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申请/专利权人：中国石油天然气集团有限公司;中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司

摘要：本发明提供一种有限差分模拟弹性波全波形反演方法和装置，该方法包括：根据纵横波速度模型，确定速度‑拟应力弹性波动方程的纵横波差分参数；所述速度‑拟应力弹性波动方程的纵横波差分参数，包括：纵横波有限差分离散格式，纵横波差分系数，纵横波稳定性条件，纵横波频散条件，初始条件，边界条件；采用GPU共享内存优化策略，结合速度‑拟应力弹性波动方程的纵横波差分参数，建立速度‑拟应力弹性波动方程，进行时间四阶精度有限差分模拟，获得时间四阶精度有限差分模拟结果；根据时间四阶精度有限差分模拟结果和速度‑拟应力弹性波动方程，进行时间域弹性波全波形反演，确定纵横波速度模型。实现了高效的弹性波场模拟和纵横波速度模型反演。

主权项：1.一种有限差分模拟弹性波全波形反演方法，其特征在于，包括：根据纵横波速度模型，确定速度-拟应力弹性波动方程的纵横波差分参数；所述速度-拟应力弹性波动方程的纵横波差分参数，包括：纵横波有限差分离散格式，纵横波差分系数，纵横波稳定性条件，纵横波频散条件，初始条件，边界条件；采用GPU共享内存优化策略，结合速度-拟应力弹性波动方程的纵横波差分参数，建立速度-拟应力弹性波动方程，进行时间四阶精度有限差分模拟，获得时间四阶精度有限差分模拟结果；根据时间四阶精度有限差分模拟结果和速度-拟应力弹性波动方程，进行时间域弹性波全波形反演，确定纵横波速度模型；按照如下方式，建立速度-拟应力弹性波动方程： 其中：x和z表示二维空间坐标系下的坐标，t表示时间坐标；λ和μ表示拉梅常数，ρ表示密度；λ+2μ＝ρα2，μ＝ρβ2，α和β分别表示纵横波速度；vx和vz分别表示质点的水平和垂直振动速度，τ111，τ11，τ12，τ22表示质点的应力分量；表示时间一阶偏导数算子，和表示沿着x和z的一阶空间偏导数；按照如下方式，确定纵横波有限差分离散格式： 其中，为纵波有限差分离散格式；为横波有限差分离散格式；α为纵波速度；β为横波速度；u为待差分波场变量，r,φ∈{x,z}，并且r≠φ；hr表示沿着空间r方向的空间网格步长，Nr表示沿空间r方向的单边差分格式长度；u中的下标r表示沿着差分方向的网格点，u中的上标φ表示非差分轴向的网格点；c表示差分系数，其上标之一r表示差分沿着r方向，p表示差分系数由纵波速度计算，其另一上标s表示差分系数由横波速度计算；按照如下方式，确定纵横波差分系数： 其中，c表示差分系数；在网格比γr,p＝αΔthr时，通过上式获得纵波差分系数，其中Δt表示二阶中心差分近似时间偏导数所使用的时间步长；相应地，将上式中γr,p相应替换为网格比γr,S＝βΔthr即可获得横波差分系数；α为纵波速度；β为横波速度；m为轴向差分系数次序索引，n为上式求和引入的变量；按照如下方式，确定纵波稳定性条件： 其中，α为纵波速度；hx为x轴向网格间距，hz为z轴向网格间距；按照如下方式，确定横波稳定性条件： 其中，β为横波速度；hx为x轴向网格间距，hz为z轴向网格间距；按照如下方式，确定纵波频散条件： 其中，α为纵波速度；max{·}表示选取最大值，f0是子波的主频，N是某一差分精度下所允许的最小波长的最少采样点数；按照如下方式，确定横波频散条件： 如下方式，β为横波速度；max{·}表示选取最大值，f0是子波的主频，N是某一差分精度下所允许的最小波长的最少采样点数。

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百度查询： 中国石油天然气集团有限公司 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司 有限差分模拟弹性波全波形反演方法和装置