一種頻率域正演方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的講是一種頻率域正演方法及裝置。其中方法包括，建立17點(diǎn)格式的差分公式，構(gòu)造稀疏矩陣；讀入子波參數(shù)和速度模型；頻率循環(huán)得到單頻波場(chǎng)；對(duì)所有頻率波場(chǎng)求反傅里葉變換；得到正演結(jié)果。通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例的方法及裝置，四階高精度正演克服了以往對(duì)dx必須等于dz的條件限制，不僅可應(yīng)用于dx=dz,也可以適用于dx≠dz的情況，更適合在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用，而且最小波長(zhǎng)所需要的網(wǎng)格數(shù)在該方法中僅需要2.4個(gè)，也優(yōu)于其他類似方法。
【專利說(shuō)明】一種頻率域正演方法及裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的講是一種頻率域正演方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]尋找油氣的主要手段有地球物理勘探、石油地質(zhì)方法等，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，地球物理勘探在油氣尋找中越來(lái)越受到重視，更多的人力、物力投入其中。作為地球物理勘探的方法之一地震勘探方法在油氣田勘探開(kāi)發(fā)中具有極其重要作用，是其他地球物理方法無(wú)法比擬的。
[0003]地震勘探方法每年都有大量新技術(shù)新方法涌現(xiàn)，其中全波形反演方法就是近年來(lái)的熱點(diǎn)問(wèn)題。這種方法可以利用地震波場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)信息重建地下速度結(jié)構(gòu)，具有揭示復(fù)雜地質(zhì)背景下構(gòu)造與巖性細(xì)節(jié)信息的潛力。全波形反演可分為時(shí)間域、頻率域以及拉普拉斯域。頻率域方法以其如下優(yōu)點(diǎn)備受青睞:首先頻率域方法可以同時(shí)模擬多炮數(shù)據(jù)，其次不同于時(shí)間域方法，它可以只對(duì)某一頻率的數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，第三，這種方法不存在累積誤差。
[0004]頻率域正演是頻率域全波形反演的基礎(chǔ)，只有做好頻率域正演，頻率域反演方法才能得到有效利用。近幾年來(lái)，也有很多學(xué)者提出各種正演差分方法。
[0005]頻率域正演的關(guān)鍵是平衡正演精度和正演的計(jì)算量，較高的精度必然導(dǎo)致較高的計(jì)算量。最早1990年P(guān)ratt和Worthington在文獻(xiàn)中提出了經(jīng)典的五點(diǎn)差分格式，但是這種差分格式最小波長(zhǎng)內(nèi)所需要的網(wǎng)格點(diǎn)為13個(gè)(在相對(duì)誤差1%以內(nèi)，后面所說(shuō)的最小波長(zhǎng)內(nèi)所需網(wǎng)格點(diǎn)都是基于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn))，導(dǎo)致計(jì)算量過(guò)大，并不能很好的用于頻率域正演。為了減少最小波長(zhǎng)內(nèi)所需要的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)，Jo等人1996年發(fā)表文章提出一種新的九點(diǎn)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的差分格式，從而有效降低了最小波長(zhǎng)內(nèi)所需要的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)，進(jìn)而減少了計(jì)算機(jī)內(nèi)存占有量和計(jì)算機(jī)運(yùn)算量。以上兩種方法都是基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，導(dǎo)致了他們都有一個(gè)缺陷，就是不能適用于速度模型dx (水平方向的空間采樣間隔)不等于dz (深度方向的空間采樣間隔)的情況，而在實(shí)際勘探生產(chǎn)中，水平采樣間隔經(jīng)常不等于深度方向采樣間隔，因此這種弊端必須克服。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)主要集中在二階頻率域正演，并不能滿足高精度正演需求，部分高階正演又存在適用條件的限制，
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種頻率域正演方法，包括，
[0008]建立如下的17點(diǎn)格式的差分公式，
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種頻率域正演方法，其特征在于包括， 建立如下的17點(diǎn)格式的差分公式，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率域正演方法，其特征在于，在上述建立17點(diǎn)格式的差分公式之后還包括，求取所述加權(quán)系數(shù)的最優(yōu)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種頻率域正演方法，其特征在于，所述求取加權(quán)系數(shù)的最優(yōu)值進(jìn)一步包括，由波動(dòng)方程
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種頻率域正演方法，其特征在于，在上述求最優(yōu)a ” β ” b，c，d，e，f的過(guò)程中，采用最小二乘法或者使用高斯牛頓法求最優(yōu)α ?, β i, b, c, d, e, f。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率域正演方法，其特征在于，在讀入子波參數(shù)和速度模型之后還包括，在所述速度模型的邊界加載最佳匹配層PML邊界條件，用于吸收邊界反射的波場(chǎng)。
6.一種頻率域正演裝置，其特征在于包括， 差分模塊，用于建立如下的17點(diǎn)格式的差分公式，
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種頻率域正演裝置，其特征在于，還包括加權(quán)系數(shù)模塊，連接于所述差分模塊和稀疏矩陣模塊之間，用于求取所述加權(quán)系數(shù)的最優(yōu)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種頻率域正演裝置，其特征在于，所述加權(quán)系數(shù)模塊求取加權(quán)系數(shù)的最優(yōu)值進(jìn)一步包括，由波動(dòng)方程(I)出發(fā)，把平面波Pu':、=尸#—;(Μ+?-_:>代入公式(1)，整理可得頻散方程，其中，Ptl為波初始的振幅值、i為虛數(shù)單位，
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種頻率域正演裝置，其特征在于，所述加權(quán)系數(shù)模塊在上述求最優(yōu)α ” β ” b, c, d, e, f的過(guò)程中，采用最小二乘法或者使用高斯牛頓法求最優(yōu)α ?, β i, b, c, d, e, f0
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率域正演裝置，其特征在于，還包括吸收邊界模塊，連接于所述讀入模塊和單頻波場(chǎng)模塊之間，用于在所述速度模型的邊界加載最佳匹配層PML邊界條件，用于吸收邊界反射的波場(chǎng)。
【文檔編號(hào)】G01V1/32GK103901472SQ201410125866
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】唐祥德, 劉洪
申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所