[发明专利]一种基于指数随机分布的海洋地震波模拟方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于指数随机分布的海洋地震波模拟方法及系统，属于油气勘探开发中的地震波正演模拟领域。该基于指数随机分布的海洋地震波模拟方法将海水介质模拟为大尺度背景场与小尺度扰动的组合，并利用指数型自相关函数描述海水介质的小尺度扰动的空间平稳随机过程，得到基于指数型随机分布的海水速度模型。本发明能够克服常规方法水平层状的假设，更加真实地描述海水速度变化特征，有效地反映了海水中地震波散射和衰减现象。

技术领域

本发明属于油气勘探开发中的地震波正演模拟领域，具体涉及一种基于指数随机分布的海洋地震波模拟方法及系统。

背景技术

在调研了大量国内外可检测文献、专利，以及充分了解、研究了海洋地震波正演模拟方法后，发现目前在海洋地震波正演模拟过程中，海水介质通常简单近似为水平层状的均匀介质，速度通常为3500m/s。而事实上海水是一种复杂的非均匀介质，特别是在深水区，存在着大量的悬浮粒子，例如气溶胶、水汽凝成物、气泡等，使海水中地震波传播速度随位置变化而不同，并且呈一定随机性，引起地震波的散射和衰减。目前的水平层状模型很难描述这些特征，因此需开展海洋地震波正演模拟新方法的研究和应用。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于指数随机分布的海洋地震波模拟方法及系统，更真实地描述海水特征，提高海洋地震波正演模拟结果的精度和可靠性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个方面，提供了一种基于指数随机分布的海洋地震波模拟方法，所述方法将海水介质模拟为大尺度背景场与小尺度扰动的组合，并利用指数型自相关函数描述海水介质的小尺度扰动的空间平稳随机过程，得到基于指数型随机分布的海水速度模型。

本发明的进一步改进在于，所述方法包括：

准备步骤；

步骤一：将海水介质模拟为大尺度速度背景场与小尺度速度扰动的组合；

步骤二：利用指数型自相关函数描述海水介质的小尺度扰动的随机过程，得到基于指数型随机分布的海水速度模型；

步骤三：对所述基于指数型随机分布的海水速度模型进行地震波正演模拟。

本发明的进一步改进在于，所述准备步骤的操作包括：

输入海水的背景速度，以及描述扰动的指数自相关函数x、z变量。

本发明的进一步改进在于，所述海水的背景速度为1500-1520m/s。

本发明的进一步改进在于，所述指数自相关函数x、z变量的取值范围为0.1米到9米。

本发明的进一步改进在于，所述步骤一的操作包括：

利用下式将海水介质模拟为大尺度速度背景场与小尺度速度扰动的组合：

v_水(x，z)＝v₀(x，z)+δv(x，z)＝v₀(1+Random) (1)

其中，v_水(x,z)代表真实海水速度，v₀(x,z)代表海水背景速度，δv(x,z)代表海水小尺度速度扰动，Random代表海水介质的小尺度速度扰动的随机过程。

本发明的进一步改进在于，所述步骤二的操作包括：

利用指数型自相关函数描述海水介质的小尺度速度扰动的随机过程：

其中，

θ(k^x,k^z)代表随机过程相位谱，a，b为介质在x、z方向上的自相关长度，是表示x、z方向上相似程度大小的参量。