CN104570070A - 一种建立二维近地表地质模型的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建立二维近地表地质模型的方法及设备，该方法包括：测量地震勘探工区的近地表数据、地层地质数据以及地表高程数据；根据近地表数据中的二维测线的横向范围数据以及地层地质数据中的地下地质目标的深度数据建立地质模型框架；根据地表高程数据中的地表高程曲线以及地质模型框架形成地质初始模型；将近地表数据中的近地表结构数据点分配到地质初始模型中，得到二维近地表地质模型。本发明的方法及设备，解决了现有技术中的地质模型建立技术只能建立地质模型块内速度为常速度的地质模型，无法建立地质模型块内速度变化的复杂地质模型中的缺陷，实现了将直接从野外测量得到的地表、近地表数据自动转化为准确的二维近地表地质模型。

Description

一种建立二维近地表地质模型的方法及设备

技术领域

本发明关于石油天然气勘探与开发领域，特别是关于地表的地质模型的建立技术，具体的讲是一种建立二维近地表地质模型的方法及设备。

背景技术

在勘探条件日趋复杂的背景下，对复杂构造油气藏进行勘探已经成为储层预测的难点之一。地球物理数值正演模拟是利用已知的地表、地下地层空间分布及地层内部物性建立地质模型，根据勘探目标设计不同的观测系统，利用计算机技术模拟地震波传播现象的方法。建立准确的近地表地质模型是地球物理数值正演模拟的基础工作。

现有技术中的地质模型建立技术，主要包括：1）层状模型建立技术，用一序列折线表示地质层位，用层位的上下关系表示层位顺序，层位属性表示此层位上部地层的介质属性，地质模型由一组层位构成。其优点是地质模型结构简单，建立模型比较容易，缺点是无法建立复杂构造的地质模型。2）块状模型建立技术，用一序列折线表示地质层位，由层位相交关系形成一组相邻的闭合地质块，每个地质块内用一组数据表示其内部的均匀不变的介质属性，其优点是可以建立复杂构造的地质模型，其缺点是无法建立地质块内速度横向或纵向变化的地质模型。

现有技术中的地质模型建立技术，只能建立地质模型块内速度为常速度的地质模型，均无法应用于建立地质模型块内速度变化的复杂地质模型中，对后续的地质模型数值正演造成不便，且无法满足地质勘探的需求。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种建立二维近地表地质模型的方法及设备，解决了现有技术中的地质模型建立技术只能建立地质模型块内速度为常速度的地质模型，无法应用于建立地质模型块内速度变化的复杂地质模型中的缺陷，实现了将直接从野外测量得到的地表、近地表数据自动转化为准确的二维近地表地质模型。

本发明的目的之一是，提供一种建立二维近地表地质模型的方法，包括：测量地震勘探工区的近地表数据、地层地质数据以及地表高程数据；根据所述近地表数据中的二维测线的横向范围数据以及地层地质数据中的地下地质目标的深度数据建立地质模型框架；根据所述的地表高程数据中的地表高程曲线以及所述的地质模型框架形成地质初始模型；将所述近地表数据中的近地表结构数据点分配到所述的地质初始模型中，得到二维近地表地质模型。

本发明的目的之一是，提供了一种建立二维近地表地质模型的设备，包括：数据测量装置，用于测量地震勘探工区的近地表数据、地层地质数据以及地表高程数据；地质模型框架建立装置，用于根据所述近地表数据中的二维测线的横向范围数据以及地层地质数据中的地下地质目标的深度数据建立地质模型框架；地质初始模型建立装置，用于根据所述的地表高程数据中的地表高程曲线以及所述的地质模型框架形成地质初始模型；地表地质模型确定装置，用于将所述近地表数据中的近地表结构数据点分配到所述的地质初始模型中，得到二维近地表地质模型。

本发明的有益效果在于，本发明提供了一种建立二维近地表地质模型的方法及设备，解决了现有技术中的地质模型建立技术只能建立地质模型块内速度为常速度的地质模型，无法应用于建立地质模型块内速度变化的复杂地质模型中的缺陷，实现了将直接从野外测量得到的地表、近地表数据自动转化为准确的二维近地表地质模型，减轻了技术人员的地质建模工作量，提高地质建模精度，为地质模型数值正演打下坚实的基础，极大提高了根据地质模型进行石油天然气勘探与开发的效率。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种建立二维近地表地质模型的方法的实施方式一的流程图；

