[发明专利]一种抗频散地震波正演方法、系统、装置及介质

说明书

本发明提供的一种抗频散地震波正演方法、系统、装置及介质，方法包括以下步骤：获取地下介质速度场和正演子波主频，根据地下介质速度场以及正演子波主频设置第一投影关系；根据第一投影关系进行深度方向重采样，生成第二速度场；根据第二速度场，通过波场传播方程进行地震波场正演模拟；方法实现了纵向频散压制，能够平衡效率和数据质量进行地震波正演，实现计算成本、地质构造特点、数据质量较好的平衡，可广泛应用于地震勘探技术领域。

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，尤其是一种抗频散地震波正演方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

地震波正演是地震勘探领域最基本的应用工具，无论是在观测系统分析中、地震成像算法开发中、地震波形反演中等环节都是必不可少的基础工具。当前最为主流的地震波正演方法为高阶有限差分法，该方法利用高阶有限差分求解波动方程，得到地下介质中传播的地震波场。高阶有限差分法求解波动方程需要平衡如下问题：数值频散问题和计算量问题。如果地下介质剖分网格较大，则存在很强的数值频散，影响地震波正演数据的品质。减小剖分网格间距，能够降低数值频散，同时带来的问题是计算量快速增加，尤其是当地下介质速度较低时，需要很小的网格才能得到频散较弱的地震数据。

发明内容

有鉴于此，为至少部分解决上述技术问题之一，本发明实施例目的在于提供一种高效、精确且实用的抗频散地震波正演方法，以及能够对应实现该方法的系统、装置及计算机可读的存储介质。

第一方面，本申请的技术方案提供了一种抗频散地震波正演方法，其步骤包括：

获取地下介质速度场和正演子波主频，根据所述地下介质速度场以及所述正演子波主频设置第一投影关系；

根据所述第一投影关系进行深度方向重采样，生成第二速度场；

根据所述第二速度场，通过波场传播方程进行地震波场正演模拟。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述获取地下介质速度场和正演子波主频，根据所述地下介质速度场以及所述正演子波主频设置第一投影关系这一步骤，其包括：

根据所述正演子波主频，和所述地下介质速度场中的介质速度计算得到地震波波长；

将所述地震波波长与纵向空间网格进行关联，根据关联关系确定第一投影关系。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述根据所述第一投影关系进行深度方向重采样，生成第二速度场这一步骤，其包括：

根据所述第一投影关系对所述地震波波长进行采样，根据采样结果进行变网格剖分，得到低速区网格和高速区网格。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述根据所述第二速度场，通过波场传播方程进行地震波场正演模拟这一步骤，其包括：

确定所述第一投影关系的一阶导数和所述第一投影关系的二阶导数；

所述波场传播方程为：

其中，为第一投影关系，为第一投影关系的一阶导数，为第一投影关系的二阶导数，u′(t,X)表示在变网格坐标系统下的波场，X表示(x，y，z)空间坐标，v表示地下介质的速度，t表示传播的时间，γ为横向频散压制系数。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述横向频散压制系数是根据水平方向的采样间隔确定的，所述横向频散压制系数与所述水平方向的采样间隔呈正比例关系。

在本申请方案的一种可行的实施例中，当变网格传播的方向为沿深度传播，所述波场传播方程为：

其中，u(t,X)为传播到t和X点的波场。