陡倾角裂缝(即：垂直裂缝)，因此，模拟垂直裂缝对地震波传播的影响更具意义。

申请内容

鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种基于垂直裂缝介质的地震波波场模拟方法及装置，以模拟地质层的垂直裂缝对地震波传播的影响。

第一方面，本申请实施例提供一种基于垂直裂缝介质的地震波波场模拟方法，所述方法包括：在已知地震波信号、震源坐标、所述地震波信号的传播速度、垂直裂缝坐标的条件下，获取用于模拟所述垂直裂缝对所述地震波信号传播的影响的数值模拟表达式，其中，所述数值模拟表达式包括：

以及

获取所述地质密度的值、所述拉梅系数的值、所述切向屈服度的值、所述法向屈服度的值、所述采样时刻的值、所述时间采样率的值、所述空间网格模型的大小，以及所述空间网格的长度值和宽度值；将所述地质密度的值、所述拉梅系数的值、所述切向屈服度的值、所述法向屈服度的值、所述采样时刻的值、所述时间采样率的值、所述空间网格模型中的每个空间网格点的坐标位置，以及所述空间网格的长度值和宽度值分别输入所述数值模拟表达式，得到用于模拟所述垂直裂缝对所述地震波信号传播的影响的速度值和应力值。

在上述实现过程中，在已知地震波信号、震源坐标、所述地震波信号的传播速度、垂直裂缝坐标的条件下，利用用于模拟所述垂直裂缝对所述地震波信号传播的影响的数值模拟表达式来获取用于模拟所述垂直裂缝对所述地震波信号传播的影响的速度值和应力值，继而能够根据所述速度值和所述应力值来模拟地质层的垂直裂缝对地震波传播的影响。

基于第一方面，在一种可能的设计中，获取用于模拟所述垂直裂缝对所述地震波信号传播的影响的数值模拟表达式，包括：基于线性滑动理论，获取表征所述垂直裂缝位置处的边界条件；其中，所述边界条件为：基于所述边界条件和虚拟网格，获取用于表征所述地震波信号在虚网格点处速度的第一表达式；获取表征应力和所述地震波信号在所述地质中的传播速度之间的关系的有限差分表达式；基于所述虚拟网格和所述旋转交错网格对所述有限差分表达式进行离散处理，得到离散化的差分表达式；基于所述第一表达式和所述离散化的差分表达式，获取所述数值模拟表达式。