图2为图1中的步骤S103的具体流程图；

图3为图1中的步骤S104的具体流程图；

图4为图3中的步骤S301的具体流程图；

图5为本发明实施例提供的一种建立二维近地表地质模型的方法的实施方式二的流程图

图6为图5中的步骤S505的具体流程图；

图7为图6中的步骤S605的具体流程图；

图8为本发明实施例提供的一种建立二维近地表地质模型的设备的实施方式一的结构框图；

图9为本发明实施例提供的一种建立二维近地表地质模型的设备中地质初始模型建立装置300的结构框图；

图10为本发明实施例提供的一种建立二维近地表地质模型的设备中地表地质模型确定装置400的结构框图；

图11为图10中的闭合地质块形成模块401的结构框图；

图12为本发明实施例提供的一种建立二维近地表地质模型的设备的实施方式二的结构框图；

图13为本发明实施例提供的一种建立二维近地表地质模型的设备中离散网格转换装置500的结构框图；

图14为图13中的属性确定模块505的结构框图；

图15为本发明提供的具体实施例中建立的地质模型框架示意图；

图16为本发明提供的具体实施例中建立的地质初始模型示意图；

图17为本发明提供的具体实施例中建立的近地表地层界面示意图；

图18为本发明提供的具体实施例中建立的二维近地表地质模型示意图；

图19为本发明提供的具体实施例中近地表地质模型块的速度变化属性显示及属性控制点显示的示意图；

图20为本发明提供的具体实施例中近地表地质模型块的速度变化属性显示的示意图；

图21为本发明提供的具体实施例中近地表地质模型转化为网格化地质模型的显示的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

地球物理数值正演模拟是利用已知的地表、地下地层空间分布及地层内部物性，建立地质模型，根据勘探目标，设计不同的观测系统，利用计算机技术模拟地震波传播现象的方法。建立准确的近地表地质模型是地球物理数值正演模拟的基础工作。

本发明针对现有技术中的地质模型建立技术，无法建立地质模型块内速度变化的复杂地质模型，只能建立地质模型块内速度为常速度的地质模型的问题，提出一种建立二维近地表地质模型的方法，不但可以建立地质模型块内速度变化的复杂地质模型，并且可以直接把野外测量得到的地表、近地表数据自动转化为准确的复杂地质模型，减少了技术人员的地质建模工作量，为后续的地质模型数值正演打下坚实的基础。

图1为本发明提供的一种建立二维近地表地质模型的方法的流程图，由图1可知，该方法具体包括：

S101：测量地震勘探工区的近地表数据、地层地质数据以及地表高程数据。

S102：根据所述近地表数据中的二维测线的横向范围数据以及地层地质数据中的地下地质目标的深度数据建立地质模型框架。在具体的实施方式中，可通过复合属性表示法建立地质模型框架示意图。如图15所示为本发明具体实施例中建立的地质模型框架，横坐标为长度方向，是近地表数据中的二维测线的横向范围数据，单位为米（m）,横向范围为5000m；纵坐标为向下的深度方向，是地层地质数据中的地下地质目标的深度数据，单位为米（m），纵向范围为4000m。由图15可知，该步骤确定出的地质模型框架为矩形，矩形包括顶层、横向范围坐标控制点构成的横轴、纵向范围坐标控制点构成的两个纵轴。

S103：根据所述的地表高程数据中的地表高程曲线以及所述的地质模型框架形成地质初始模型。图2为步骤S103的具体流程图。

S104：将所述近地表数据中的近地表结构数据点分配到所述的地质初始模型中，得到二维近地表地质模型。图3为步骤S104的具体流程图。

本发明提供的一种建立二维近地表地质模型的方法根据地表和近地表测量数据及地下地层地质资料，快速、准确的建立近地表地质模型，用于后续的地质模型数值正演。

图2为图1中的步骤S103的具体流程图，由图2可知，步骤S103根据所述的地表高程数据中的地表高程曲线以及所述的地质模型框架形成地质初始模型具体包括：

S201：根据所述的地表高程数据中的地表高程曲线确定地表高程控制点；

S202：根据所述的地表高程控制点的北坐标、东坐标将所述的地表高程控制点投影到所述地质模型框架的长度方向上，得到横向位置。

S203：将所述的地表高程控制点的高程值转换为向下的深度值，得到转换后的地表高程曲线。即将地表高程控制点的高程值转换到向下的深度方向上，得到转换后的地表高程曲线。

