CN108318928B - 一种大地电磁数据的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了大地电磁数据的处理方法及装置，所述方法包括：获取采集的三维大地电磁数据，对所述三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作，得到三维电阻率数据体；对所述三维电阻率数据体的第一剖面电阻率数据进行取对数运算，并进行网格化处理，得到网格剖面数据；对所述网格剖面数据进行第一频率域位场处理，并对处理结果进行滤波；对所述滤波的结果进行第二频率域位场处理，得到目标网格剖面数据，从所述目标网格剖面数据中筛选出低阻电磁数据，即为低阻薄层弱信息。本申请实施例提供的大地电磁数据的处理方法及装置，可以实现对低阻薄层的识别。

Description

一种大地电磁数据的处理方法及装置

技术领域

本申请涉及地球物理勘探技术领域，特别涉及一种大地电磁数据的处理方法及装置。

背景技术

在地球物理勘探技术领域，大地电磁法是一种常规勘探方式。大地电磁法的基本原理是：依据不同频率的电磁波在导体中具有不同趋肤深度的原理，在地表测量由高频至低频的地球电磁响应序列，经过相关的数据处理和分析来获得大地由浅至深的电性结构。大地电磁法优于不需要人工场源激发、电磁波对高阻岩层的穿透能力强、对低电阻率地层的分辨率高等优点被广泛使用。

在数据处理阶段，通常可以对大地电磁勘探数据中的电阻率进行反演操作，对得到的反演结果进行低阻层追踪和地层结构解释。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的这种大地电磁数据的处理方法在低阻层厚度大(例如，厚度为300米以上)，电阻率差异大的地区一般可以取得较好的效果；但是，对于火山岩盆地、火山岩储层目标地区的低阻薄层(例如，厚度小于200米)则通常无法识别。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种大地电磁数据的处理方法及装置，以实现对低阻薄层的识别。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种大地电磁数据的处理方法及装置是这样实现的：

一种大地电磁数据的处理方法，包括：

获取采集的三维大地电磁数据，对所述三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作，得到三维电阻率数据体；

对所述三维电阻率数据体的第一剖面电阻率数据进行取对数运算，并进行网格化处理，得到网格剖面数据；

对所述网格剖面数据进行第一频率域位场处理，并对处理结果进行滤波；

对所述滤波的结果进行第二频率域位场处理，得到目标网格剖面数据，从所述目标网格剖面数据中筛选出低阻电磁数据，即为低阻薄层弱信息。

优选方案中，所述对三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作，采用共轭梯度法实现。

优选方案中，所述对三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作时，反演模型的地下空间网格深度方向的间距小于或等于低阻薄层的厚度。

优选方案中，所述网格化处理时，所述第一剖面测线方向上的网格间距与所述反演模型的地下空间网格深度方向的间距相同。

优选方案中，所述网格化处理采用克里金网格法实现。

优选方案中，所述第一频率域位场处理包括：垂直二次导数运算。

优选方案中，所述滤波包括：设置节点数为n乘以n个的滤波窗口，为所述滤波窗口的 n乘以n个节点设置权重，利用所述设置了权重的滤波窗口进行滤波；所述n为大于或等于 3的奇数。

优选方案中，当n为3时，所述为所述滤波窗口的n乘以n个节点设置权重包括：设置所述滤波窗口的中心节点的权重为4/12，设置其他节点的权重为1/12。

优选方案中，所述第二频率域位场处理包括：垂直二次导数运算。

一种大地电磁数据的处理装置，包括：反演单元、网格化单元、第一处理单元和第二处理单元；

所述反演单元，用于获取采集的三维大地电磁数据，对所述三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作，得到三维电阻率数据体；

所述网格化单元，用于对所述三维电阻率数据体的第一剖面电阻率数据进行取对数运算，并进行网格化处理，得到网格剖面数据；

所述第一处理单元，用于对所述网格剖面数据进行第一频率域位场处理，并对处理结果进行滤波；

所述第二处理单元，用于对所述滤波的结果进行第二频率域位场处理，得到目标网格剖面数据，从所述目标网格剖面数据中筛选出低阻电磁数据，即为低阻薄层弱信息。

优选方案中，所述第一处理单元包括：第一频率域位场处理子单元和滤波子单元；

所述第一频率域位场处理子单元，用于对所述网格化单元得到的网格剖面数据进行第一频率域位场处理；

所述滤波子单元，用于对所述第一频率域位场处理子单元的处理结果进行滤波。

优选方案中，所述第二处理单元包括：第二频率域位场处理子单元和筛选子单元；

所述第二频率域位场处理子单元，用于对所述第一处理单元的处理结果进行第二频率域位场处理，得到目标网格剖面数据；

所述筛选子单元，用于对所述第二频率域位场处理子单元得到的目标网格剖面数据进行筛选，从所述目标网格剖面数据中筛选出低阻电磁数据，即为低阻薄层弱信息。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的大地电磁数据的处理方法及装置，通过对电磁数据取对数和采用高阶导数运算，获得了低阻薄层在剖面上的信息特征，可以明显地提高电磁数据对于高阻电性地层内夹的低阻薄层目标的反映能力，从而实现对低阻薄层的识别。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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是本申请大地电磁数据的处理方法一个实施例的流程图；

