CN109581497A - 层析反演中的双向构造倾角约束方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种层析反演中的双向构造倾角约束方法及装置，所述方法包含：获取地下地质构造倾角，形成倾角剖面；根据所述地下地质的反射射线追踪结果及所述倾角剖面建立层析反演方程；根据所述地下地质的反射射线的反射点位置，建立局部约束网格；根据所述局部约束网格及所述倾角剖面获得沿构造倾角的二阶混合约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件；将所述沿构造倾角的二阶混合约束条件及所述垂直构造倾角的二阶混合约束条件加入所述层析反演方程，获得层析方程。
Description
技术领域
本发明涉及地震分析领域，尤指一种用于石油地震勘探中深度域速度建模中对反射地震层析方程求解过程中的约束方法。
背景技术
复杂构造区域，叠前深度偏移有助于提高地下构造的成像效果。但是叠前深度偏移需要较为精确的速度场，大多数情况下，偏移所需要的速度场需要采用反射层析估计。针对反射层析的超定方程，引入必要的约束能降低解的多解性，引入的约束条件会在一定程度上模糊解的精度，因此引入的约束条件和约束形式十分关键。为了使层析方程的解更稳定和具有地质意义，引入构造倾角进行约束。常规的构造约束仅沿着构造倾角的方向进行约束，未考虑垂直构造倾角方向的约束，造成层析方程解的地质意义降低。
发明内容
本发明目的在于为增加层析方程解的稳定性和地质意义，提供一种基于双向构造倾角约束的层析方法。
为达上述目的，本发明所提供的层析反演中的双向构造倾角约束方法，具体包含：获取地下地质构造倾角，形成倾角剖面；根据所述地下地质的反射射线追踪结果及所述倾角剖面建立层析反演方程；根据所述地下地质的反射射线的反射点位置，建立局部约束网格；根据所述局部约束网格及所述倾角剖面获得沿构造倾角的二阶混合约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件；将所述沿构造倾角的二阶混合约束条件及所述垂直构造倾角的二阶混合约束条件加入所述层析反演方程，获得层析方程。
在上述层析反演中的双向构造倾角约束方法中，优选的，所述获取地下地质构造倾角包含：通过倾角扫描法获取地下地质构造倾角。
在上述层析反演中的双向构造倾角约束方法中，优选的，根据所述局部约束网格及所述倾角剖面获得沿构造倾角的二阶混合约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件包含：根据所述局部约束网格及所述倾角剖面中倾角的正负值，获得沿构造倾角的二阶混合约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件。
在上述层析反演中的双向构造倾角约束方法中，优选的，根据所述局部约束网格及所述倾角剖面中倾角的正负值，获得沿构造倾角的二阶混合约束条件包含：当所述倾角为正值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、右方和右上方为约束位置；当所述倾角为负值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、左方和左上方为约束位置。
在上述层析反演中的双向构造倾角约束方法中，优选的，所述反射点位置的约束值为cosθ+sinθ-cosθsinθ；上方位置约束值为cosθsinθ-cosθ，右方位置的约束值为cosθsinθ-sinθ；右上方位置的约束值为-cosθsinθ；左方位置的约束值为cosθsinθ-sinθ；左上方位置的约束值为-cosθsinθ；θ为构造倾角。
在上述层析反演中的双向构造倾角约束方法中，优选的，根据所述局部约束网格及所述倾角剖面中倾角的正负值，获得垂直构造倾角的二阶混合约束条件包含：当所述倾角为正值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的下方、右方和右下方为约束位置；当所述倾角为负值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、右方和右上方为约束位置。
在上述层析反演中的双向构造倾角约束方法中，优选的，所述反射点位置的约束值为cosθ+sinθ-cosθsinθ；下方位置约束值为cosθsinθ-sinθ，右方位置的约束值为cosθsinθ-cosθ；右下方位置的约束值为-cosθsinθ；上方位置的约束值为cosθsinθ-sinθ；右上方的约束值为-cosθsinθ；θ为构造倾角。
本发明还提供一种层析反演中的双向构造倾角约束装置，所述装置包含采集模块、构造模块和分析模块；所述采集模块用于获取地下地质构造倾角，形成倾角剖面；所述构造模块用于根据所述地下地质的反射射线追踪结果及所述倾角剖面建立层析反演方程；以及根据所述地下地质的反射射线的反射点位置，建立局部约束网格；所述分析模块用于根据所述局部约束网格及所述倾角剖面获得沿构造倾角的约束条件及垂直构造倾角的约束条件；以及将所述沿构造倾角的二阶混合约束条件及所述垂直构造倾角的二阶混合约束条件加入所述层析反演方程，获得层析方程。
