全声波方程波场深度延拓倏逝波压制研究

魏俊廷, 尤加春, 赵金泉, 陈军兆, 代中奎. 2024. 全声波方程波场深度延拓倏逝波压制研究. 地球物理学报, 67(1): 277-288, doi: 10.6038/cjg2023Q0977
引用本文: 魏俊廷, 尤加春, 赵金泉, 陈军兆, 代中奎. 2024. 全声波方程波场深度延拓倏逝波压制研究. 地球物理学报, 67(1): 277-288, doi: 10.6038/cjg2023Q0977
WEI JunTing, YOU JiaChun, ZHAO JinQuan, CHEN JunZhao, DAI ZhongKui. 2024. Evanescent wave suppression in full-wave-equation wavefield depth extrapolation. Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 67(1): 277-288, doi: 10.6038/cjg2023Q0977
Citation: WEI JunTing, YOU JiaChun, ZHAO JinQuan, CHEN JunZhao, DAI ZhongKui. 2024. Evanescent wave suppression in full-wave-equation wavefield depth extrapolation. Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 67(1): 277-288, doi: 10.6038/cjg2023Q0977

全声波方程波场深度延拓倏逝波压制研究

  • 基金项目:

    国家自然科学基金项目(42004103, 42050104)和四川省科技计划(2023NSFSC0257)联合资助

详细信息
    作者简介:

    魏俊廷, 男, 1999年生, 在读硕士研究生, 主要从事地震偏移成像研究. E-mail: w15378203633@163.com

    通讯作者: 尤加春, 1988生, 男, 研究员, 硕士研究生导师, 主要从事地震偏移成像和深度学习等方面的研究工作. E-mail: youjiachun@cdut.edu.cn
  • 中图分类号: P631

Evanescent wave suppression in full-wave-equation wavefield depth extrapolation

More Information
  • 与经典的单程波深度偏移方法相比, 全声波方程波场深度偏移方法在成像质量和计算效率方面会面临新的难题, 还有诸多理论问题值得深入研究, 其中倏逝波的压制问题是全声波方程波场深度延拓及深度偏移方法面对的一项特殊挑战.为了解决该问题, 本文提出了两种新的倏逝波压制策略.策略Ⅰ是以经典频率-波数域方法为基础, 提出广义低通滤波器方法; 策略Ⅱ是以能量守恒原理为基础, 来解决波场延拓中倏逝波的振幅爆炸问题.对梯度速度模型的脉冲响应计算表明, 本文提出的两种倏逝波压制策略在横向速度变化剧烈情况下的数值结果都是稳定的, 并且能够实现与有限差分方法相同的波场延拓计算精度.在对盐丘模型成像时, 在相同计算参数下, 本文所提新策略解决了在使用传统低通滤波器压制倏逝波时无法对高角度构造进行准确成像的缺点.相较于压制倏逝波的谱投影方法, 本文所提新策略不仅在成像质量上达到了与之相同的水平, 而且具有更高的计算效率.通过一系列数值模拟实验表明: 与传统倏逝波压制策略相比, 本文所提新策略在实现全声波方程波场深度延拓及成像时, 更好地平衡了计算效率和计算精度, 具有更好的实用价值.

  • 加载中
  • 图 1 

    深度偏移与RTM波场延拓示意图

    Figure 1. 

    Schematic diagram of depth migration and RTM wave field continuation

    图 2 

    并行计算模式图

    Figure 2. 

    Diagram of parallel computing mode

    图 3 

    梯度速度模型图

    Figure 3. 

    Diagram of gradient velocity model

    图 4 

    不同方法计算的脉冲响应图

    Figure 4. 

    Impulse response diagrams calculated by different methods

    图 5 

    盐丘速度模型图

    Figure 5. 

    Diagram of salt dome velocity model

    图 6 

    利用不同偏移方法计算得到的成像剖面

    Figure 6. 

    Imaging sections calculated by using different migration methods

    图 7 

    均方根误差图

    Figure 7. 

    Diagram of root mean square error

    图 8 

    基于策略Ⅰ,通过使用不通的“群组”大小所得到的成像剖面

    Figure 8. 

    Imaging sections achieved with our proposed method Ⅰ by using different size of subgroup

    表 1 

    基于策略Ⅰ的全声波方程深度偏移方法在不同CPU核心数的运行时间

    Table 1. 

    The running time of our proposed method Ⅰ by using multiple CPU cores

    核心数/个 4 8 16 28
    时间/s 569 372 340 283
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    表 2 

    基于策略Ⅱ的全声波方程深度偏移方法在不同CPU核心数的运行时间

    Table 2. 

    The running time of our proposed method Ⅱ by using multiple CPU cores

    核心数/个 4 8 16 28
    时间/s 387 238 179 122
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    表 3 

    不同偏移方法的计算时间

    Table 3. 

    Computational time of different migration methods

    偏移方法 方法#1 方法#2 本文所提策略Ⅰ 本文所提策略Ⅱ
    时间/s 501 10736 1262 825
    注:表中方法#1表示基于经典低通滤器的全声波方程深度偏移方法,方法#2表示基于谱投影方法的全声波方程深度偏移方法.
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    表 4 

    基于策略Ⅰ的不同“群组”大小的计算时间

    Table 4. 

    Computational time by using different size of group with strategy Ⅰ

    群组大小 40 60 80 混合
    时间/s 134 95 75 127
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出版历程
收稿日期:  2022-12-09
修回日期:  2023-09-19
上线日期:  2024-01-10

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