图2是利用现有技术进行反演操作得到的电阻率剖面数据示意图和利用本申请大地电磁数据的处理方法实施例得到的目标剖面数据示意图；

图3是本申请大地电磁数据的处理装置一个实施例的模块图；

图4是本申请装置实施例中第一处理单元的模块图；

图5是本申请装置实施例中第二处理单元的模块图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种大地电磁数据的处理方法及装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1是本申请大地电磁数据的处理方法一个实施例的流程图。参照图1，所述大地电磁数据的处理方法可以包括以下步骤：

S101：获取采集的三维大地电磁数据，对所述三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作，得到三维电阻率数据体。

可以获取采集的三维大地电磁数据，对所述三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作。

在一个实施方式中，所述对三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作，可以采用共轭梯度法实现。

在一个实施方式中，对三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作时，反演模型的地下空间网格深度方向的间距可以小于或等于低阻薄层的厚度。

通过对所述三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作，可以得到三维电阻率数据体。

S102：对所述三维电阻率数据体的第一剖面电阻率数据进行取对数运算，并进行网格化处理，得到网格剖面数据。

在一个实施方式中，所述第一剖面可以是所述三维电阻率数据体中需要处理解释的剖面。所述第一剖面的数据可以为二维网格剖面数据，二维网格节点上数据值为电阻率值。

可以对所述三维电阻率数据体的第一剖面电阻率数据进行取对数运算，并进行网格化处理，可以得到网格剖面数据。

在一个实施方式中，所述网格化处理可以采用克里金网格法实现。

在一个实施方式中，进行所述网格化处理时，所述第一剖面测线方向上的网格间距与所述反演模型的地下空间网格深度方向的间距相同。

S103：对所述网格剖面数据进行第一频率域位场处理，并对处理结果进行滤波。

可以对所述网格剖面数据进行第一频率域位场处理。

在一个实施方式中，所述第一频率域位场处理可以包括：垂直二次导数运算。

可以对所述第一频率域位场处理后的处理结果进行滤波。

在一个实施方式中，所述滤波具体可以包括：设置节点数为n乘以n个(即n*n个)的滤波窗口，可以为所述滤波窗口的n*n个节点设置权重，利用所述设置了权重的滤波窗口进行滤波。所述n可以为大于或等于3的奇数。

在一个实施方式中，所述n可以为3。当n为3时，所述为所述滤波窗口的n*n个节点设置权重可以包括：设置所述滤波窗口的中心节点的权重为4/12，设置其他节点的权重为1/12。

S104：对所述滤波的结果进行第二频率域位场处理，得到目标网格剖面数据，从所述目标网格剖面数据中筛选出低阻电磁数据，即为低阻薄层弱信息。

可以对所述滤波的结果进行第二频率域位场处理，得到目标网格剖面数据。

在一个实施方式中，所述第二频率域位场处理可以包括：垂直二次导数运算。

可以从所述目标网格剖面数据中筛选出低阻电磁数据，即为低阻薄层弱信息。

图2是利用现有技术进行反演操作得到的电阻率剖面数据示意图和利用本申请大地电磁数据的处理方法实施例得到的目标剖面数据示意图。图2中，上半部分是利用现有技术进行反演操作得到的电阻率剖面数据示意图，下半部分是利用本申请大地电磁数据的处理方法实施例得到的目标剖面数据示意图。可见，上半部分图中深度约1500m的深色电阻率低阻层较明显，但是在1500米以下的深度，地层电阻率呈现过渡带特征，等值线由低向高变化，分辨不出薄层地层。而下半部分图中在1500米以下的深度段则显示出有相对高或相对低的电阻率变化的薄层存在，可以提取出的这种薄层低电阻率地层，可以对应钻井曲线段的低阻层。

上述实施例提供的大地电磁数据的处理方法，通过对电磁数据取对数和采用高阶导数运算，获得了低阻薄层在剖面上的信息特征，可以明显地提高电磁数据对于高阻电性地层内夹的低阻薄层目标的反映能力，从而实现对低阻薄层的识别。

本申请还提供一种大地电磁数据的处理装置。

图3是本申请大地电磁数据的处理装置一个实施例的模块图。参照图3，所述大地电磁数据的处理装置可以包括：反演单元100、网格化单元200、第一处理单元300和第二处理单元400。

所述反演单元100，可以用于获取采集的三维大地电磁数据，对所述三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作，得到三维电阻率数据体。

