雙相各向異性介質(zhì)交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分模擬方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及計(jì)算數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，設(shè)及雙相各向異性介質(zhì)交錯(cuò)網(wǎng)格 有限差分模擬方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，為了研究地球內(nèi)部雙相各向異性介質(zhì)的特點(diǎn)，對(duì)儲(chǔ)層介質(zhì)加深認(rèn)識(shí)，需對(duì)雙 相各向異性介質(zhì)做一系列的正演模擬。經(jīng)常采用交錯(cuò)網(wǎng)格對(duì)地震波在雙相各向異性介質(zhì)中 的傳播進(jìn)行模擬。
[0003] 相關(guān)技術(shù)中，采用交錯(cuò)網(wǎng)格對(duì)地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播進(jìn)行模擬的過(guò) 程中，將網(wǎng)格點(diǎn)分為整網(wǎng)格點(diǎn)和半網(wǎng)格點(diǎn)，將質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度和所受應(yīng)力分別定義在兩個(gè)不 同且相鄰的時(shí)間層上，通常將所有正應(yīng)力放置于整網(wǎng)格點(diǎn)處，而切應(yīng)力放置于半網(wǎng)格點(diǎn)處。 利用相鄰的整網(wǎng)格點(diǎn)和半網(wǎng)格點(diǎn)的場(chǎng)量值來(lái)分別計(jì)算速度分量和應(yīng)力分量沿水平分量和 豎直分量的差分，用差分代替微分，同時(shí)相鄰兩個(gè)時(shí)間層上的物理量在空間分布上恰好交 錯(cuò)半個(gè)網(wǎng)格，W達(dá)到時(shí)間和空間交錯(cuò)的目的。
[0004] 在通過(guò)交錯(cuò)網(wǎng)格對(duì)地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播進(jìn)行模擬的過(guò)程中，必須 通過(guò)對(duì)切應(yīng)力分量進(jìn)行插值，才可W對(duì)地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播進(jìn)行模擬，插 值計(jì)算本身并不精確，所W會(huì)增大模擬過(guò)程的計(jì)算誤差，降低了得到的雙相各向異性介質(zhì) 的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的速度-應(yīng)力數(shù)據(jù)的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供雙相各向異性介質(zhì)交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分模 擬方法和裝置，在通過(guò)交錯(cuò)網(wǎng)格對(duì)地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播進(jìn)行模擬的過(guò)程 中，無(wú)需對(duì)切應(yīng)力使用插值計(jì)算，W提高得到的雙相各向異性介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的速度-應(yīng)力數(shù)據(jù)的 精度。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙相各向異性介質(zhì)交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分模擬方 法，包括：
[0007] 根據(jù)所述雙相各向異性介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方式，將所述雙相各向異性介質(zhì)的速度和應(yīng)力 分量分別設(shè)置在交錯(cuò)網(wǎng)格的網(wǎng)格點(diǎn)處，其中，將雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的切應(yīng)力分 量設(shè)置在交錯(cuò)網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點(diǎn)處；
[000引根據(jù)確定的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在所述交錯(cuò)網(wǎng)格中的速度和應(yīng)力分量位置，計(jì)算速度和應(yīng)力 分量的離散化數(shù)據(jù)；
[0009] 通過(guò)得到的所述交錯(cuò)網(wǎng)格對(duì)地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播進(jìn)行模擬，得到 所述雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的速度-應(yīng)力數(shù)據(jù)。
[0010] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，將 雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的切應(yīng)力分量設(shè)置在交錯(cuò)網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點(diǎn)處，包括：
[00川通過(guò)公式
[0012]
表示所 述雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的切應(yīng)力分量設(shè)置在交錯(cuò)網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點(diǎn)處；
[001引其中，表示X方向應(yīng)力沿y方向的分量，C1和C2分別表示空間差分系數(shù)，i、j分別 取xyz，x表示水平方向，y表示豎直方向，Z表示垂直方向。
[0014] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，根 據(jù)所述雙相各向異性介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方式，將雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的切應(yīng)力分量設(shè)置 在交錯(cuò)網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點(diǎn)處，包括：
[0015] 通過(guò)公式
衰示所述雙相 各向異性介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方式；
[00W其中，Wj和Wj分別表不固相和流相的位移在j方向的分量，Tij'j為固相應(yīng)力分量在j方向的偏導(dǎo)，bu為流相相對(duì)固相運(yùn)動(dòng)時(shí)的耗散系數(shù)，S表示作用在流相的應(yīng)力，i、j分別取 xyz，x表示水平方向，y表示豎直方向，Z表示垂直方向。
[0017] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第Ξ種可能的實(shí)施方式，其中，根 據(jù)確定的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在交錯(cuò)網(wǎng)格中的速度和應(yīng)力分量位置，計(jì)算速度和應(yīng)力分量的離散化數(shù) 據(jù)，包括：
