CN106443829A - 一种近地表模型构建方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种近地表模型构建方法及装置，属于石油勘探技术领域。具体地，该方法将相关系数的概念引入到近地表模型建立中，实现了多属性的关联插值算法，具体建模时，可根据近地表结构类型的变化调整相关系数，不同的近地表结构类型给定不同的相关系数，使建立的近地表模型更符合地质沉积规律，基准面静校正量更加准确。

Description

一种近地表模型构建方法及装置

技术领域

本发明涉及石油地震勘探技术领域，具体而言，涉及一种近地表模型构建方法及装置。

背景技术

应用表层调查点解释的成果进行层状模型建立过程中，以往主要靠人工方式(或人工对层位插值的结果进行修正)划分近地表模型的层位，划分之前需要对该区的沉积环境、结构特征有所了解，在大脑中先形成一种模式，结合上下层的变化规律定义层界面的形态。结果有一定的人为性，而且不可重复，效率较低。为了加快地震勘探的步伐，提高静校正的精度，这一过程逐步用计算机实现，计算机并不能像人的大脑一样，它的运算过程需要通过数学方法实现，依照算法完成近地表模型的建立。常规的模型建立方法是分别解释出表层调查点位置的地层厚度，空间上从地表开始逐层内插厚度，这种地层插值方式主要存在两个问题。其一，因以厚度作为插值的依据，地层界面变化的形态随地表高程而起伏，各层界面与地表有很高的相似度，不符合地质沉积规律。尤其是在沙漠区，随着深度的增加，地层界面的形态与地表高程的形态越来越不相关，用以往的界面插值方法则不能实现；其二，往往一个二维或三维勘探工区会跨域不同的近地表结构类型(戈壁、沙漠、山地、冲积扇等)，以往的地层内插方法无法根据近地表结构类型的变化而变化，得到的模型不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种近地表模型构建方法及装置，以改善上述问题。

本发明较佳实施例提供一种近地表模型构建方法，该方法包括：

获取每一个预设调查点的地质数据，所述地质数据包括该调查点处的地表高程、近地表的各地质层的厚度；

确定目标层界面的参考属性，其中所述目标层界面为近地表的地质层界面，所述参考属性为地表或与所述目标层界面不同的其他近地表地质层界面；

根据获取到的每一个调查点的地质数据及近地表结构类型，估算所述参考属性与目标层界面之间的相关系数；

利用所述相关系数与所述参考属性的关系函数逐层构建每个目标层界面的模型，得到最终的近地表模型。

本发明另一较佳实施例提供一种近地表模型构建装置，该装置包括：

地质数据获取模块，用于获取每一个预设调查点的地质数据，所述地质数据包括该调查点处的地表高程、近地表的各地质层的厚度；

参考属性确定模块，用于确定目标层界面的参考属性，其中所述目标层界面为近地表的地质层界面，所述参考属性为地表或与所述目标层界面不同的其他近地表地质层界面；

相关系数估算模块，用于根据获取到的每一个调查点的地质数据及近地表结构类型，估算所述参考属性与目标层界面之间的相关系数；

模型构建模块，用于利用所述相关系数与所述参考属性的关系函数逐层构建每个目标层界面的模型，得到最终的近地表模型。

本发明较佳实施例提供的近地表模型构建方法及装置，将相关系数的概念引入到近地表模型建立中，实现了多属性的关联插值算法，具体建模时，可根据近地表结构类型的变化调整相关系数，不同的近地表结构类型给定不同的相关系数，使建立的近地表模型更符合地质沉积规律，基准面静校正量更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明较佳实施例提供的一种数据处理设备的示意性结构框图；

图2是本发明较佳实施例提供的一种近地表模型构建方法的流程图；

图3是本发明较佳实施例提供的一种近地表模型构建装置的功能模块框图；

图4是本发明较佳实施例提供的对于同一近地表结构类型分别采用现有近地表模型构建方法与本发明实施例提出的近地表模型构建方法得到的测线模型；

图5是本发明较佳实施例提供的近地表模型构建过程中相关系数内插的示意图。

主要元件符号汇总：

数据处理设备	100
		存储器	200
处理器	300
		近地表模型构建装置	400
地质数据获取模块	402
		参考属性确定模块	404
相关系数估算模块	406
		交互模块	408
模型构建模块	410

