[发明专利]一种弹性能量逆时偏移成像方法、装置、设备及系统

权利要求书

1.一种弹性能量逆时偏移成像方法，其特征在于，包括：

基于构建的模式解耦正向延拓算子，获得震源端矢量场信息，所述矢量场信息包括纵波的质点振动速度矢量场、伪应力矢量场以及横波的质点振动速度矢量场、伪应力矢量场；

利用所述震源端矢量场信息，构建震源端能量矢量场；

基于构建的模式解耦反向延拓算子，获得检波端矢量场信息；

利用所述检波端矢量场信息，构建检波端能量矢量场；

根据构建的模式解耦弹性能量互相关成像条件，对所述震源端能量矢量场和所述检波端能量矢量场进行成像，获得单炮模式解耦的能量成像结果；其中，所述构建的模式解耦弹性能量互相关成像条件，表示为：

其中，I_E,PP表示PP波能量成像结果，I_E,PS表示PS波能量成像结果，I_E,SP表示SP波能量成像结果，I_E,SS表示SS波能量成像结果，t表示时间，e表示背景介质杨氏模量，g表示背景介质泊松比，ρ表示背景介质的密度，和分别表示震源端纵波能量矢量场和震源端横波能量矢量场，和分别表示震源端纵波伪体应力和震源端横波伪体应力，和分别表示检波端纵波能量矢量场和检波端横波能量矢量场，和分别表示检波端纵波伪体应力和检波端横波伪体应力，表示检波端纵波质点振动速度矢量场，为检波端横波质点振动速度矢量场，表示震源端纵波质点振动速度矢量场，表示震源端横波质点振动速度矢量场，和分别表示沿x方向、沿y方向和沿z方向的震源端纵波伪正应力，和分别表示沿yz方向、沿xz方向和沿xy方向的震源端纵波伪切应力，和分别表示沿x方向、沿y方向和沿z方向的震源端横波伪正应力，和分别表示沿yz方向、沿xz方向和沿xy方向的震源端横波伪切应力，和分别表示沿x方向、沿y方向和沿z方向的检波端纵波伪正应力，和分别表示沿yz方向、沿xz方向和沿xy方向的检波端纵波伪切应力，和分别表示沿x方向、沿y方向和沿z方向的检波端横波伪正应力，和分别表示沿yz方向、沿xz方向和沿xy方向的检波端横波伪切应力，下标符号“p”表示纵波模式，下标符号“s”表示横波模式，上标“S”表示震源端波场函数，上标“R”表示检波端波场函数，下标符号“qs”表示横波伪应力模式，下标符号“qp”表示纵波伪应力模式，下标符号“E”表示能量，T₀表示总的地震记录接收时长；

对所述单炮模式解耦的能量成像结果进行多炮叠加，获得弹性能量逆时偏移成像结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，构建所述模式解耦正向延拓算子，包括：

利用预先设定的介质模型，加载震源子波；

将所述震源子波加载到弹性波场的纵波体应力上，构建模式解耦正向延拓方程；

对所述模式解耦正向延拓方程进行离散化，获得下述模式解耦正向延拓算子：

其中，和分别表示震源端纵波体应力场和横波应力矢量场，F_p表示震源子波，表示震源端纵波质点振动速度矢量场，表示震源端横波质点振动速度矢量场，v^S表示震源端弹性波质点振动速度矢量场，和分别表示震源端纵波伪应力矢量场和横波伪应力矢量场，η表示边界吸收系数，Δt表示时间采样间隔，nΔt表示离散点n对应的整时间点，(n+1/2)Δt表示离散点(n+1/2)对应的半时间节点，n＝1,2,...,N，N表示地震记录总接收时间对应的离散点，C表示背景介质的刚度矩阵，C_s表示背景介质横波模式下的刚度矩阵，和分别表示高阶交错网格有限差分矩阵算子，λ和μ表示背景介质的拉梅系数，ρ表示背景介质的密度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述震源端矢量场信息，构建震源端能量矢量场，包括：

以弹性能量密度为场函数，根据下式构建震源端纵波能量矢量场和横波能量矢量场：

其中，和分别表示震源端纵波能量矢量场和震源端横波能量矢量场，和分别表示震源端纵波伪体应力和震源端横波伪体应力，表示震源端纵波质点振动速度矢量场，表示震源端横波质点振动速度矢量场，和分别表示震源端纵波伪应力矢量场和横波伪应力矢量场。