S204：用转换后的地表高程曲线替换所述地质模型框架的顶层，与所述地质模型框架的横向范围坐标控制点、纵向范围坐标控制点形成地质初始模型。

如图16所示，为具体实施例中构建的地质初始模型，横坐标为长方向，纵坐标为向下方向的深度，图形上部的顶层为地表高程曲线。

图3为图1中的步骤S104的具体流程图，由图3可知，步骤S104将所述近地表数据中的近地表结构数据点分配到所述的地质初始模型中，得到二维近地表地质模型具体包括：

S301：根据所述近地表结构数据点形成闭合地质块，图4为图3中的步骤S301的具体流程图，由图4可知，该步骤具体包括：

S401：将所述近地表结构数据点的北坐标、东坐标投影到所述地质初始模型的长度方向上，得到所述近地表结构数据点的横向位置。此处的近地表结构数据点可由地震勘探工区二维测线上进行表层调查得到。每个近地表数据点由{北坐标，东坐标}、{速度,厚度}组成，{速度，厚度}最多不超过10个。

S402：根据所述近地表结构数据点的横向位置、厚度建立近地表地层的初始界面。

S403：根据所述初始界面的端点、所述端点的邻近点，将所述的初始界面外延至邻近地层或所述地质初始模型的边界，得到界面。图17为本发明提供的具体实施例中建立的近地表地层界面示意图，其中蓝色界面右端2号点为端点，1号点为邻近点，与右边界相交的3号点为外延得到的交点。

S404：确定所述界面与所述地层初始模型的边界的相交关系，如图17中蓝色界面左端向左延伸与左边界相交，右端向右延伸与右边界相交，交点为3号点。

S405：根据所述的相交关系形成闭合地质块。图17中蓝色界面与初始模型左右边界相交形成一个闭合地质块，该地质块由绿色界面、蓝色界面、部分左边界及部分右边界组成。

由图3可知，步骤S104还包括：

S302：根据所述近地表结构数据点的横向位置、厚度，将所述近地表结构数据点分配到所述的闭合地质块中。

S303：根据所述近地表数据点的厚度确定属性控制点的位置；

S304：从所述的近地表数据中获取所述属性控制点的速度；

S305：根据所述属性控制点的位置以及速度，将所述的属性控制点分配到所述的闭合地质块中，得到二维近地表地质模型。

如图18所示，为建立的二维近地表地质模型，图18中上部三个近地表层中各有48个属性控制点。图中菱形点为属性控制点，界面上的圆形点为近地表数据点。

在得到二维近地表地质模型后，还可以将速度变化属性显示在二维近地表地质模型图上，如图19所示，该图显示了速度变化属性及属性控制点显示。

本发明提供的建立二维近地表地质模型的设备建立的二维近地表地质模型由一组相邻的闭合地质块组成，每个闭合地质块包括一个均匀介质属性和一组介质属性控制点（介质属性控制点均具有坐标和介质属性）。介质属性控制点在横向位置上不重叠。介质属性控制点可以有0个或多个。有多个属性控制点的闭合地质块，在任意点的介质属性由其邻近的属性控制点插值得到。本文中提及的属性控制点即为介质属性控制点。

图5为本发明提供的一种建立二维近地表地质模型的方法的实施方式二的流程图，由图5可知，在实施方式二中，步骤S501至步骤S504与实施方式一中的步骤S101至步骤S104相同，此外该方法还包括：

S505：将所述的二维近地表地质模型转化为离散网格模型；

S506：根据所述的离散网格模型进行地震数值正演，以进行油气勘探。该步骤可通过现有的很多方法实现。由于本发明生成的二维近地表地质模型，具有更高的地质建模精度，因此根据本发明生成的地质模型进行震数值正演，能够极大提高了石油天然气勘探与开发的效率。

图6为图5中的步骤S505的具体流程图，由图6可知，步骤S505具体包括：

S601：获取预先设定的横向网格距、纵向网格距，诸如预先设定横向网格距为dx、纵向网格距为dz。

S602：根据所述的横向网格距、纵向网格距将所述的地质模型框架划分为多个网格。诸如将地质模型框架划分为nx*nz个网格，其中，nx为横向网格数量，nz为纵向网格数量。S603：确定所述多个网格的中心点坐标，设任意一个网格的中心点坐标为x_i,z_j,其中x_i=x₀+i*dx-dx/2,z_j=z₀+j*dz-dz/2，x₀为横向起点，z₀为纵向起点。