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

基准面静校正的目的是消除由于地表的高程变化和低、降速带介质非均匀性变化引起的反射波不等量的时间延迟，以便于消除近地表对构造形态的影响，使反射相位同相叠加成像。准确建立近地表模型是获得高精度静校正量的关键。目前，大多数情况下，野外采用微测井、小折射等地表调查方法获得某一地理位置点的近地表结构信息，通常一个勘探区会依据调查成本及近地表的复杂程度设计调查点数目，少则几个、几十个，多则上百个，但对于整个勘探区所有的炮点和检波点的个数来说，数量悬殊很大，主要靠插值建立近地表模型，得到各炮点和各检波点的近地表结构信息。

静校正的原理是根据表层调查点内插近地表模型，或依据炮记录的初至时反演近地表模型，通过模型计算地震波在低降速层的旅行时，从地震波场中减去这个时间，再加上被填充均匀介质的旅行时，这样近似于将观测面校正到了一个平面。但要想得到一个精确的模型极其困难，特别是在复杂的近地表地区，因为沉积环境的差异，模型内部的层间相似性不一样。当采用微测井、小折射控制时，调查点之间的界面形态与插值方法有很大关系，由于一条测线或一块三维可能跨越地表不同的沉积环境，空间上随沉积环境的变化插值的参数也需要相应的改变。以往的近地表模型插值方法考虑的因素单一，无法避免插值结果与实际情况产生偏差。本发明提供的基于相关系数的插值方法能很好地解决这个问题，构建出更加符合沉积规律的近地表模型。下面将详细阐述本发明提供的近地表模型构建方法及装置。

首先，如图1所示，是本发明较佳实施例提供的一种数据处理设备100的示意性结构框图。所述数据处理设备100可以是计算机或其他具有数据处理功能的计算设备，用于构建近地表模型。具体地，该数据处理设备100包括存储器200、处理器300以及近地表模型构建装置400。

所述存储器200与所述处理器300之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，两者通过通讯总线或信号线实现电性连接。所述近地表模型构建装置400包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器200中的软件功能模块。所述处理器300用于执行存储器200中存储的可执行模块，例如所述近地表模型构建装置400包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，所述存储器200可以是，但不限于，随机存取存储器、只读存储器、可编程只读存储器、可擦除只读存储器、电可擦除只读存储器等。其中，存储器200用于存储程序，所述处理器300在接收到执行指令后，执行所述程序，下述本发明任一实施例揭示的流过程定义的方法可以应用于处理器300中，或者由处理器300实现。

所述处理器300可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器300可以是通用处理器，包括中央处理器、网络处理器等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。

如图2所示，是本发明较佳实施例提供的一种近地表模型构建方法的流程图。所应说明的是，本发明提供的方法不以图2及以下所示的具体顺序为限制。下面将对图2所示的具体步骤进行详细描述。

步骤S101，获取每一个预设调查点的地质数据，所述地质数据包括该调查点处的地表高程、近地表的各地质层的厚度。

本实施例中，首先在炮点或检波点区域内选取若干调查点，通过微测井或小折射等地表调查方法获取每一个调查点处的地质数据，以用于建模。具体地，可以以预定间隔选取预设数目的调查点，或者可选择地，在选取炮点或检波点作为调查点时，可每隔若干个点选择一个炮点或检波点作为调查点。所述地质数据包括地表高程、各地质层(如低速层、降速层)的厚度。其中，根据每层地质层的厚度以及地表高程，可计算出该地质层的界面高程。本实施例中，所述界面是指地质层的上界面。

步骤S102，确定目标层界面的参考属性。

所述目标层为近地表地质层，如低速层或降速层等，所述目标层界面即为近地表的地质层界面。所述参考属性可以是地表，或者是与所述与目标层不同的近地表地质层。可选择地，本实施例中，所述参考属性为地表或与所述目标层相邻的上一层地质层。

步骤S103，根据获取到的每一个调查点的地质数据及近地表结构类型，估算所述参考属性与目标层界面之间的相关系数。

本实施例中，在计算目标层与参考属性之间的相关系数时，选择一组或一个局部区域内的调查点，对选择的调查点上目标层界面与参考属性界面的层相关度进行统计求取空间变化的相关系数。特别地，当所述目标层跨域不同的近地表结构类型时，在不同的近地表结构类型间交互改变层间相关系数以动态生成模型。

