[发明专利]三维Lowrank有限差分波场数值模拟方法、装置及电子设备

说明书

本发明实施例公开了一种三维Lowrank有限差分波场数值模拟方法、装置及电子设备。其中，三维Lowrank有限差分波场数值模拟方法，包括：获取速度模型及网格点信息；基于获取的速度模型及网格点信息构建弹性递归时间积分算子；基于所述弹性递归时间积分算子得到分解的弹性递归时间积分算子；基于所述分解的弹性递归时间积分算子得到有限差分系数；基于所述有限差分系数和弹性波方程得到进行波场数值模拟得到弹性波场。达到提高弹性波场精度的目的。

技术领域

本发明属于地震波模拟技术领域，更具体地，涉及一种三维Lowrank有限差分波场数值模拟方法、装置及电子设备。

背景技术

近些年来，业界对于复杂油气藏地震勘探技术的需求不断提高，基于弹性理论的勘探方法成为刻画复杂构造的一种重要工具，以描述地震波场传播规律为主要目的的三维弹性波场数值模拟技术为弹性波场地震勘探提供重要的理论依据。高精度弹性波场延拓算法的构建是弹性波数值模拟的重要内容，其中递归时间积分算法是近年来兴起的能够同时满足时间和空间高精度波场延拓的重要方法。目前，此方法局限于声波波场延拓，无法构建高精度的弹性矢量波场。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

目前常用于弹性波场数值模拟方法主要包括常规一阶有限差分方法和伪谱法。就常规一阶Lowrank有限差分方法而言，受限于Courant-Friedrch-Lewy稳定性条件，时间和空间方向需采用合适的数值模拟步长才能够保证波场数值模拟的精度和稳定性。尽管伪谱法可视作有限差分算子的空间极值，但其难以适应不均匀介质的波场数值模拟，并不满足大时间步长的波场数值模拟要求。因此目前的模拟的弹性波场存在精度不高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种三维Lowrank有限差分波场数值模拟方法、装置及电子设备，至少解决现有技术中弹性波场精度不高问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种三维Lowrank有限差分波场数值模拟方法，包括：

获取速度模型及网格点信息；

基于获取的速度模型及网格点信息构建弹性递归时间积分算子；

基于所述弹性递归时间积分算子得到分解的弹性递归时间积分算子；

基于所述分解的弹性递归时间积分算子得到有限差分系数；

基于所述有限差分系数和弹性波方程得到进行波场数值模拟得到弹性波场。

可选的，所述基于获取的速度模型及网格点信息构建弹性递归时间积分算子，包括：

使用以下公式构建弹性递归时间积分算子，

其中，和均为弹性递归时间积分算子，k_x、k_y、k_z表示x、y、z方向横波和纵波波数叠加，α和β分别表示纵波速度及横波速度，t表示时间，表示由k_x、k_y、k_z组成的矩阵元素。

可选的，所述基于所述弹性递归时间积分算子得到分解的弹性递归时间积分算子，包括：

采用以下公式对弹性递归时间积分算子做Lowrank分解，得到基于Lowrank分解的弹性递归时间积分算子：

为弹性递归时间积分算子，a_mn为中间矩阵，x表示空间坐标矢量，k_m表示从波数矢量中选取特定的波数构成的新矢量，x_n表示从空间坐标矢量中选取特定的坐标点构成的新的矢量，k表示波数。