[发明专利]一种解耦弹性波逆时偏移方法、系统及应用

权利要求书

1.一种解耦弹性波逆时偏移方法，其特征在于，矢量波场解耦的弹性波逆时偏移方法包括：获取输入地震记录、地震子波、密度及纵横波速度模型；通过求解弹性介质波动方程，获得震源和检波点延拓波场；使用矢量亥姆霍兹分解进行弹性波场分离，获得分离的真振幅纯纵(P)波和纯横(S)波矢量波场；使用弹性波阻抗敏感核函数计算成像条件，获得高精度纵波-纵波(PP)和纵波-横波(PS)成像结果；叠加所有单炮成像结果，获得最终的偏移成像剖面；所述矢量波场解耦的弹性波逆时偏移方法包括以下步骤：

步骤一，获取输入数据；其中，所述输入数据包括：纵波偏移速度模型v_p(x)、横波偏移速度模型v_s(x)、密度模型ρ(x)、震源函数子波f(t)、多波多分量观测数据d(x_r,t)；

步骤二，根据输入的震源子波f(t)、密度模型ρ(x)、纵波速度模型v_p(x)和横波速度模型v_s(x)，采用点源激发方式，通过求解一阶速度-应力弹性介质波动方程，计算震源一侧延拓的弹性矢量波场u_s(x,t)；

步骤三，根据输入的密度模型ρ(x)、纵波速度模型v_p(x)、横波速度模型v_s(x)，使用观测数据d(x_r,t)作为边界条件，通过求解弹性波动方程，计算检波点一侧延拓的弹性矢量波场u_r(x,t)；

步骤四，采用矢量亥姆霍兹分解，对震源和检波点侧的耦合弹性波场进行纵横波场分离；

步骤五，获得分离后的震源和检波点波场后，使用弹性阻抗敏感核成像条件进行零延迟互相关成像，获得PP和PS成像结果；

步骤六，将所有炮集的成像结果相加，获得最终的偏移成像剖面，并使用震源照明作为预条件算子改善深部成像振幅的均衡性；

步骤四中，所述采用矢量亥姆霍兹分解对震源和检波点波场进行纵横波分离，具有如下表达式：

其中，为梯度运算，为散度运算，为旋度运算，为分离后的纵波震源波场，为分离后的横波震源波场，为分离后的纵波检波点波场，为分离后的横波检波点波场；w_s和w_r为辅助矢量波场，可通过求解如下泊松方程获得：

其中，Δ为拉普拉斯算子；

步骤五中，所述获得分离后的震源和检波点波场后，使用弹性阻抗敏感核成像条件进行互相关成像，获得PP和PS成像结果，具有如下表达式：

其中，为剪切模量，为体积模量，I为单位矩阵。

2.如权利要求1所述的解耦弹性波逆时偏移方法，其特征在于，步骤二中，所述一阶速度-应力弹性波动方程的形式为：

其中，x是成像空间位置，x_s为震源位置，t为波场传播时间，u_s＝[u_s,x u_s,y u_s,z]^T为震源侧偏振速度波场，σ_s＝[σ_s,xx σ_s,yy σ_s,zz σ_s,xy σ_s,xz σ_s,yz]^T为震源侧应力波场，T为转置符号，δ为克罗内克函数；L为一阶偏导数矩阵，C(x)为模型参数矩阵，具有如下表达式：

3.如权利要求1所述的解耦弹性波逆时偏移方法，其特征在于，步骤三中，所述弹性波动方程的表达式为：

其中，x_r为检波点位置，L为偏导数矩阵，C(x)为由模型参数构成的刚度矩阵，具体表达式为：