技术特征：
1.一种地震勘探中的能流密度矢量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，基于波动方程对波场进行正向延拓，获得震源波场的位移场；步骤二，将步骤一保存的震源波场的位移场进行梯度运算获得震源波场的应力场，将步骤一保存的震源波场的位移场进行传播时间的导数运算获得震源波场的速度场；步骤三，在传播时间上扫描所述步骤二的震源波场的速度场，并保存每一个空间点在速度场振幅模值最大时的应力场和速度场；步骤四，根据能流密度的计算方法获得波场的能流密度矢量。2.如权利要求1所述的地震勘探中的能流密度矢量计算，其特征在于，还包括以下验证步骤，步骤五，利用地层倾角和步骤四中获得的震源波场的能流密度矢量，根据波场传播方向计算公式计算波场的入射角；步骤六，基于波动方程对波场进行反向延拓，获得检波波场的位移场；步骤七，利用所述震源波场和检波波场位移场、所述波场的入射角以及角度域共成像点道集计算公式计算角度域共成像点道集，对比理论入射角与角度域共成像点道集中的入射角，以验证所述步骤四计算的能流密度矢量的计算准确性。3.如权利要求2所述的地震勘探中的能流密度矢量计算，其特征在于，所述步骤一中，纵波介质速度场基于二阶声波波动方程，以获得不同正向延拓时间的位移场并保存每一个空间点不同传播时间的震源波场的位移场p
s
(t,x)，采用如下二阶声波波动方程计算震源波场的位移场p
s
(t,x)：式中，x＝x,z表示笛卡尔直角坐标系中一个空间点的坐标，x为水平方向的坐标，z为垂直方向的坐标；t为波场的传播时间；p为波场的位移场，上标s为震源波场；v
p
(x)为位于空间点x处的纵波速度。4.如权利要求3所述的地震勘探中的能流密度矢量计算，其特征在于，所述步骤二中，采用如下震源波场的位移场梯度运算公式计算震源波场的应力场：式中式中为空间点x处的位移场在x方向上的导数，为空间点x处的位移场在z方向上的导数；为空间点x处的震源波场应力场；x＝x,z表示笛卡尔直角坐标系中一个空间点的坐标，x为水平方向的坐标，z为垂直方向的坐标；p为波场的位移场，上标s为震源波场；t为波场的传播时间；为梯度算子。采用如下公式计算震源波场的位移场关于波场的传播时间t的导数：式中，是位移场模值最大时关于波场的传播时间的导数，p为波场的位移场，上标s为震源波场；t为波场的传播时间。
5.如权利要求4所述的地震勘探中的能流密度矢量计算，其特征在于，所述步骤三中，采用如下位移场最大振幅模值公式计算每一个地下空间点在所有传播时间上的最大振幅模值同时保存出现最大振幅模值的传播时间t
max
：式中，为位于空间点x处的位移场模的最大值；x＝x,z表示笛卡尔直角坐标系中一个空间点的坐标，x为水平方向的坐标，z为垂直方向的坐标；| |表示求模运算，max表示求最大值运算，t
max
为最大传播时间，δt为波场的传播时间的采样间隔。6.如权利要求5所述的地震勘探中的能流密度矢量计算，其特征在于，所述步骤四中，采用如下公式计算地震波场中的能流密度矢量：式中，pv表示地震波场中的能流密度矢量，v表示波场传播的质点振动速度，τ表示应力；采用如下公式计算震源波场中的能流密度矢量：式中，为震源波场在空间点x处的能流密度矢量沿x方向的分量，为震源波场在空间点x处的能流密度矢量沿z方向的分量；为空间点x处的位移场模的最大值在x方向上的导数；为空间点x处的位移场模的最大值在z方向上的导数；为空间点x处的位移场模的最大值关于传播时间t的导数；x＝x,z表示笛卡尔直角坐标系中一个空间点的坐标，x为水平方向的坐标，z为垂直方向的坐标；p为波场的位移场，上标s为震源波场；t为波场的传播时间。7.如权利要求6所述的地震勘探中的能流密度矢量计算，其特征在于，所述步骤五中，采用如下波场传播方向计算公式计算波场到达成像点处的入射角：式中，α(x)表示波场到达成像点x处的入射角；为震源波场在空间点x处的能流密度矢量沿x方向的分量，为震源波场在空间点x处的能流密度矢量沿z方向的分量；θ(x)为地层倾角。8.如权利要求7所述的地震勘探中的能流密度矢量计算，其特征在于，所述步骤六中，将地面记录的地震数据作为边值条件，纵波介质速度场基于二阶声波波动方程进行反向时间延拓，并保存每一个空间点不同传播时间的检波波场的位移场p
r
(t,x)，采用如下二阶声波波动方程确定检波波场的位移场p
r
(t,x)：
式中，x＝x,z表示笛卡尔直角坐标系中一个空间点的坐标，x为水平方向的坐标，z为垂直方向的坐标；t为波场的传播时间；p为波场的位移场，上标r为检波波场；v
p
(x)为位于空间点x处的纵波速度。9.如权利要求8所述的地震勘探中的能流密度矢量计算，其特征在于，所述步骤七中，采用如下角度域共成像点道集计算公式计算角度域共成像点道集：式中，i
adcigs
表示角度域共成像点道集，x表示笛卡尔直角坐标系中一个空间点的坐标，t为波场的传播时间，t
max
为最大传播时间；θ(x)为波场到达成像点为x处的入射角，θ
k
为角度域共成像点道集中的入射角，δ表示δ函数；p为波场的位移场，上标s表示震源波场，上标r表示检波波场，*表示卷积运算符。10.如权利要求9所述的地震勘探中的能流密度矢量计算，其特征在于，所述步骤七中，选取水平位置1.75km处的角度域共成像点道集，通过snell’s定律和三角关系计算位于水平位置1.75km处的理论入射角，并通过角度域共成像点道集计算公式提取水平位置1.75km处的角度域共成像点道集，对比理论入射角与通过角度域共成像点道集计算公式中的得出的角度域共成像点道集中的入射角，以验证所述步骤四中的能流密度矢量计算的准确性。
技术总结
本发明涉及地震波油气勘探领域，公开了一种地震勘探中的能流密度矢量计算方法，包括以下步骤：基于波动方程对波场进行正向延拓，获得震源波场的位移场；将步骤一保存的震源波场的位移场进行梯度运算获得震源波场的应力场，将步骤一保存的震源波场的位移场进行传播时间的导数运算获得震源波场的速度场；在传播时间上扫描所述步骤二的震源波场的速度场，并保存每一个空间点在速度场振幅模值最大时的应力场和速度场；根据能流密度的计算方法获得波场的能流密度矢量；本发明通过扫描地下每一空间点的波场振幅值，然后获得准确度更高的能流密度矢量，以此为基础可获得高精度的角度域共成像点道集。成像点道集。成像点道集。
技术研发人员：张树奎 卢绍平 蔡晨 高子皓
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：2022.09.15
技术公布日：2022/12/12