[0018] 通過(guò)公式
表示所述豎直 方向速度分量；
[0019] 其中，Vy、Vy分別表示固相成分和流相成分沿豎直方向速度分量，τυ表示i方向應(yīng) 力沿j方向的分量，Di為關(guān)于密度的多項(xiàng)表達(dá)式，b22表示耗散系數(shù)，i、j均表示X，y和Z，x表示 水平方向，y表示豎直方向，Z表示垂直方向。
[0020] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，根 據(jù)確定的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在交錯(cuò)網(wǎng)格中的速度和應(yīng)力分量位置，計(jì)算速度和應(yīng)力分量的離散化數(shù) 據(jù)，包括：
[0021 ] 通過(guò)公式
[0022]
計(jì)算 豎直方向速度分量的離散化數(shù)據(jù)；
[0023] 其中，Q表示空間差分算子，At表示采樣時(shí)間間隔，Vy、Vy分別表示固相成分和流相 成分沿豎直方向速度分量，Tij表示i方向應(yīng)力沿j方向的分量，Di為關(guān)于密度的多項(xiàng)表達(dá)式， b22表示耗散系數(shù)。
[0024] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙相各向異性介質(zhì)交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分模擬裝 置，包括：
[0025] 設(shè)置模塊，用于根據(jù)所述雙相各向異性介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方式，將所述雙相各向異性介 質(zhì)的速度和應(yīng)力分量分別設(shè)置在交錯(cuò)網(wǎng)格的網(wǎng)格點(diǎn)處，其中，將雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì) 質(zhì)點(diǎn)的切應(yīng)力分量設(shè)置在交錯(cuò)網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點(diǎn)處；
[0026] 計(jì)算模塊，用于根據(jù)確定的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在所述交錯(cuò)網(wǎng)格中的速度和應(yīng)力分量位置， 計(jì)算速度和應(yīng)力分量的離散化數(shù)據(jù)；
[0027] 模擬模塊，用于通過(guò)得到的所述交錯(cuò)網(wǎng)格對(duì)地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播 進(jìn)行模擬，得到所述雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的速度-應(yīng)力數(shù)據(jù)。
[0028] 結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，所 述設(shè)置模塊，用于：
[0029] 通過(guò)公式
[0030]
表示所 述雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的切應(yīng)力分量設(shè)置在交錯(cuò)網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點(diǎn)處；
[0031] 其中，Oxy表示X方向應(yīng)力沿y方向的分量，C1和C2分別表示空間差分系數(shù)，i、j分別 取xyz，x表示水平方向，y表示豎直方向，Z表示垂直方向。
[0032] 結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，所 述設(shè)置模塊，用于：
[0033] 通過(guò)公iS
表示所述雙相 各向異性介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方式；
[0034]其中，Wj和Wj分別表不固相和流相的位移在j方向的分量，Tij'j為固相應(yīng)力分量在j方向的偏導(dǎo)，bu為流相相對(duì)固相運(yùn)動(dòng)時(shí)的耗散系數(shù)，S表示作用在流相的應(yīng)力，i、j分別取 xyz，x表示水平方向，y表示豎直方向，Z表示垂直方向。
[0035]結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第Ξ種可能的實(shí)施方式，其中，所 述計(jì)算模塊，用于：
[0036] 通過(guò)公式
表示所述豎直方 向速度分量；
[0037] 其中，Vy、Vy分別表示固相成分和流相成分沿豎直方向速度分量，τυ表示i方向應(yīng) 力沿j方向的分量，Di為關(guān)于密度的多項(xiàng)表達(dá)式，b22表示耗散系數(shù)，i、j均表示X，y和Z，x表示 水平方向，y表示豎直方向，Z表示垂直方向。
[0038] 結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，所 述計(jì)算模塊，用于：
[0039] 通過(guò)公式
[0040]
[0041 ]計(jì)算豎直方向速度分量的離散化數(shù)據(jù)；
[00創(chuàng)其中，Q表示空間差分算子，At表示采樣時(shí)間間隔，Vy、Vy分別表示固相成分和流相 成分沿豎直方向速度分量，τυ表示i方向應(yīng)力沿j方向的分量，Di為關(guān)于密度的多項(xiàng)表達(dá)式， b22表不耗散系數(shù)。
[0043] 本發(fā)明實(shí)施例提供的雙相各向異性介質(zhì)交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分模擬方法和裝置，通過(guò) 將雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的切應(yīng)力分量設(shè)置在交錯(cuò)網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點(diǎn)處，在地震波 模擬時(shí)，使用介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的切應(yīng)力分量位于整網(wǎng)格點(diǎn)處的交錯(cuò)網(wǎng)格，對(duì)雙相各向異性介質(zhì)中 傳播的地震波進(jìn)行模擬，從而在模擬過(guò)程中無(wú)需對(duì)切應(yīng)力分量使用插值計(jì)算，就可W通過(guò) 交錯(cuò)網(wǎng)格對(duì)地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播進(jìn)行模擬，提高了得到的雙相各向異性介 質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的速度-應(yīng)力數(shù)據(jù)的精度，W便于研究地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播 規(guī)律，指導(dǎo)實(shí)際中的生產(chǎn)。
[0044] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合 所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0045] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中