梯形网格伪谱法地震波场模拟

• 作者: 吴帮玉 李博 谭文卓 雷军
• 来源期刊: 石油地球物理勘探
• 关键词: 梯形坐标变换 地震波模拟 伪谱法 声波方程
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 地震模拟
• 页码范围: 1282-1291
• 页数: 10页
• 分类号: P631
• 语种: 中文
• DOI: 10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2020.06.014

摘要

波动方程的数值求解是地震勘探高精度成像和反演方法的核心.为保证精度,常规方法往往根据模型最小速度设置固定的空间采样间隔,易在高速区形成“过采样”,计算存在一定冗余性.由于重力引起的岩石压实效应,波的传播速度由浅入深整体增大,梯形坐标变换更契合这种速度变化趋势.为此,提出梯形网格伪谱法地震波模拟方法.利用基于梯形坐标变换的梯形网格法对介质进行剖分,在浅层低速区采用细网格、深部高速区采用粗网格,可有效减少网格点数;同时,通过伪谱法求解坐标变换后的变系数声波方程,并引入完全匹配层消除人工边界虚假反射,以兼顾波场模拟的效率与精度.Marmousi模型的测试结果表明,相较于常规固定网格剖分,梯形网格剖分的网格数可减少约69％;相较于常规网格伪谱法和高阶有限差分法,梯形网格伪谱法的计算时间分别减少约58％和60％,同时具有较小的数值频散.可见,所提方法是一种高效、高精度地震波模拟方法.