高阶高密度三维多波多分量弹性波波场分离正演数值模拟.pdfVIP

油气藏评价与开发 第3卷 第2期 RESERVOIREVALUATIONANDDEVELOPMENT 2013年4月 高阶高密度三维多波多分量弹性波波场分离正演数值模拟 陈可洋，吴清岭，范兴才 ，陈树民，李来林，王建民，关 昕。，刘振宽 (1．中国石油大庆油田勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712；2．中国石油大庆油田勘探分公司，黑龙江 大庆 163453) 摘要：针对二维全波场弹性波模拟无法准确表征真实的三维地球介质波场响应，为此首次开展了三维弹性波全波场波场分离 正演数值模拟研究，该方法是全面认识和研究地震波在三维地球介质中传播规律的重要手段。从三维一阶速度一应力弹性 波波动方程出发，采用高阶(16阶)交错网格有限差分法和内外侧镶边法PML吸收边界条件，并结合了基于散度和旋度原理 的三维空间高阶波场分离算子。以三维地质模型为例，设计模拟了野外地表多分量地震资料的采集、零偏移距和非零偏移距 VSP记录的采集，开展了三维弹性波全波场高精度、高密度正演数值模拟，并对计算结果进行了三维立体显示。从理论分析 和数值试验均表明，文中方法的模拟结果中包括3个多分量混合波场、1个纯纵波波场和3个纯横波波场，在三维弹性波波场 快照和模拟记录中均可以容易识别和追踪出各个地层反射界面的反射波和转换波等复杂波场，且计算结果的精度较高，边界 吸收较好，采用的三维弹性波波场分离模拟方法还可为实际多波多分量地震资料波场分离方法的准确有效性和三维多波多 分量弹性波逆时偏移成像提供方法指导，该方法研究在多波多分量地震勘探中具有一定的推广价值。 关键词：三维弹性波；高阶交错网格有限差分法；PML吸收边界条件；波场分离；散度和旋度 中图分类号：TE132．14 文献标识码 ：A High-orderhigh-density3D multi-wavemulti-componentelasticwavefieldseparating forwardnumericalsimulation ChenKeyang，WuQinglin，FanXingcai，ChenShumin，LiLailin，WangJianmin，GuanXinandLiZhenkuan 1《．ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,DaqingOiMeld,CNPC,Daqing,HeHongfiang163712,China~ 2．ExplorationCompany,DaqingOilfield,CNPC,Daqing,Heilongffiang163453,China1 Abstract：Forthereasonthatthe2Dfullelasticwavesimulationmethodcannotcorrectlydepictthereal3Dearthmedium’Swavere— sponses，3Dfullelasticwavefieldseparatingforwardnumericalsimulationiscarriedout，whichistheimportantmeanofcomprehen— sivelyrecognizeandstudytheseismicwave’Spropagatinglawin3Dearthmedium．Thispaperstartedfrom 3Dfirstordervelocity— stresselasticwaveequation，usedhigh—order(16th)staggered dfinitedifferencemethodandPMLabsorbingboundaryconditionof insideandoutsideborderingmethodandcombinedwith3Dhigh—orderspatialwaveseparatingoperatorbasedondivergenceand curllaw．Taking3Dgeologicmodelasanexample，thispaperdesignedandsimulatedacquisitionofthefieldsurfacemulti—compo— nentseismi