S604：根据所述的网格中心点坐标确定所述网格中心点所处的闭合地质块；

S605：根据所述闭合地质块对应的属性控制点的个数确定所述网格的属性，图7为步骤S605的具体流程图。

S606：根据所述网格的属性以及所述地质模型框架确定地震勘探工区的二维近地表地质模型。

图7为图6中的步骤S605的具体流程图，由图7可知，步骤S605具体包括：

S701：判断所述闭合地质块的属性控制点的个数是否为0。

S702：当判断为是时，所述网格的属性为所述闭合地质块的均匀属性；

S703：否则，判断所述闭合地质块的属性控制点的个数是否为1；

S704：当判断为是时，所述网格的属性为所述属性控制点的属性；

S705：否则，判断所述网格的中心横向坐标是否处于两个属性控制点之间；

S706：当判断为是时，根据两个属性控制点的属性确定所述网格的属性。在具体的实施方式中，如果网格的中心横向坐标x_i处于两个属性控制点A_k、A_m之间，可按如下公式确定所述网格的属性：

p=A_k+(x_i-x_k)*(A_m-A_k)/(x_m-x_k)

其中，p为所述网格的属性，x_k、x_m为两个属性控制点的横向坐标，A_m、A_k为两个属性控制点的属性，x_i为所述网格的中心横坐标。

S707：否则，判断所述网格的中心横坐标是否在属性控制点的一侧；

S708：当判断为是时，所述网格的属性即为所述属性控制点的属性。

如上所示，即为本发明提供的一种建立二维近地表地质模型的方法，解决了现有技术中的地质模型建立技术只能建立地质模型块内速度为常速度的地质模型，无法应用于建立地质模型块内速度变化的复杂地质模型中的缺陷，实现了将直接从野外测量得到的地表、近地表数据自动转化为准确的二维近地表地质模型，减轻了技术人员的地质建模工作量，提高地质建模精度，为地质模型数值正演打下坚实的基础，极大提高了根据地质模型进行石油天然气勘探与开发的效率。

本发明可以直接把野外测量得到的地表、近地表数据自动转化为准确的二维近地表地质模型，减轻技术人员的地质建模工作量，提高地质建模精度，为后续的地质模型数值正演打下坚实的基础。

图8为本发明提供的一种建立二维近地表地质模型的设备的结构框图，由图8可知，该设备具体包括：

数据测量装置100，用于测量地震勘探工区的近地表数据、地层地质数据以及地表高程数据。

地质模型框架建立装置200，用于根据所述近地表数据中的二维测线的横向范围数据以及地层地质数据中的地下地质目标的深度数据建立地质模型框架。在具体的实施方式中，可通过复合属性表示法建立地质模型框架。如图15所示为本发明具体实施例中建立的地质模型框架示意图，横坐标为长度方向，是近地表数据中的二维测线的横向范围数据，单位为米（m）,横向范围为5000m；纵坐标为向下的深度方向，是地层地质数据中的地下地质目标的深度数据，单位为米（m），纵向范围为4000m。由图15可知，该装置确定出的地质模型框架为矩形，矩形包括顶层、横向范围坐标控制点构成的横轴、纵向范围坐标控制点构成的两个纵轴。

地质初始模型建立装置300，用于根据所述的地表高程数据中的地表高程曲线以及所述的地质模型框架形成地质初始模型。图9为地质初始模型建立装置300的具体结构框图。

地表地质模型确定装置400，用于将所述近地表数据中的近地表结构数据点分配到所述的地质初始模型中，得到二维近地表地质模型。图10为地表地质模型确定装置的具体结构框图。

本发明提供的一种建立二维近地表地质模型的设备，根据地表和近地表测量数据及地下地层地质资料，快速、准确的建立近地表地质模型，用于后续的地质模型数值正演。

图9为本发明实施例提供的一种建立二维近地表地质模型的设备中地质初始模型建立装置300的结构框图，由图9可知，地质初始模型建立装置300具体包括：

地表高程控制点确定模块301，用于根据所述的地表高程数据中的地表高程曲线确定地表高程控制点；

投影模块302，用于根据所述的地表高程控制点的北坐标、东坐标将所述的地表高程控制点投影到所述地质模型框架的长度方向上，得到横向位置。

转换模块303，用于将所述的地表高程控制点的高程值转换为向下的深度值，得到转换后的地表高程曲线。即将地表高程控制点的高程值转换到向下的深度方向上，得到转换后的地表高程曲线。

地质初始模型建立模块304，用于用转换后的地表高程曲线替换所述地质模型框架的顶层，与所述地质模型框架的横向范围坐标控制点、纵向范围坐标控制点形成地质初始模型。

如图16所示，为具体实施例中构建的地质初始模型，横坐标为长方向，纵坐标为向下方向的深度，图形上部的顶层为地表高程曲线。

图10为本发明实施例提供的一种建立二维近地表地质模型的设备中地表地质模型确定装置400的结构框图，由图10可知地表地质模型确定装置400具体包括：

闭合地质块形成模块401，用于根据所述近地表结构数据点形成闭合地质块，图11为闭合地质块形成模块401的结构框图，由图11可知，闭合地质块形成模块401具体包括：

