雙相各向異性介質(zhì)交錯網(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，對儲層介質(zhì)加深認識，需對雙 相各向異性介質(zhì)做一系列的正演模擬。經(jīng)常采用交錯網(wǎng)格對地震波在雙相各向異性介質(zhì)中 的傳播進行模擬。
[0003] 相關(guān)技術(shù)中，采用交錯網(wǎng)格對地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播進行模擬的過 程中，將網(wǎng)格點分為整網(wǎng)格點和半網(wǎng)格點，將質(zhì)點振動速度和所受應(yīng)力分別定義在兩個不 同且相鄰的時間層上，通常將所有正應(yīng)力放置于整網(wǎng)格點處，而切應(yīng)力放置于半網(wǎng)格點處。 利用相鄰的整網(wǎng)格點和半網(wǎng)格點的場量值來分別計算速度分量和應(yīng)力分量沿水平分量和 豎直分量的差分，用差分代替微分，同時相鄰兩個時間層上的物理量在空間分布上恰好交 錯半個網(wǎng)格，W達到時間和空間交錯的目的。
[0004] 在通過交錯網(wǎng)格對地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播進行模擬的過程中，必須 通過對切應(yīng)力分量進行插值，才可W對地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播進行模擬，插 值計算本身并不精確，所W會增大模擬過程的計算誤差，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)明實施例的目的在于提供雙相各向異性介質(zhì)交錯網(wǎng)格有限差分模 擬方法和裝置，在通過交錯網(wǎng)格對地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播進行模擬的過程 中，無需對切應(yīng)力使用插值計算，W提高得到的雙相各向異性介質(zhì)質(zhì)點的速度-應(yīng)力數(shù)據(jù)的 精度。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種雙相各向異性介質(zhì)交錯網(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)的運動方式，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)置在交錯網(wǎng)格的網(wǎng)格點處，其中，將雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點的切應(yīng)力分 量設(shè)置在交錯網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點處；
[000引根據(jù)確定的介質(zhì)質(zhì)點在所述交錯網(wǎng)格中的速度和應(yīng)力分量位置，計算速度和應(yīng)力 分量的離散化數(shù)據(jù)；
[0009] 通過得到的所述交錯網(wǎng)格對地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播進行模擬，得到 所述雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點的速度-應(yīng)力數(shù)據(jù)。
[0010] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，將 雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點的切應(yīng)力分量設(shè)置在交錯網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點處，包括：
[00川通過公式
[0012]
表示所 述雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點的切應(yīng)力分量設(shè)置在交錯網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點處；
[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)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，根 據(jù)所述雙相各向異性介質(zhì)的運動方式，將雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點的切應(yīng)力分量設(shè)置 在交錯網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點處，包括：
[0015] 通過公式
衰示所述雙相 各向異性介質(zhì)的運動方式；
[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為流相相對固相運動時的耗散系數(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)明實施例提供了第一方面的第Ξ種可能的實施方式，其中，根 據(jù)確定的介質(zhì)質(zhì)點在交錯網(wǎng)格中的速度和應(yīng)力分量位置，計算速度和應(yīng)力分量的離散化數(shù) 據(jù)，包括：
[0018] 通過公式
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)于密度的多項表達式，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)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，根 據(jù)確定的介質(zhì)質(zhì)點在交錯網(wǎng)格中的速度和應(yīng)力分量位置，計算速度和應(yīng)力分量的離散化數(shù) 據(jù)，包括：
[0021 ] 通過公式
[0022]
計算 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)于密度的多項表達式， b22表示耗散系數(shù)。
[0024] 第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種雙相各向異性介質(zhì)交錯網(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)的運動方式，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)置在交錯網(wǎng)格的網(wǎng)格點處，其中，將雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì) 質(zhì)點的切應(yīng)力分量設(shè)置在交錯網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點處；
[0026] 計算模塊，用于根據(jù)確定的介質(zhì)質(zhì)點在所述交錯網(wǎng)格中的速度和應(yīng)力分量位置， 計算速度和應(yīng)力分量的離散化數(shù)據(jù)；
[0027] 模擬模塊，用于通過得到的所述交錯網(wǎng)格對地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播 進行模擬，得到所述雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點的速度-應(yīng)力數(shù)據(jù)。
[0028] 結(jié)合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，所 述設(shè)置模塊，用于：
[0029] 通過公式
[0030]
表示所 述雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點的切應(yīng)力分量設(shè)置在交錯網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點處；
[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)明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，所 述設(shè)置模塊，用于：
[0033] 通過公iS
表示所述雙相 各向異性介質(zhì)的運動方式；
[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為流相相對固相運動時的耗散系數(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)明實施例提供了第二方面的第Ξ種可能的實施方式，其中，所 述計算模塊，用于：
[0036] 通過公式
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)于密度的多項表達式，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)明實施例提供了第二方面的第四種可能的實施方式，其中，所 述計算模塊，用于：
[0039] 通過公式
[0040]
[0041 ]計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)于密度的多項表達式， b22表不耗散系數(shù)。
[0043] 本發(fā)明實施例提供的雙相各向異性介質(zhì)交錯網(wǎng)格有限差分模擬方法和裝置，通過 將雙相各向異性介質(zhì)的介質(zhì)質(zhì)點的切應(yīng)力分量設(shè)置在交錯網(wǎng)格中的整網(wǎng)格點處，在地震波 模擬時，使用介質(zhì)質(zhì)點的切應(yīng)力分量位于整網(wǎng)格點處的交錯網(wǎng)格，對雙相各向異性介質(zhì)中 傳播的地震波進行模擬，從而在模擬過程中無需對切應(yīng)力分量使用插值計算，就可W通過 交錯網(wǎng)格對地震波在雙相各向異性介質(zhì)中的傳播進行模擬，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)實際中的生產(chǎn)。
[0044] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合 所附附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0045] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中