[发明专利]基于弹簧网络模型的正演模拟方法及装置

摘要

本发明公开一种基于弹簧网络模型的正演模拟方法及装置，具体包括：设定正演模拟采用的时间采样间隔和空间采样间隔；根据所述空间采样间隔对待模拟的地质模型进行离散化，获得数字化地质模型；所述数字化地质模型为矩形网格形式或长方体网格形式；根据所述空间采样间隔确定所述数字化地质模型的各个方向的弹性参数；根据震源子波函数、时间采样间隔及所述数字化地质模型的各个方向的弹性参数，更新所述数字化地质模型的各个时刻的波场值。本发明克服了以往对网格形状的限制，不仅可以适用于正方形或者正方体网格，也适用于矩形或者长方体网格，可以满足实际生产对模拟网格的要求，且能根据实际情况优选时间和空间采样间隔以提高计算效率。

主权项

1.一种基于弹簧网络模型的正演模拟方法，其特征在于，包括：设定正演模拟采用的时间采样间隔和空间采样间隔；根据所述空间采样间隔对待模拟的地质模型进行离散化，获得数字化地质模型；所述数字化地质模型为矩形网格形式或长方体网格形式；根据所述空间采样间隔确定所述数字化地质模型的各个方向的弹性参数；根据震源子波函数、时间采样间隔及所述数字化地质模型的各个方向的弹性参数，更新所述数字化地质模型的各个时刻的波场值；根据所述空间采样间隔对待模拟的地质模型进行离散化，包括：将待模拟的地质模型离散成由离散网格节点与线弹簧构成的弹性元，相邻离散网格节点之间通过线弹簧连接；相邻离散网格节点之间的距离为所述空间采样间隔；矩形网格形式的数字化地质模型由弹性面元构成；长方体网格形式的数字化地质模型由弹性体元构成；根据所述空间采样间隔确定所述数字化地质模型的各个方向的弹性参数，包括：对所述数字化地质模型施加外力或者扰动，相应位置的线弹簧发生形变，弹性元的中心节点i受到的线弹簧的总作用力Fi按照如下公式确定：其中，φ_i为第i个弹性元的能量密度，k_j为中心节点i与相邻节点j之间的线弹簧的弹性常数，u_i为中心节点i的位移，u_j为相邻节点j的位移，x_ij为中心节点i指向相邻节点j的向量，为中心节点i指向相邻节点j的归一化的方向向量，∑代表对中心节点i的所有相邻节点j求和，符号“·”代表向量内积运算，N为相邻节点j的个数；中心节点的个数和弹性元的个数相同；对于矩形网格形式的数字化地质模型，E为弹性面元的面积，N＝8；对于长方体网格形式的数字化地质模型，E为弹性体元的体积，N＝18；对于矩形网格形式的数字化地质模型，各个方向的弹性参数按如下公式确定：其中，Δx和Δz分别为沿着x轴和z轴方向的网格长度，ρ为介质的质量密度，VP为纵波传播速度，k10、k20和k30分别为以中心节点为顶点，沿着x轴方向、z轴方向以及对角方向的线弹簧弹性常数；对于长方体网格形式的数字化地质模型，各个方向的弹性参数按如下公式确定：其中，Δx、Δy和Δz分别为沿着x轴、y轴和z轴方向的网格长度，ρ为介质的质量密度，VP为纵波传播速度，k100、k200和k300分别为以中心节点为顶点，沿着x轴、y轴和z轴方向的线弹簧弹性常数，k400、k500和k600分别代表沿着xoy、xoz和yoz坐标平面对角方向的线弹簧弹性常数。