投影单元4011，用于将所述近地表结构数据点的北坐标、东坐标投影到所述地质初始模型的长度方向上，得到所述近地表结构数据点的横向位置。此处的近地表结构数据点可由地震勘探工区二维测线上进行表层调查得到。每个近地表数据点由{北坐标，东坐标}、{速度,厚度}组成，{速度，厚度}最多不超过10个。

初始界面建立单元4012，用于根据所述近地表结构数据点的横向位置、厚度建立近地表地层的初始界面。

界面外延单元4013，用于根据所述初始界面的端点、所述端点的邻近点，将所述的初始界面外延至邻近地层或所述地质初始模型的边界，得到界面。图17为本发明提供的具体实施例中建立的近地表地层界面示意图，其中蓝色界面右端2号点为端点，1号点为邻近点，与右边界相交的3号点为外延得到的交点。

相交关系确定单元4014，用于确定所述界面与所述地层初始模型的边界的相交关系，如图17中蓝色界面左端向左延伸与左边界相交，右端向右延伸与右边界相交，交点为3号点。

闭合地质块形成单元4015，用于根据所述的相交关系形成闭合地质块。图17中蓝色界面与初始模型左右边界相交形成一个闭合地质块，该地质块由绿色界面、蓝色界面、部分左边界及部分右边界组成。

由图10可知，地表地质模型确定装置400还包括：

近地表结构数据点分配模块402，用于根据所述近地表结构数据点的横向位置、厚度，将所述近地表结构数据点分配到所述的闭合地质块中。

位置确定模块403，用于根据所述近地表数据点的厚度确定属性控制点的位置；

速度获取模块404，用于从所述的近地表数据中获取所述属性控制点的速度；

属性控制点分配模块405，用于根据所述属性控制点的位置以及速度，将所述的属性控制点分配到所述的闭合地质块中，得到二维近地表地质模型。

如图18所示，为本发明提供的具体实施例中建立的二维近地表地质模型，图18中上部三个近地表层中各有48个属性控制点。图中菱形点为属性控制点，界面上的圆形点为近地表数据点。

在得到二维近地表地质模型后，还可以将速度变化属性显示在二维近地表地质模型图上，如图19所示，该图显示了速度变化属性及属性控制点显示。

至此，本发明提供的建立二维近地表地质模型的设备建立的二维近地表地质模型由一组相邻的闭合地质块组成，每个闭合地质块包括一个均匀介质属性和一组介质属性控制点（介质属性控制点均具有坐标和介质属性）。介质属性控制点在横向位置上不重叠。介质属性控制点可以有0个或多个。有多个属性控制点的闭合地质块，在任意点的介质属性由其邻近的属性控制点插值得到。本文中提及的属性控制点即为介质属性控制点。

图12为本发明提供的一种建立二维近地表地质模型的设备的实施方式二的结构框图，由图12可知，在实施方式二中，该设备还包括：

离散网格转换装置500，用于将所述的二维近地表地质模型转化为离散网格模型；

数值正演装置600，用于根据所述的离散网格模型进行地震数值正演，以进行油气勘探。该装置可通过现有的很多方法实现。由于本发明生成的二维近地表地质模型，具有更高的地质建模精度，因此根据本发明生成的地质模型进行震数值正演，能够极大提高了石油天然气勘探与开发的效率。

图13为本发明实施例提供的一种建立二维近地表地质模型的设备中离散网格转换装置500的结构框图，由图13可知，离散网格转换装置500具体包括：

网格距获取模块501，用于获取预先设定的横向网格距、纵向网格距，诸如预先设定横向网格距为dx、纵向网格距为dz。

网格划分模块502，用于根据所述的横向网格距、纵向网格距将所述的地质模型框架划分为多个网格。诸如将地质模型框架划分为nx*nz个网格，其中，nx为横向网格数量，nz为纵向网格数量。

中心点坐标确定模块503，用于确定所述多个网格的中心点坐标，设任意一个网格的中心点坐标为x_i,z_j,其中x_i=x₀+i*dx-dx/2,z_j=z₀+j*dz-dz/2，x₀为横向起点，z₀为纵向起点。

