一种消除有限差分正演过程中数值频散的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及地球物理勘探数据处理技术领域，尤其涉及一种消除有限差分正演过 程中数值频散的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在地球物理勘探数据处理技术领域，有限差分法正演模拟可以保证深度偏移过程 中得到高质量的深度域成像结果，对认识地震波传播规律、地震资料地质接收、储层评价等 均具有重要的理论和实际意义。
[0003]现有的有限差分法正演模拟过程中，空间导数会使用高阶逼近，但受计算机内存 和计算量的限制，时间导数一般都使用二阶逼近，导致时间方向引入的误差偏大。这样在正 演模拟的结果中会出现走时误差和相位旋转的数值频散现象。这种数值频散现象会降低波 场模拟的精度与分辨率。
[0004]因此，现有技术中需要一种消除有限差分正演过程中数值频散的方法，以提高波 场模拟的精度与分辨率。
【发明内容】
[0005]本申请的目的是提供一种消除有限差分正演过程中数值频散的方法和装置，可以 提高波场模拟的精度与分辨率，保证深度偏移过程中得到高质量的深度域成像结果。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供了一种消除有限差分正演过程中数值频散的方 法，所述方法包括：
[0007]对预设声波方程进行傅里叶变换和时间域的二阶有限差分数值离散处理，分别得 到频散关系数据和数值离散方程；
[0008]对所述数值离散方程进行傅里叶变换，得到数值离散关系数据，根据所述频散关 系数据和所述数值离散关系数据确定频率映射关系；
[0009]对待校正有限差分正演的地震正演模拟记录进行傅里叶变换，得到频域地震正演 模拟记录；
[0010] 利用所述频率映射关系对所述频域地震正演模拟记录进行数值频散校正，得到校 正后频域地震正演模拟记录，以及对所述校正后频域地震正演模拟记录进行傅里叶反变 换，得到消除数值频散的地震正演模拟记录。
[0011] 在一个优选的实施例中，所述利用所述频率映射关系对所述频域地震正演模拟记 录进行数值频散校正，得到校正后频域地震正演模拟记录包括：
[0012] 确定所述地震正演模拟记录的角频率；
[0013]根据所述频率映射关系计算得到所述地震正演模拟记录的角频率对应的数值离 散角频率；
[0014]利用所述相对应的数值离散角频率对所述频域地震正演模拟记录中的数值离散 角频率进行数值频散校正，得到校正后频域地震正演模拟记录。
[0015]在一个优选的实施例中，所述对预设声波方程进行傅里叶变换得到的频散关系数 据包括：
[0016] ω2 = ν\2
[0017] 上式中，ω表示波场的角频率;V表示波场的速度;k表示波场的波数。
[0018]在一个优选的实施例中，所述对所述数值离散方程进行傅里叶变换得到的数值离 散关系数据包括：
[0019]
[0020] 上式中，ω表示波场的角频率;v表示波场的速度;k表示波场的波数；3表示数值 尚散角频率；Δ?表不时间步长。
[0021] 在一个优选的实施例中，所述根据所述频散关系数据和所述数值离散关系数据确 定的频率映射关系包括：
[0022]
[0023]上式中，ω表示波场的角频率；^表示数值离散角频率；Δt表示时间步长。
[0024] -种消除有限差分正演过程中数值频散的装置，所述装置包括：
[0025]第一数据变换模块，用于对预设声波方程进行傅里叶变换，得到频散关系数据；
[0026]第一数据处理模块，用于对所述预设声波方程进行时间域的二阶有限差分数值离 散处理，得到数值离散方程；
[0027]第二数据变换模块，用于对所述数值离散方程进行傅里叶变换，得到数值离散关 系数据；
[0028]数据确定模块，用于根据所述频散关系数据和所述数值离散关系数据确定频率映 射关系；
[0029]第三数据变换模块，用于对待校正有限差分正演的地震正演模拟记录进行傅里叶 变换，得到频域地震正演模拟记录；
[0030] 数据校正模块，用于利用所述频率映射关系对所述频域地震正演模拟记录进行数 值频散校正，得到校正后频域地震正演模拟记录；
[0031] 第四数据变换模块，用于对所述校正后频域地震正演模拟记录进行傅里叶反变换 得到消除数值频散的地震正演模拟记录。
[0032] 在一个优选的实施例中，所述数据校正模块包括：
[0033]确定单元，用于确定所述地震正演模拟记录的角频率；
[0034]计算单元，用于根据所述频率映射关系计算得到所述地震正演模拟记录的角频率 对应的数值离散角频率；
[0035]校正单元，用于利用所述相对应的数值离散角频率对所述频域地震正演模拟记录 中的数值离散角频率进行数值频散校正，得到校正后频域地震正演模拟记录。
[0036]在一个优选的实施例中，所述第一数据变换模块得到的频散关系数据包括：
[0037] ω2 = ν\2
[0038]上式中，ω表示波场的角频率;v表示波场的速度;k表示波场的波数。
[0039]在一个优选的实施例中，所述第二数据变换模块得到的数值离散关系数据包括：
[0040]
[0041]上式中，ω表示波场的角频率;v表示波场的速度;k表示波场的波数；^表示数值 尚散角频率；Δ?表不时间步长。
[0042]在一个优选的实施例中，所述数据确定模块确定的频率映射关系包括：
[0043]
[0044]上式中，ω表示波场的角频率;^表示数值离散角频率；△t表示时间步长。
[0045]由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例根据频散关系数据和数 值离散关系数据可以确定出能反映波场真实的角频率和数值离散角频率关系的频率映射 关系;利用所述频率映射关系可以对所述频域地震正演模拟记录进行数值频散校正，得到 校正后频域地震正演模拟记录，再进行傅里叶反变换得到消除数值频散的地震正演模拟记 录。与现有技术相比，利用本申请实施例提供的技术方案在有限差分正演过程中可以克服 时间方向误差导致的数值频散现象，有效提高波场模拟的精度与分辨率，保证了深度偏移 可以得到高质量的深度域成像结果。
【附图说明】
[0046]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0047]图1是本申请提供的消除有限差分正演过程中数值频散的方法一种实施例的流程 图；
[0048]图2是本申请实施例中数值频散校正过程的示意图；
[0049]图3是本申请所述待校正有限差分正演的地震正演模拟记录的波形与本申请实施 例提供的校正后地震正演模拟记录的波形比较示意图；
[0050]图4是本申请实施例提供的一种消除有限差分正演过程中数值频散的装置的示意 图；
[0051]图5是本申请实施例提供的数据校正模块的模块示意图。
【具体实施方式】
[0052]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护 的范围。
[0053]下面以具体的实施例详细描述本申请技术方案的实施方式。
[0054]在实际应用中，在进行有限差分正演之前，一般可以根据实际应用情况建立速度 场模型，所述速度场模型可以反映地下每个点地震波的传播速度；以及可以根据实际应用 情况建立震源子波，所述震源子波可以从野外地震资料中获取，也可以人工合成获取。以及 根据实际应用情况建立正演模拟的观测