另外，所述相关系数的取值为[0,1]，从0至1层间相关度逐渐增强。

下面以内插厚度为例，对目标层界面与参考属性界面之间的相关系数的确定作简要阐述。

在内插某一目标层界面时，可以将该目标层界面的形态与上一地质层界面建立相似关系，也可以直接与地表高程建立关系，考虑与地表的相似性，即参考属性可以是与目标层相邻的上一层地质层，也可以是地表。

此处以参考属性为例，对目标层界面进行内插厚度时，其界面形态的变化与地表的起伏往往有一定的联系，即相似程度的变化，而这种相似性的变化在不同的区域、不同的沉积环境相似程度也在发生改变。近地表地质层结构的层界面特征大致可分为三类，一类是与地表有非常好的相似性，如近地表的风化层(低速层)，其厚度比较稳定；二类是风化层之下的降速层，依据不同的区域相似性有比较大的变化，随着深度的增加，相似性逐渐变差，第三类是地表高程的变化与低、降速带底界的变化基本无关，典型的代表是沙漠区。

沙漠区中，沙丘由风积沙形成，沙丘高度从几米到上百米不等，但沙丘的底界确与高程基本无关；到了远山的戈壁地带，近地表被风化的低、降速带层间界面形态与地表高程起伏的相似性很高。因此，要适应这些不同的近地表结构类型，在模型建立过程中必须不断调节相关系数的大小以构建出符合目标层沉积规律以及实际情况的近地表模型。

步骤S104，利用所述相关系数与所述参考属性的关系函数逐层构建每个目标层界面的模型，得到最终的近地表模型。

本实施例中，具体地，在已知预设调查点(x_i,y_i)处的目标层厚度为h_ip＝f_p(x_i,y_i)，i＝1,2,...,m，p＝1,2,...,s，的条件下，构建内插函数其中，m表示预设调查点的总数，n表示构建模型内插点的总数，s表示近地表地质层的总层数，f′(k_j,A_j)＝k_j×A_j，k_j∈[0,1]，A_j表示目标层界面的参考属性值，且现有技术中，未考虑参考属性及相关系数，而是直接构建内插函数 其结果不准确，不符合目标层的实际沉积规律。

如图3所示，是本发明另一较佳实施例提供的所述近地表模型构建装置400的功能模块框图。该近地表模型构建装置400包括地质数据获取模块402、参考属性确定模块404、相关系数估算模块406、交互模块408以及模型构建模块410。下面将对图3所示的具体功能模块进行详细阐述。

所述地质数据获取模块402，用于获取每一个预设调查点的地质数据，所述地质数据包括该调查点处的地表高程、近地表的各地质层的厚度。该地质数据获取模块402可用于执行图2所示的步骤S101，具体的操作操作方法参照上述对步骤S101的详细描述。

所述参考属性确定模块404，用于确定目标层界面的参考属性，其中所述目标层界面为近地表的地质层界面，所述参考属性为地表或与所述目标层界面不同的其他近地表地质层界面。该参考属性确定模块404可用于执行图2所示的步骤S102，具体的操作方法可参照上述对步骤S102的详细描述。

所述相关系数估算模块406，用于根据获取到的每一个调查点的地质数据及近地表结构类型，估算所述参考属性与目标层界面之间的相关系数。该相关系数估算模块406可用于执行图2所示的步骤S103，具体的操作方法可参照上述对步骤S103的详细描述。

所述交互模块408，用于当所述目标层跨域不同的近地表结构类型时，在不同的近地表结构类型间交互改变相关系数以动态生成模型。

所述模型构建模块410，用于利用所述相关系数与所述参考属性的关系函数逐层构建每个目标层界面的模型，得到最终的近地表模型。该模型构建模块410可用于执行图2所示的步骤S104，具体的操作方法参照上述对步骤S104的详细描述。

如图4所示，是本发明提供的采用目前的近地表模型插值构建方法得到的二维测线模型a)，以及采用本发明实施例提出的近地表模型相关系数构建方法得到的二维测线模型b)。其中p_i,p_i+1,p_i+2,p_i+3为四个调查点。对比图a)及图b)可以看出，图a)中目标层(图中自上而下第三层)的界面形态与地表(图中自上而下第一层)的相似度很高，而图b)中通过建模过程中相关系数的调节降低了目标层的界面与地表的相似度，两种方法建模后成像效果后者好于前者，说明本发明建立的模型更加贴近实际情况，更符合目标层的沉积规律。