闭合地质块确定模块504，用于根据所述的网格中心点坐标确定所述网格中心点所处的闭合地质块；

属性确定模块505，用于根据所述闭合地质块对应的属性控制点的个数确定所述网格的属性。

二维近地表地质模型确定模块506，用于根据所述网格的属性以及所述地质模型框架确定地震勘探工区的二维近地表地质模型。

图14为图13中的属性确定模块505的结构框图，由图14可知，属性确定模块505具体包括：

第一判断单元5051，用于判断所述闭合地质块的属性控制点的个数是否为0。

第一属性确定单元5052，用于当所述的第一判断单元判断为是时，所述网格的属性确定为所述闭合地质块的均匀属性；

第二判断单元5053，用于当所述的第一判断单元判断为否时，判断所述闭合地质块的属性控制点的个数是否为1；

第二属性确定单元5054，用于当所述的第二判断单元判断为是时，所述网格的属性确定为所述属性控制点的属性；

第三判断单元5055，用于当所述第二判断单元判断为否时，判断所述网格的中心横向坐标是否处于两个属性控制点之间；

第三属性确定单元5056，用于当所述的第三判断单元判断为是时，根据两个属性控制点的属性确定所述网格的属性。在具体的实施方式中，如果网格的中心横向坐标x_i处于两个属性控制点A_k、A_m之间，可按如下公式确定所述网格的属性：

p=A_k+(x_i-x_k)*(A_m-A_k)/(x_m-x_k)

其中，p为所述网格的属性，x_k、x_m为两个属性控制点的横向坐标，A_m、A_k为两个属性控制点的属性，x_i为所述网格的中心横坐标。

第四判断单元5057，用于当所述第三判断单元判断为否时，判断所述网格的中心横坐标是否在属性控制点的一侧；

第四属性确定单元5058，用于当所述的第四判断单元判断为是时，所述网格的属性确定为所述属性控制点的属性。

如上所示，即为本发明提供的一种建立二维近地表地质模型的设备，解决了现有技术中的地质模型建立技术只能建立地质模型块内速度为常速度的地质模型，无法应用于建立地质模型块内速度变化的复杂地质模型中的缺陷，实现了将直接从野外测量得到的地表、近地表数据自动转化为准确的二维近地表地质模型，减轻了技术人员的地质建模工作量，提高地质建模精度，为地质模型数值正演打下坚实的基础，极大提高了根据地质模型进行石油天然气勘探与开发的效率。

本发明根据野外测量得到的地表和近地表数据及地下地层地质资料，快速、准确的建立近地表地质模型，用于后续的地质模型数值正演，为复杂区地震勘探服务。下面结合具体的实施例，详细介绍本发明的技术方案。

1）根据地震勘探工区二维测线横向范围及地下地质目标的深度，用复合属性表示法建立复杂地质模型框架；

本实施例中采用的某测线的测量数据，横向范围为5000米，纵向深度为4000米。建立的地质模型框架示意图如图15所示。横坐标为模型长度，单位为米（m）,横向范围为5000m，纵坐标为模型深度，单位为米（m），纵向范围为4000m。

2）把地震勘探工区二维测线测量得到的地表高程曲线，应用到地质模型框架中，形成地质初始模型；

本实施例中测量数据共48个数据点，高程差接近1000米。建立的地质初始模型示意图如图16所示，图形上部为地表高程曲线。

3）把地震勘探工区二维测线上进行表层调查得到的一组近地表结构数据分配到地质初始模型中，逐层形成近地表地层、封闭地质块，并把各速度点作为介质属性的插值控制点分配到封闭块中，得到二维近地表地质模型。

图17为建立的近地表地层界面示意图，由图17可知，本实施例中共3个近地表地层。

图18为建立的二维近地表地质模型示意图，其上显示了近地表地质模型块及属性控制点。上部三个近地表层中各有48个属性控制点。

图19为该具体实施例中近地表地质模型块的速度变化属性显示及属性控制点显示的示意图，图20为该具体实施例中近地表地质模型块的速度变化属性显示的示意图。

4）将地质模型转化为离散网格模型，用于地震数值正演。图21为该具体实施例中近地表地质模型转化为网格化地质模型的显示的示意图。本实施例中网格模型横向网格尺寸为5米，纵向网格尺寸为5米，为地质模型数值正演打下坚实的基础，极大提高了根据地质模型进行石油天然气勘探与开发的效率。

综上所述，本发明的有益成果是：提供了一种建立二维近地表地质模型的方法及设备，解决了现有技术中的地质模型建立技术只能建立地质模型块内速度为常速度的地质模型，无法应用于建立地质模型块内速度变化的复杂地质模型中的缺陷，实现了将直接从野外测量得到的地表、近地表数据自动转化为准确的二维近地表地质模型，减轻了技术人员的地质建模工作量，提高地质建模精度，为地质模型数值正演打下坚实的基础，极大提高了根据地质模型进行石油天然气勘探与开发的效率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一般计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (16)

