【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及地震勘探，尤其涉及一種基于地震波場數值模擬的地震處理方法及裝置。
技術介紹
1、在石油和天然氣等化石能源勘探中，地震勘探技術由于其精度和效率優勢而廣受歡迎。按照工作流程，地震勘探技術可以劃分為野外數據采集、室內資料處理和成果剖面解釋等三大環節。地震正演作為地震勘探技術的基礎內容之一，能夠指導地震采集觀測系統的設計，檢驗地震資料處理方法的正確性，驗證解釋的合理性等，因此在近年來高精度地震勘探技術的研究和發展中受到更多關注。
2、采用不同數值算法對高精度地震波動方程進行數值求解是地震正演技術的核心內容之一。在精確描述地球介質中地震波的傳播特征時，以各向異性聲波方程和彈性波方程為代表的地震波動方程數值模擬得到廣泛研究與應用。彈性波方程能夠提供更豐富的波場信息，且動力學特征更完備。但是其問題在于，多波型（p波、s波和轉換波）之間的耦合串擾、波場特征復雜、數值求解困難等。因此，在各向異性波場模擬、成像和反演中，基于聲學假設的偽聲波方程更受歡迎。但是，傳統偽聲波方程是從數學形式上簡化推導而來，缺乏明確的物理含義，因此在各向異性參數不滿足橢圓假設時，基于偽聲波方程的模擬結果容易出現偽橫波干擾及數值不穩定。鑒于此，為了消除或減弱偽聲波方程存在的問題，學者們發展了多種形式的純聲波方程，該類方程能夠有效規避偽橫波干擾及不穩定。發展至今，純聲波方程主要源于采用不同近似方案對原始的精確純p波相速度關系式進行處理得到。因此，問題聚焦到在求解過程中，所采取的近似方法的精度和效率。以一種最常使用的泰勒級數展開方法為例進行說明，采用一
3、整體而言，在各向異性純p波方程高精度數值模擬方面，目前主要存在兩個問題：其一是純p波頻散關系及其波動方程的近似精度有待進一步提高；其二是常規方案在求取純p波響應時，通常將sv波視為干擾源進行消除。因此，如何將sv波“變廢為寶”，在研究純p波時同時考慮純sv波傳播，有待進一步深入研究。鑒于此，針對二維和三維各向異性地震波場數值模擬、成像和反演，進一步提高純p波方程的求解精度，同時充分考慮純sv波的傳播，成為重要的研究方向與目標。
4、在勘探地震學領域，大量的室內試驗和野外實踐表明，地球介質普遍存在各向異性現象，即地震波在介質中的傳播速度會隨方向的變化而改變。因此，隨著高精度地震勘探技術的發展，持續提升基于各向異性理論的地震處理技術具有重要意義。地震波場數值模擬技術是認識地震波傳播規律與特征的有效手段，對于后續的成像和反演至關重要。在各向異性地震波場數值模擬方面，與彈性波場相比，聲波波場特征更為明確簡單，實現容易，因此廣受青睞。傳統各向異性波場模擬主要采用基于聲學近似的偽聲波方程，該類方程容易遭受干擾及數值不穩定。針對此問題，學者們發展了多種形式的純p波方程。但是，現有純p波方程的相關研究主要存在兩個問題：其一是純p波方程的近似精度有待進一步提高，在精度不高的情況下難以準確預測地震情況，其二是在求取純p波方程時，通常將sv波當做干擾進行去除，未對其進行有效研究，從而導致地震預測不準。
5、因此，有必要對現有的地震波數值模擬方式進行改進，以實現地震的精準預測和處理。
技術實現思路
1、有鑒于此，有必要提供一種地震波場數值模擬方法，用以實現各向異性純p波方程和sv波高精度數值模擬，進而實現各向異性地震波的預測處理。
2、為了實現上述目的，第一方面，本專利技術提供一種地震波場數值模擬方法，包括：
3、對各向異性純模式p波和sv波頻散關系式進行多項式近似展開，獲取展開多項式；
4、根據預設優化算法求解所述展開多項式對應的目標函數，獲取所述展開多項式的多項式優化系數；
5、將p波和sv波優化頻散關系式轉換到時間-空間域，獲取各向異性純模式波動方程，其中，所述p波和sv波優化頻散關系式為帶入所述多項式優化系數后的展開多項式；
6、對所述各向異性純模式波動方程進行求解，實現地震波場的數值模擬，并基于所述數值模擬結果對實時的地震進行預測處理。
7、在一種可能的實現方式中，在對各向異性純模式p波和sv波頻散關系式進行多項式近似展開之前，還包括：
8、獲取各向異性介質中解耦后的p波相速度關系式和sv波相速度關系式；
9、基于波數、相速度和角頻率之間的關系，將解耦后的p波相速度關系式和sv波相速度關系式轉化為各向異性純模式p波和sv波頻散關系式。
10、在一種可能的實現方式中，對各向異性純模式p波和sv波頻散關系式進行多項式近似展開，獲得展開多項式，包括：
11、采用改進展開法對各向異性純模式p波和sv波頻散關系式進行多項式近似展開，獲得所述展開多項式。