如图5所示，是本发明实施例提供的近地表模型构建过程中相关系数内插的示意图。其中，i与i+1位置是已知的调查点，j点为内插点，i点位置对应的层厚度为H_i，i+1点位置对应的层厚度为H_i+1。当K_i等于0时表示与参考属性不相关，K_i大于0小于1表示与参考属性弱相关，K_i等于1时表示与参考属性强相关，随着K_i由0到1的改变，相关强度也由弱变强。

需要说明的是，本文中术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种近地表模型构建方法，其特征在于，该方法包括：

获取每一个预设调查点的地质数据，所述地质数据包括该调查点处的地表高程、近地表的各地质层的厚度；

确定目标层界面的参考属性，其中所述目标层界面为近地表的地质层界面，所述参考属性为地表或与所述目标层界面不同的其他近地表地质层界面；

根据获取到的每一个调查点的地质数据及近地表结构类型，估算所述参考属性与目标层界面之间的相关系数；

利用所述相关系数与所述参考属性的关系函数逐层构建每个目标层界面的模型，得到最终的近地表模型。

2.根据权利要求1所述的近地表模型构建方法，其特征在于，所述根据获取到的每一个调查点的地质数据及近地表结构类型，估算所述参考属性与目标层界面之间的相关系数的步骤包括：

通过对预设数目调查点处的参考属性与目标层界面的层相关度进行统计求取空间变化的相关系数。

3.根据权利要求1所述的近地表模型构建方法，其特征在于，该方法还包括：

当所述目标层跨域不同的近地表结构类型时，在不同的近地表结构类型间交互改变相关系数以动态生成模型。

4.根据权利要求1所述的近地表模型构建方法，其特征在于，所述参考属性为与所述目标层相邻的上一层近地表地质层。

5.根据权利要求1所述的近地表模型构建方法，其特征在于，利用所述相关系数与所述参考属性的关系函数构建每个目标层界面的模型，得到最终的近地表模型的步骤包括：

已知预设调查点(x_i,y_i)处的目标层厚度为h_ip＝f_p(x_i,y_i)，其中，i＝1,2,...,m，p＝1,2,...,s,构建内插函数j＝1,2,...,n,其中，m表示预设调查点的总数，n表示构建模型内插点的总数，s表示近地表地质层的总层数，f′(k_j,A_j)＝k_j×A_j，k_j∈[0,1]，A_j表示目标层界面的参考属性值，且

6.一种近地表模型构建装置，其特征在于，该装置包括：

地质数据获取模块，用于获取每一个预设调查点的地质数据，所述地质数据包括该调查点处的地表高程、近地表的各地质层的厚度；

参考属性确定模块，用于确定目标层界面的参考属性，其中所述目标层界面为近地表的地质层界面，所述参考属性为地表或与所述目标层界面不同的其他近地表地质层界面；

相关系数估算模块，用于根据获取到的每一个调查点的地质数据及近地表结构类型，估算所述参考属性与目标层界面之间的相关系数；

模型构建模块，用于利用所述相关系数与所述参考属性的关系函数逐层构建每个目标层界面的模型，得到最终的近地表模型。

7.根据权利要求6所述的近地表模型构建装置，其特征在于，所述相关系数估算模块根据获取到的每一个调查点的地质数据及近地表结构类型，估算所述参考属性与目标层界面之间的相关系数的方式包括：

通过对预设数目调查点处的参考属性与目标层界面的层相关度进行统计求取空间变化的相关系数。

8.根据权利要求6所述的近地表模型构建装置，其特征在于，该装置还包括：

交互模块，用于当所述目标层跨域不同的近地表结构类型时，在不同的近地表结构类型间交互改变相关系数以动态生成模型。

9.根据权利要求6所述的近地表模型构建装置，其特征在于，所述参考属性为与所述目标层相邻的上一层近地表地质层。

10.根据权利要求6所述的近地表模型构建装置，其特征在于，所述模型构建模块利用所述相关系数与所述参考属性的关系函数构建每个目标层界面的模型，得到最终的近地表模型的方式包括：

已知预设调查点(x_i,y_i)处的目标层厚度为h_ip＝f_p(x_i,y_i)，其中，i＝1,2,...,m，p＝1,2,...,s,构建内插函数j＝1,2,...,n,其中，m表示预设调查点的总数，n表示构建模型内插点的总数，s表示近地表地质层的总层数，f′(k_j,A_j)＝k_j×A_j，k_j∈[0,1]，A_j表示目标层界面的参考属性值，且