基于时空双变网格的弹性波正演模拟技术

摘要

本发明提供基于时空双变网格的弹性波正演模拟技术，针对已知的地震地质模型，根据地下介质的速度参数和弹性参数确定目标区域和背景区域的稳定性条件，从而计算出不同尺度的空间网格大小并对速度场进行离散化处理；然后利用泰勒公式和有限差分技术得到不同尺度网格点上变量的空间任意精度差分公式，即空间常网格算子和空间变网格算子的任意偶数阶精度空间差分公式，利用推导出的空间差分公式计算精细剖分区域、粗糙剖分区域和中间过渡带区域的波场值；在时间层的波场外推过程中，对不同网格剖分区域采用不同的时间采样间隔满足局部稳定性条件，分别得到精细时间层内精细网格点处的波场值以及全局时间层内粗糙网格点处的波场值；在每一个全局时间层内，将精细网格剖分区域的波场值传递到粗糙网格剖分区域，得到整个速度场在此时刻的空间波场值；最后利用上述方法在每个时间层进行波场外推，得到单炮的正演模拟记录；满足了浅层的局部稳定性条件，从而避免了频散噪音的产生。

主权项

基于时空双变网格的弹性波正演模拟技术，地震波在地下的传播过程可以用弹性波波动方程进行描述，弹性波一阶速度——应力方程求解地震波在给定速度场中的传播，其特征在于其步骤是：(1)首先针对已知的地震地质模型，根据地下介质的速度参数和弹性参数确定目标区域和背景区域的稳定性条件，从而计算出不同尺度的空间网格大小并对速度场进行离散化处理；(2)然后利用泰勒公式和有限差分技术得到不同尺度网格点上变量的空间任意精度差分公式，即空间常网格算子和空间变网格算子的任意偶数阶精度空间差分公式，利用推导出的空间差分公式计算精细剖分区域、粗糙剖分区域和中间过渡带区域的波场值；(3)同时，在时间层的波场外推过程中，对不同网格剖分区域采用不同的时间采样间隔满足局部稳定性条件，分别得到精细时间层内精细网格点处的波场值以及全局时间层内粗糙网格点处的波场值；(4)在每一个全局时间层内，将精细网格剖分区域的波场值传递到粗糙网格剖分区域，得到整个速度场在此时刻的空间波场值；(5)最后利用上述方法在每个时间层进行波场外推，得到单炮的正演模拟记录。