1.一种建立二维近地表地质模型的方法，其特征是，所述的方法具体包括：

测量地震勘探工区的近地表数据、地层地质数据以及地表高程数据；

根据所述近地表数据中的二维测线的横向范围数据以及地层地质数据中的地下地质目标的深度数据建立地质模型框架；

根据所述的地表高程数据中的地表高程曲线以及所述的地质模型框架形成地质初始模型；

将所述近地表数据中的近地表结构数据点分配到所述的地质初始模型中，得到二维近地表地质模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，根据所述的地表高程数据中的地表高程曲线以及所述的地质模型框架形成地质初始模型具体包括：

根据所述的地表高程数据中的地表高程曲线确定地表高程控制点；

根据所述的地表高程控制点的北坐标、东坐标将所述的地表高程控制点投影到所述地质模型框架的长度方向上，得到横向位置；

将所述的地表高程控制点的高程值转换为向下的深度值，得到转换后的地表高程曲线；

用转换后的地表高程曲线替换所述地质模型框架的顶层，与所述地质模型框架的横向范围坐标控制点、纵向范围坐标控制点形成地质初始模型。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，将所述近地表数据中的近地表结构数据点分配到所述的地质初始模型中，得到二维近地表地质模型具体包括：

根据所述近地表结构数据点形成闭合地质块；

根据所述近地表结构数据点的横向位置、厚度，将所述近地表结构数据点分配到所述的闭合地质块中；

根据所述近地表数据点的厚度确定属性控制点的位置；

从所述的近地表数据中获取所述属性控制点的速度；

根据所述属性控制点的位置以及速度，将所述的属性控制点分配到所述的闭合地质块中，得到二维近地表地质模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，根据所述近地表结构数据点形成闭合地质块具体包括：

将所述近地表结构数据点的北坐标、东坐标投影到所述地质初始模型的长度方向上，得到所述近地表结构数据点的横向位置；

根据所述近地表结构数据点的横向位置、厚度建立近地表地层的初始界面；

根据所述初始界面的端点、所述端点的邻近点，将所述的初始界面外延至邻近地层或所述地质初始模型的边界，得到界面；

确定所述界面与所述地层初始模型的边界的相交关系；

根据所述的相交关系形成闭合地质块。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的方法还包括：

将所述的二维近地表地质模型转化为离散网格模型；

根据所述的离散网格模型进行地震数值正演，以进行油气勘探。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，将所述的二维近地表地质模型转化为离散网格模型具体包括：

获取预先设定的横向网格距、纵向网格距；

根据所述的横向网格距、纵向网格距将所述的地质模型框架划分为多个网格；

确定所述多个网格的中心点坐标；

根据所述的网格中心点坐标确定所述网格中心点所处的闭合地质块；

根据所述闭合地质块对应的属性控制点的个数确定所述网格的属性；

根据所述网格的属性以及所述地质模型框架确定地震勘探工区的二维近地表地质模型。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，根据所述闭合地质块对应的属性控制点的个数确定所述网格的属性具体包括：

判断所述闭合地质块的属性控制点的个数是否为0；

当判断为是时，所述网格的属性为所述闭合地质块的均匀属性；

否则，判断所述闭合地质块的属性控制点的个数是否为1；

当判断为是时，所述网格的属性为所述属性控制点的属性；

否则，判断所述网格的中心横向坐标是否处于两个属性控制点之间；

当判断为是时，根据两个属性控制点的属性确定所述网格的属性；

否则，判断所述网格的中心横坐标是否在属性控制点的一侧；

当判断为是时，所述网格的属性即为所述属性控制点的属性。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，根据两个属性控制点的属性确定出的所述网格的属性为：

p=A_k+(x_i-x_k)*(A_m-A_k)/(x_m-x_k)

其中，p为所述网格的属性，x_k、x_m为两个属性控制点的横向坐标，A_m、A_k为两个属性控制点的属性，x_i为所述网格的中心横坐标。

9.一种建立二维近地表地质模型的设备，其特征是，所述的设备具体包括：

数据测量装置，用于测量地震勘探工区的近地表数据、地层地质数据以及地表高程数据；

地质模型框架建立装置，用于根据所述近地表数据中的二维测线的横向范围数据以及地层地质数据中的地下地质目标的深度数据建立地质模型框架；

地质初始模型建立装置，用于根据所述的地表高程数据中的地表高程曲线以及所述的地质模型框架形成地质初始模型；

地表地质模型确定装置，用于将所述近地表数据中的近地表结构数据点分配到所述的地质初始模型中，得到二维近地表地质模型。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征是，所述的地质初始模型建立装置具体包括：

