一種消除有限差分正演過程中數值頻散的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及地球物理勘探數據處理技術領域，尤其涉及一種消除有限差分正演過 程中數值頻散的方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 在地球物理勘探數據處理技術領域，有限差分法正演模擬可以保證深度偏移過程 中得到高質量的深度域成像結果，對認識地震波傳播規律、地震資料地質接收、儲層評價等 均具有重要的理論和實際意義。
[0003]現有的有限差分法正演模擬過程中，空間導數會使用高階逼近，但受計算機內存 和計算量的限制，時間導數一般都使用二階逼近，導致時間方向引入的誤差偏大。這樣在正 演模擬的結果中會出現走時誤差和相位旋轉的數值頻散現象。這種數值頻散現象會降低波 場模擬的精度與分辨率。
[0004]因此，現有技術中需要一種消除有限差分正演過程中數值頻散的方法，以提高波 場模擬的精度與分辨率。
【發明內容】
[0005]本申請的目的是提供一種消除有限差分正演過程中數值頻散的方法和裝置，可以 提高波場模擬的精度與分辨率，保證深度偏移過程中得到高質量的深度域成像結果。
[0006]為了實現上述目的，本申請提供了一種消除有限差分正演過程中數值頻散的方 法，所述方法包括：
[0007]對預設聲波方程進行傅里葉變換和時間域的二階有限差分數值離散處理，分別得 到頻散關系數據和數值離散方程；
[0008]對所述數值離散方程進行傅里葉變換，得到數值離散關系數據，根據所述頻散關 系數據和所述數值離散關系數據確定頻率映射關系；
[0009]對待校正有限差分正演的地震正演模擬記錄進行傅里葉變換，得到頻域地震正演 模擬記錄；
[0010] 利用所述頻率映射關系對所述頻域地震正演模擬記錄進行數值頻散校正，得到校 正后頻域地震正演模擬記錄，以及對所述校正后頻域地震正演模擬記錄進行傅里葉反變 換，得到消除數值頻散的地震正演模擬記錄。
[0011] 在一個優選的實施例中，所述利用所述頻率映射關系對所述頻域地震正演模擬記 錄進行數值頻散校正，得到校正后頻域地震正演模擬記錄包括：
[0012] 確定所述地震正演模擬記錄的角頻率；
[0013]根據所述頻率映射關系計算得到所述地震正演模擬記錄的角頻率對應的數值離 散角頻率；
[0014]利用所述相對應的數值離散角頻率對所述頻域地震正演模擬記錄中的數值離散 角頻率進行數值頻散校正，得到校正后頻域地震正演模擬記錄。
[0015]在一個優選的實施例中，所述對預設聲波方程進行傅里葉變換得到的頻散關系數 據包括：
[0016] ω2 = ν\2
[0017] 上式中，ω表示波場的角頻率;V表示波場的速度;k表示波場的波數。
[0018]在一個優選的實施例中，所述對所述數值離散方程進行傅里葉變換得到的數值離 散關系數據包括：
[0019]
[0020] 上式中，ω表示波場的角頻率;v表示波場的速度;k表示波場的波數；3表示數值 尚散角頻率；Δ?表不時間步長。
[0021] 在一個優選的實施例中，所述根據所述頻散關系數據和所述數值離散關系數據確 定的頻率映射關系包括：
[0022]
[0023]上式中，ω表示波場的角頻率；^表示數值離散角頻率；Δt表示時間步長。
[0024] -種消除有限差分正演過程中數值頻散的裝置，所述裝置包括：
[0025]第一數據變換模塊，用于對預設聲波方程進行傅里葉變換，得到頻散關系數據；
[0026]第一數據處理模塊，用于對所述預設聲波方程進行時間域的二階有限差分數值離 散處理，得到數值離散方程；
[0027]第二數據變換模塊，用于對所述數值離散方程進行傅里葉變換，得到數值離散關 系數據；
[0028]數據確定模塊，用于根據所述頻散關系數據和所述數值離散關系數據確定頻率映 射關系；
[0029]第三數據變換模塊，用于對待校正有限差分正演的地震正演模擬記錄進行傅里葉 變換，得到頻域地震正演模擬記錄；
[0030] 數據校正模塊，用于利用所述頻率映射關系對所述頻域地震正演模擬記錄進行數 值頻散校正，得到校正后頻域地震正演模擬記錄；
[0031] 第四數據變換模塊，用于對所述校正后頻域地震正演模擬記錄進行傅里葉反變換 得到消除數值頻散的地震正演模擬記錄。
[0032] 在一個優選的實施例中，所述數據校正模塊包括：
[0033]確定單元，用于確定所述地震正演模擬記錄的角頻率；
[0034]計算單元，用于根據所述頻率映射關系計算得到所述地震正演模擬記錄的角頻率 對應的數值離散角頻率；
[0035]校正單元，用于利用所述相對應的數值離散角頻率對所述頻域地震正演模擬記錄 中的數值離散角頻率進行數值頻散校正，得到校正后頻域地震正演模擬記錄。
[0036]在一個優選的實施例中，所述第一數據變換模塊得到的頻散關系數據包括：
[0037] ω2 = ν\2
[0038]上式中，ω表示波場的角頻率;v表示波場的速度;k表示波場的波數。
[0039]在一個優選的實施例中，所述第二數據變換模塊得到的數值離散關系數據包括：
[0040]
[0041]上式中，ω表示波場的角頻率;v表示波場的速度;k表示波場的波數；^表示數值 尚散角頻率；Δ?表不時間步長。
[0042]在一個優選的實施例中，所述數據確定模塊確定的頻率映射關系包括：
[0043]
[0044]上式中，ω表示波場的角頻率;^表示數值離散角頻率；△t表示時間步長。
[0045]由以上本申請實施例提供的技術方案可見，本申請實施例根據頻散關系數據和數 值離散關系數據可以確定出能反映波場真實的角頻率和數值離散角頻率關系的頻率映射 關系;利用所述頻率映射關系可以對所述頻域地震正演模擬記錄進行數值頻散校正，得到 校正后頻域地震正演模擬記錄，再進行傅里葉反變換得到消除數值頻散的地震正演模擬記 錄。與現有技術相比，利用本申請實施例提供的技術方案在有限差分正演過程中可以克服 時間方向誤差導致的數值頻散現象，有效提高波場模擬的精度與分辨率，保證了深度偏移 可以得到高質量的深度域成像結果。
【附圖說明】
[0046]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提 下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0047]圖1是本申請提供的消除有限差分正演過程中數值頻散的方法一種實施例的流程 圖；
[0048]圖2是本申請實施例中數值頻散校正過程的示意圖；
[0049]圖3是本申請所述待校正有限差分正演的地震正演模擬記錄的波形與本申請實施 例提供的校正后地震正演模擬記錄的波形比較示意圖；
[0050]圖4是本申請實施例提供的一種消除有限差分正演過程中數值頻散的裝置的示意 圖；
[0051]圖5是本申請實施例提供的數據校正模塊的模塊示意圖。
【具體實施方式】
[0052]為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實 施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護 的范圍。
[0053]下面以具體的實施例詳細描述本申請技術方案的實施方式。
[0054]在實際應用中，在進行有限差分正演之前，一般可以根據實際應用情況建立速度 場模型，所述速度場模型可以反映地下每個點地震波的傳播速度；以及可以根據實際應用 情況建立震源子波，所述震源子波可以從野外地震資料中獲取，也可以人工合成獲取。以及 根據實際應用情況建立正演模擬的觀測