一种频率域正演方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及地质勘探【技术领域】，具体的讲是一种频率域正演方法及装置。其中方法包括，建立17点格式的差分公式，构造稀疏矩阵；读入子波参数和速度模型；频率循环得到单频波场；对所有频率波场求反傅里叶变换；得到正演结果。通过本发明实施例的方法及装置，四阶高精度正演克服了以往对dx必须等于dz的条件限制，不仅可应用于dx=dz,也可以适用于dx≠dz的情况，更适合在实际生产中运用，而且最小波长所需要的网格数在该方法中仅需要2.4个，也优于其他类似方法。
【专利说明】一种频率域正演方法及装置【技术领域】
[0001]本发明涉及地质勘探【技术领域】，具体的讲是一种频率域正演方法及装置。
【背景技术】
[0002]寻找油气的主要手段有地球物理勘探、石油地质方法等，随着计算机技术的进步，地球物理勘探在油气寻找中越来越受到重视，更多的人力、物力投入其中。作为地球物理勘探的方法之一地震勘探方法在油气田勘探开发中具有极其重要作用，是其他地球物理方法无法比拟的。
[0003]地震勘探方法每年都有大量新技术新方法涌现，其中全波形反演方法就是近年来的热点问题。这种方法可以利用地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构，具有揭示复杂地质背景下构造与岩性细节信息的潜力。全波形反演可分为时间域、频率域以及拉普拉斯域。频率域方法以其如下优点备受青睐:首先频率域方法可以同时模拟多炮数据，其次不同于时间域方法，它可以只对某一频率的数据进行反演，第三，这种方法不存在累积误差。
[0004]频率域正演是频率域全波形反演的基础，只有做好频率域正演，频率域反演方法才能得到有效利用。近几年来，也有很多学者提出各种正演差分方法。
[0005]频率域正演的关键是平衡正演精度和正演的计算量，较高的精度必然导致较高的计算量。最早1990年Pratt和Worthington在文献中提出了经典的五点差分格式，但是这种差分格式最小波长内所需要的网格点为13个(在相对误差1%以内，后面所说的最小波长内所需网格点都是基于这个标准)，导致计算量过大，并不能很好的用于频率域正演。为了减少最小波长内所需要的网格点数，Jo等人1996年发表文章提出一种新的九点旋转坐标系下的差分格式，从而有效降低了最小波长内所需要的网格点数，进而减少了计算机内存占有量和计算机运算量。以上两种方法都是基于旋转坐标系，导致了他们都有一个缺陷，就是不能适用于速度模型dx (水平方向的空间采样间隔)不等于dz (深度方向的空间采样间隔)的情况，而在实际勘探生产中，水平采样间隔经常不等于深度方向采样间隔，因此这种弊端必须克服。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于解决现有技术主要集中在二阶频率域正演，并不能满足高精度正演需求，部分高阶正演又存在适用条件的限制，
[0007]本发明实施例提供了一种频率域正演方法，包括，
[0008]建立如下的17点格式的差分公式，
[0009]
【权利要求】
1.一种频率域正演方法，其特征在于包括， 建立如下的17点格式的差分公式，
2.根据权利要求1所述的一种频率域正演方法，其特征在于，在上述建立17点格式的差分公式之后还包括，求取所述加权系数的最优值。
3.根据权利要求2所述的一种频率域正演方法，其特征在于，所述求取加权系数的最优值进一步包括，由波动方程
4.根据权利要求3所述的一种频率域正演方法，其特征在于，在上述求最优a ” β ” b，c，d，e，f的过程中，采用最小二乘法或者使用高斯牛顿法求最优α ?, β i, b, c, d, e, f。
5.根据权利要求1所述的一种频率域正演方法，其特征在于，在读入子波参数和速度模型之后还包括，在所述速度模型的边界加载最佳匹配层PML边界条件，用于吸收边界反射的波场。
6.一种频率域正演装置，其特征在于包括， 差分模块，用于建立如下的17点格式的差分公式，
7.根据权利要求6所述的一种频率域正演装置，其特征在于，还包括加权系数模块，连接于所述差分模块和稀疏矩阵模块之间，用于求取所述加权系数的最优值。
8.根据权利要求7所述的一种频率域正演装置，其特征在于，所述加权系数模块求取加权系数的最优值进一步包括，由波动方程(I)出发，把平面波Pu':、=尸#—;(Μ+?-_:>代入公式(1)，整理可得频散方程，其中，Ptl为波初始的振幅值、i为虚数单位，
9.根据权利要求8所述的一种频率域正演装置，其特征在于，所述加权系数模块在上述求最优α ” β ” b, c, d, e, f的过程中，采用最小二乘法或者使用高斯牛顿法求最优α ?, β i, b, c, d, e, f0
10.根据权利要求1所述的一种频率域正演装置，其特征在于，还包括吸收边界模块，连接于所述读入模块和单频波场模块之间，用于在所述速度模型的边界加载最佳匹配层PML边界条件，用于吸收边界反射的波场。
【文档编号】G01V1/32GK103901472SQ201410125866
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】唐祥德, 刘洪
申请人:中国科学院地质与地球物理研究所