地表高程控制点确定模块，用于根据所述的地表高程数据中的地表高程曲线确定地表高程控制点；

投影模块，用于根据所述的地表高程控制点的北坐标、东坐标将所述的地表高程控制点投影到所述地质模型框架的长度方向上，得到横向位置；

转换模块，用于将所述的地表高程控制点的高程值转换为向下的深度值，得到转换后的地表高程曲线；

地质初始模型建立模块，用于用转换后的地表高程曲线替换所述地质模型框架的顶层，与所述地质模型框架的横向范围坐标控制点、纵向范围坐标控制点形成地质初始模型。

11.根据权利要求9或10所述的设备，其特征是，所述的地表地质模型确定装置具体包括：

闭合地质块形成模块，用于根据所述近地表结构数据点形成闭合地质块；

近地表结构数据点分配模块，用于根据所述近地表结构数据点的横向位置、厚度，将所述近地表结构数据点分配到所述的闭合地质块中；

位置确定模块，用于根据所述近地表数据点的厚度确定属性控制点的位置；

速度获取模块，用于从所述的近地表数据中获取所述属性控制点的速度；

属性控制点分配模块，用于根据所述属性控制点的位置以及速度，将所述的属性控制点分配到所述的闭合地质块中，得到二维近地表地质模型。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征是，所述的闭合地质块形成模块具体包括：

投影单元，用于将所述近地表结构数据点的北坐标、东坐标投影到所述地质初始模型的长度方向上，得到所述近地表结构数据点的横向位置；

初始界面建立单元，用于根据所述近地表结构数据点的横向位置、厚度建立近地表地层的初始界面；

界面外延单元，用于根据所述初始界面的端点、所述端点的邻近点，将所述的初始界面外延至邻近地层或所述地质初始模型的边界，得到界面；

相交关系确定单元，用于确定所述界面与所述地层初始模型的边界的相交关系；

闭合地质块形成单元，用于根据所述的相交关系形成闭合地质块。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征是，所述的设备还包括：

离散网格转换装置，用于将所述的二维近地表地质模型转化为离散网格模型；

数值正演装置，用于根据所述的离散网格模型进行地震数值正演，以进行油气勘探。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征是，所述的离散网格转换装置具体包括：

网格距获取模块，用于获取预先设定的横向网格距、纵向网格距；

网格划分模块，用于根据所述的横向网格距、纵向网格距将所述的地质模型框架划分为多个网格；

中心点坐标确定模块，用于确定所述多个网格的中心点坐标；

闭合地质块确定模块，用于根据所述的网格中心点坐标确定所述网格中心点所处的闭合地质块；

属性确定模块，用于根据所述闭合地质块对应的属性控制点的个数确定所述网格的属性；

二维近地表地质模型确定模块，用于根据所述网格的属性以及所述地质模型框架确定地震勘探工区的二维近地表地质模型。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征是，所述的属性确定模块具体包括：

第一判断单元，用于判断所述闭合地质块的属性控制点的个数是否为0；

第一属性确定单元，用于当所述的第一判断单元判断为是时，所述网格的属性确定为所述闭合地质块的均匀属性；

第二判断单元，用于当所述的第一判断单元判断为否时，判断所述闭合地质块的属性控制点的个数是否为1；

第二属性确定单元，用于当所述的第二判断单元判断为是时，所述网格的属性确定为所述属性控制点的属性；

第三判断单元，用于当所述第二判断单元判断为否时，判断所述网格的中心横向坐标是否处于两个属性控制点之间；

第三属性确定单元，用于当所述的第三判断单元判断为是时，根据两个属性控制点的属性确定所述网格的属性；

第四判断单元，用于当所述第三判断单元判断为否时，判断所述网格的中心横坐标是否在属性控制点的一侧；

第四属性确定单元，用于当所述的第四判断单元判断为是时，所述网格的属性确定为所述属性控制点的属性。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征是，所述的第三属性确定单元确定出的所述网格的属性为：

p=A_k+(x_i-x_k)*(A_m-A_k)/(x_m-x_k)

其中，p为所述网格的属性，x_k、x_m为两个属性控制点的横向坐标，A_m、A_k为两个属性控制点的属性，x_i为所述网格的中心横坐标。