所述网格化单元200，可以用于对所述三维电阻率数据体的第一剖面电阻率数据进行取对数运算，并进行网格化处理，得到网格剖面数据。

所述第一处理单元300，可以用于对所述网格剖面数据进行第一频率域位场处理，并对处理结果进行滤波。

所述第二处理单元400，可以用于对所述滤波的结果进行第二频率域位场处理，得到目标网格剖面数据，从所述目标网格剖面数据中筛选出低阻电磁数据，即为低阻薄层弱信息。

图4是本申请装置实施例中第一处理单元的模块图。参照图4，所述第一处理单元300 可以包括：第一频率域位场处理子单元301和滤波子单元302。

所述第一频率域位场处理子单元301，可以用于对所述网格化单元200得到的网格剖面数据进行第一频率域位场处理。

所述滤波子单元302，可以用于对所述第一频率域位场处理子单元301的处理结果进行滤波。

图5是本申请装置实施例中第二处理单元的模块图。参照图5，所述第二处理单元400可以包括：第二频率域位场处理子单元401和筛选子单元402。

所述第二频率域位场处理子单元401，可以用于对所述第一处理单元300的处理结果进行第二频率域位场处理，得到目标网格剖面数据。

所述筛选子单元402，可以用于对所述第二频率域位场处理子单元401得到的目标网格剖面数据进行筛选，从所述目标网格剖面数据中筛选出低阻电磁数据，即为低阻薄层弱信息。

上述实施例提供的大地电磁数据的处理装置与本申请的大地电磁数据的处理方法实施例相对应，可以实现本申请的方法实施例，并取得方法实施例的技术效果。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、 Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。该计算机软件产品可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。该计算机软件产品可以存储在内存中，内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括短暂电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (10)

1.一种大地电磁数据的处理方法，其特征在于，包括：

获取采集的三维大地电磁数据，对所述三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作，得到三维电阻率数据体；

对所述三维电阻率数据体的第一剖面电阻率数据进行取对数运算，并进行网格化处理，得到网格剖面数据；

对所述网格剖面数据进行第一频率域位场处理，并对处理结果进行加权滤波，其中，所述第一频率域位场处理包括：频率域位场垂直二次导数运算；

对所述滤波的结果进行第二频率域位场处理，得到目标网格剖面数据，从所述目标网格剖面数据中筛选出低阻电磁数据，即为低阻薄层弱信息，其中，所述第二频率域位场处理包括：频率域位场垂直二次导数运算。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作，采用共轭梯度法实现。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作时，反演模型的地下空间网格深度方向的间距小于或等于低阻薄层的厚度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网格化处理时，所述第一剖面测线方向上的网格间距与所述反演模型的地下空间网格深度方向的间距相同。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述网格化处理采用克里金网格法实现。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加权滤波包括：设置节点数为n乘以n个的滤波窗口，为所述滤波窗口的n乘以n个节点设置权重，利用所述设置了权重的滤波窗口进行滤波；所述n为大于或等于3的奇数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当n为3时，所述为所述滤波窗口的n乘以n个节点设置权重包括：设置所述滤波窗口的中心节点的权重为4/12，设置其他节点的权重为1/12。

8.一种大地电磁数据的处理装置，其特征在于，包括：反演单元、网格化单元、第一处理单元和第二处理单元；

所述反演单元，用于获取采集的三维大地电磁数据，对所述三维大地电磁数据进行三维电阻率反演操作，得到三维电阻率数据体；

所述网格化单元，用于对所述三维电阻率数据体的第一剖面电阻率数据进行取对数运算，并进行网格化处理，得到网格剖面数据；

所述第一处理单元，用于对所述网格剖面数据进行第一频率域位场处理，并对处理结果进行加权滤波，其中，所述第一频率域位场处理包括：频率域位场垂直二次导数运算；

所述第二处理单元，用于对所述滤波的结果进行第二频率域位场处理，得到目标网格剖面数据，从所述目标网格剖面数据中筛选出低阻电磁数据，即为低阻薄层弱信息，其中，所述第二频率域位场处理包括：频率域位场垂直二次导数运算。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一处理单元包括：第一频率域位场处理子单元和滤波子单元；

所述第一频率域位场处理子单元，用于对所述网格化单元得到的网格数据进行第一频率域位场处理；

所述滤波子单元，用于对所述第一频率域位场处理子单元的处理结果进行滤波。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二处理单元包括：第二频率域位场处理子单元和筛选子单元；

所述第二频率域位场处理子单元，用于对所述第一处理单元的处理结果进行第二频率域位场处理，得到目标网格剖面数据；

所述筛选子单元，用于对所述第二频率域位场处理子单元得到的目标网格剖面数据进行筛选，从所述目标网格剖面数据中筛选出低阻电磁数据，即为低阻薄层弱信息。

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