陈可洋

(中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院)

三维快速高精度地震波正演数值模拟方法及其应用

陈可洋

(中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院)

如何有效提高三维地震波正演数值模拟精度和计算效率一直是勘探地球物理学研究的重要问题。为了克服常规中心有限差分法较难快速提高差分精度的缺陷和一阶双曲型波动方程内存占用多、计算量大、引入变量较多的困难，采用高阶交错网格有限差分法直接求解三维地震波动方程，推导的高阶差分格式计算形式简单，可以推广于求解任意偶数阶时空导数，同时给出其稳定性条件。在人工边界处，对比了镶边法和常规旁轴近似法两种吸收边界条件。从三维似French模型的正演结果看出，采用的高阶交错网格差分算法在快速有效地提高数值模拟精度的同时，大大提高了计算效率，同时结合镶边法吸收边界条件还可有效压制边界反射，提高整个计算域内波场的信噪比。图3参5

三维地震波动方程 高阶交错网格有限差分法 正演数值模拟 镶边法吸收边界

0 引言

针对当前高精度地震勘探的要求，地震勘探方法必须考虑地下三维空间内非均匀介质对地震资料采集的影响。三维地震波正演数值模拟方法因此成为准确认识地震波场传播规律(保留几何学、运动学、动力学特征)、指导地震观测系统的优化设计和检验地震资料处理与解释方法准确性的一种重要手段。……