12、在一種可能的實現方式中，在根據預設優化算法求解所述展開多項式對應的目標函數之前，還包括：
13、基于相速度與頻散關系之間的關系式獲取近似展開頻散關系；
14、基于精確頻散關系和近似展開頻散關系構建所述目標函數。
15、在一種可能的實現方式中，根據預設優化算法求解所述展開多項式對應的目標函數，獲取所述展開多項式的多項式優化系數，包括：
16、根據最小二乘優化算法求解所述目標函數，獲取所述展開多項式的多項式優化系數。
17、在一種可能的實現方式中，所述對所述各向異性純模式波動方程進行求解，得到所述各向異性純模式波動方程的數值，包括：
18、聯合有限差分和偽譜法對純模式波動方程進行求解，得到所述各向異性純模式波動方程的數值。
19、第二方面，本專利技術還提供一種基于地震波場數值模擬的地震處理裝置，包括：
20、近似展開模塊，用于對各向異性純模式p波和sv波頻散關系式進行多項式近似展開，獲得展開多項式；
21、第一處理模塊，用于根據預設優化算法求解所述展開多項式對應的目標函數，獲取所述展開多項式的多項式優化系數；
22、轉換模塊，用于將p波和sv波優化頻散關系式轉換到時間-空間域，獲取各向異性純模式波動方程，其中，所述p波和sv波優化頻散關系式為帶入所述多項式優化系數后的展開多項式；
23、第二處理模塊，用于對所述各向異性純模式波動方程進行求解，實現地震波場的數值模擬，并基于所述數值模擬結果對實時的地震進行預測處理。
24、在一種可能的實現方式中，基于地震波場數值模擬的地震處理裝置還包括：
25、獲取模塊，用于獲取各向異性介質中解耦后的p波相速度關系式和sv波相速度關系式；
26、轉化模塊，用于基于波數、相速度和角頻率之間的關系，將解耦后的p波相速度關系式和sv波相速度關系式轉化為各向異性純本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于地震波場數值模擬的地震處理方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于地震波場數值模擬的地震處理方法，其特征在于，在對各向異性純模式P波和SV波頻散關系式進行多項式近似展開之前，還包括：
3.根據權利要求1所述的基于地震波場數值模擬的地震處理方法，其特征在于，對各向異性純模式P波和SV波頻散關系式進行多項式近似展開，獲得展開多項式，包括：
4.根據權利要求1所述的基于地震波場數值模擬的地震處理方法，其特征在于，在根據預設優化算法求解所述展開多項式對應的目標函數之前，還包括：
5.根據權利要求1所述的基于地震波場數值模擬的地震處理方法，其特征在于，根據預設優化算法求解所述展開多項式對應的目標函數，獲取所述展開多項式的多項式優化系數，包括：
6.根據權利要求1所述的基于地震波場數值模擬的地震處理方法，其特征在于，所述對所述各向異性純模式波動方程進行求解，得到所述各向異性純模式波動方程的數值，包括：
7.一種基于地震波場數值模擬的地震處理裝置，其特征在于，包括：
8.根據權利要求7
9.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有可在所述處理器上運行的計算機程序，所述程序代碼被所述處理器執行時，實現如權利要求1至6中任一項所述的基于地震波場數值模擬的地震處理方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至6任一項所述的基于地震波場數值模擬的地震處理方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種基于地震波場數值模擬的地震處理方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于地震波場數值模擬的地震處理方法，其特征在于，在對各向異性純模式p波和sv波頻散關系式進行多項式近似展開之前，還包括：
3.根據權利要求1所述的基于地震波場數值模擬的地震處理方法，其特征在于，對各向異性純模式p波和sv波頻散關系式進行多項式近似展開，獲得展開多項式，包括：
4.根據權利要求1所述的基于地震波場數值模擬的地震處理方法，其特征在于，在根據預設優化算法求解所述展開多項式對應的目標函數之前，還包括：
5.根據權利要求1所述的基于地震波場數值模擬的地震處理方法，其特征在于，根據預設優化算法求解所述展開多項式對應的目標函數，獲取所述展開多項式的多項式優化系數，包括：
6.根據權利...
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