质，传统交 错网格有限差分技术不能适用，其稳定性明显不足，而旋转交错网格有限差分技术则依然 适用，稳定性较好。
[0125] 二、精度方面：
[0126] 对于二维双相各向异性介质，两种交错网格及对应的弹性波波场分量和弹性参数 的空间位置如图1、表4和表5所不。
[0127] 表4传统交错网格中弹性波场分量和弹性参数位置
[0128]
[0129]表5旋转交错网格中弹性波场分量和弹性参数位置
[0130]
[0131 ]结合公式11、12，并通过图1，表4及表5可知:在双相各向异性介质的数值模拟中， 当使用传统交错网格有限差分技术时，由于速度和应力的相对空间位置关系，计算时需要 对应力〇xy和速度^，^，^进行插值，从而增加了计算误差，降低了计算精度；当使用旋转交 错网格有限差分技术时，由于速度分量和应力分量各定义整网格点和半网格点上，计算空 间导数时不需要进行任何插值，从而降低了计算误差，提高了计算精度。下面以速度分量和 应力分量方程加以说明。
[0132]
[0133]
[0134] 结合图1，表4及表5可知:在式11，当使用传统交错网格技术计算速度分量导数时， 由应力速度相对空间位置关系可知，需要计算应力〇xy对水平方向导数，故需对〇xy进行插 值;在式12,当使用传统交错网格技术计算应力分量导数时，由应力速度相对空间位置关系 可知，需要计算速度Vx，Vy，Vz对水平和垂直两个方向的导数，故需对Vx，Vy，Vz进行插值。其它 分量可类似得出。
[0135] 由以上两个方面的对比可知:传统交错网格有限差分技术在一定条件下会表现出 稳定性不足的情况，使用范围有限，由于插值的需要，会增大计算误差，降低计算精度;旋转 交错网格有限差分技术表现出更强的适用性，在计算过程中无需插值，提高了计算精度。
[0136] 本申请实施例还提供了与上述基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取方法 相对应的基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取装置，包括：
[0137] 确定模块，用于根据双相介质运动方程，确定目标区域的地质数据计算式；
[0138] 离散化处理模块，用于使用旋转交错网格对所述地质数据计算式进行离散化处 理；
[0139] 模拟模块，用于将所述离散化处理后的地质数据计算式在所述目标区域所对应的 模型下进行数值模拟，以确定所述目标区域的优化地质数据，所述优化地质数据包括优化 速度值和优化应力值。
[0140] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、 装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0141] 以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取方法，其特征在于，包括： 根据双相介质运动方程，确定目标区域的地质数据计算式； 使用旋转交错网格对所述地质数据计算式进行离散化处理； 将所述离散化处理后的地质数据计算式在所述目标区域所对应的模型下进行数值模 拟，以确定所述目标区域的优化地质数据，所述优化地质数据包括优化速度值和优化应力 值。2. 根据权利要求1所述的基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取方法，其特征在 于，所述使用旋转交错网格对所述地质数据计算式进行离散化处理包括： 按照将速度和密度置于整网格点处，将弹性系数和应力置于半网格点处的方式，计算 所述地质数据计算式中，初步地质数据;所述初步地质数据包括初步速度值和初步应力值。3. 根据权利要求2所述的基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取方法，其特征在 于，所述按照将速度和密度置于整网格点处，将弹性系数和应力置于半网格点处的方式，计 算所述地质数据计算式中，初步速度值和初步应力值包括： 将速度和密度赋值于整网格点处，将弹性系数和应力赋值于半网格点处； 使用所述整网格点沿旋转交错网格的对角线的四个应力分量，通过中心差分计算的方 式计算速度对时间的偏导数，即初步速度值； 使用所述半网格点沿旋转交错网格的对角线的四个速度分量，通过中心差分计算的方 式计算应力对时间的偏导数，即初步应力值。4. 根据权利要求1所述的基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取方法，其特征在 于，所述将所述离散化处理后的地质数据计算式在所述目标区域所对应的模型下进行数值 模拟包括： 按照随地震波传播时间变化的顺序，依次循环迭代调整所述离散化处理后的地质数据 计算式，每次迭代后，均保存迭代计算出的速度值和应力值，以确定优化速度值和优化应力 值。5. 根据权利要求1所述的基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取方法，其特征在 于，所述地质数据计算式为：其中，i和j分别表示水平方向x，y或垂直方向z中的一个，uj和Uj分别是固相和流相的位 移在j方向的分量，为流体相对固体骨架运动时的耗散系数，〇1^为作用在固相应力分量 在j方向上的偏导，s为作用在流体单元侧面上的应力，P11和P22分别表示介质单位体积内固 相和流相部分的有效质量，P12为视质量，即流相相对固相运动时的质量耦合系数。6. 根据权利要求1所述的基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取方法，其特征在 于，所述地质数据计算式为：其中，VnVi表示速度，叫表示应力，Clj为弹性系数，Di表示关于密度的多项式，表示 耗散系数，Qi为固相和流相之间体积变化的耦合系数，R是描述孔隙流体的弹性参数。7. 根据权利要求4所述的基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取方法，其特征在 于，所述将所述离散化处理后的地质数据计算式在所述目标区域所对应的模型下进行数值 模拟包括： 采用如下稳定性条件对所述离散化处理后的地质数据计算式在所述目标区域所对应 的模型下进行数值模拟，其中，At为时间步长，Vmax是最大相速度，Ah是空间步长，ck是交错网格空间差分系数， D是空间维数。8. 根据权利要求4所述的基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取方法，其特征在 于，所述将所述离散化处理后的地质数据计算式在所述目标区域所对应的模型下进行数值 模拟包括： 采用如下吸收边界条件对所述离散化处理后的地质数据计算式在所述目标区域所对 应的模型下进行数值模拟，其中，SX是扩展函数，ax2 0，kx2 1，3\、^、心均为关于吸收边界宽度的修正参数，1为虚 数单位，w为频率变量。9.根据权利要求1所述的基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取方法，其特征在 于，所述离散化处理后的地质数据计算式为：a为空间差分系数，u为表达式W示范参数，1 < η < N，N表示空间差分阶数，Δ χ、Δ z为沿 水平方向X和垂直方向Z的空间差分步长，i、j分别表示所对应的网格点的位置。10.基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取装置，其特征在于，包括： 确定模块，用于根据双相介质运动方程，确定目标区域的地质数据计算式； 离散化处理模块，用于使用旋转交错网格对所述地质数据计算式进行离散化处理； 模拟模块，用于将所述离散化处理后的地质数据计算式在所述目标区域所对应的模型 下进行数值模拟，以确定所述目标区域的优化地质数据，所述优化地质数据包括优化速度 值和优化应力值。
【专利摘要】本发明提供了基于旋转交错网格的双相介质地质数据获取方法和装置，涉及地质数据测量领域。本发明提供的方法采用旋转交错网格对地质数据计算式进行处理的方式，与现有技术中使用一般交错网格对地质数据计算进行处理，导致在计算物理量(如速度和应力)的偏导时，需要通过内插法进行插值处理，才能够求得最终的结果，由于需要进行插值，因而导致最终求得的结果会有一定的偏差相比，其通过旋转交错网格对地质数据计算式进行处理，在后续模拟的时候，避免了场量和模型参数的插值问题，因而使得后续计算出的最终结果更为准确提高了计算精度和稳定性。
【IPC分类】G01V1/28, G01V1/30
【公开号】CN105676280
【申请号】CN201610041813
【发明人】林朋, 彭苏萍, 卢勇旭
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月21日