在上述层析反演中的双向构造倾角约束装置中，优选的，所述分析模块包含判断单元，所述判断单元用于根据所述局部约束网格及所述倾角剖面中倾角的正负值，获得沿构造倾角的二阶混合约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件。
在上述层析反演中的双向构造倾角约束装置中，优选的，所述判断单元包含定位器，所述定位器用于当所述倾角为正值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、右方和右上方为约束位置；当所述倾角为负值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、左方和左上方为约束位置。
在上述层析反演中的双向构造倾角约束装置中，优选的，所述判断单元包含定位器，所述定位器用于当所述倾角为正值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的下方、右方和右下方为约束位置；当所述倾角为负值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、右方和右上方为约束位置。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。
本发明通过采用双向构造倾角约束层析方程，解决了以往层析方程解的稳定性和解的地质意义模型的难题，同时能够很好的应用在叠前深度域速度建模。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明所提供的层析反演中的双向构造倾角约束方法的流程示意图；
图2A至图2B为本发明一实施例中倾角为正值时沿构造倾角的二阶混合约束条件示意图；
图3A至图3B为本发明一实施例中倾角为负值时沿构造倾角的二阶混合约束条件示意图；
图4A至图4B为本发明一实施例中倾角为正值时垂直构造倾角的二阶混合约束条件示意图；
图5A至图5B为本发明一实施例中倾角为负值时垂直构造倾角的二阶混合约束条件示意图；
图6为本发明所提供的层析反演中的双向构造倾角约束装置的结构示意图；
图7为本发明一实施例所提供的层析反演中的双向构造倾角约束装置的结构示意图；
图8至图10为本发明一实施例所提供的层析反演中的双向构造倾角约束方法使用效果示意图。
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明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
请参考图1所示，本发明所提供的层析反演中的双向构造倾角约束方法，具体包含：S101获取地下地质构造倾角，形成倾角剖面；S102根据所述地下地质的反射射线追踪结果及所述倾角剖面建立层析反演方程；S103根据所述地下地质的反射射线的反射点位置，建立局部约束网格；S104根据所述局部约束网格及所述倾角剖面获得沿构造倾角的二阶混合约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件；S105将所述沿构造倾角的二阶混合约束条件及所述垂直构造倾角的二阶混合约束条件加入所述层析反演方程，获得层析方程。在上述实施例中，所述获取地下地质构造倾角可通过现有的相关算法得到，例如通过倾角扫描法获取地下地质构造倾角。当然，实际工作中也可通过其他算法获得，本发明在此并不做过多限制。
在上述步骤S104中，根据所述局部约束网格及所述倾角剖面获得沿构造倾角的二阶混合约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件还包含：根据所述局部约束网格及所述倾角剖面中倾角的正负值，获得沿构造倾角的约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件；该实施例中，所述局部约束网格为以反射点位置为中心的九宫格。
请参考图2A至图3B所示，在上述实施例中，根据所述局部约束网格及所述倾角剖面中倾角的正负值，获得沿构造倾角的二阶混合约束条件包含：当所述倾角为正值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、右方和右上方为约束位置；当所述倾角为负值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、左方和左上方为约束位置。其中，所述反射点位置的约束值为cosθ+sinθ-cosθsinθ；上方位置约束值为cosθsinθ-cosθ，右方位置的约束值为cosθsinθ-sinθ；右上方位置的约束值为-cosθsinθ；左方位置的约束值为cosθsinθ-sinθ；左上方位置的约束值为-cosθsinθ；θ为构造倾角。
请参考图4A至图5B所示，在上述实施例中，根据所述局部约束网格及所述倾角剖面中倾角的正负值，获得垂直构造倾角的二阶混合约束条件包含：当所述倾角为正值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的下方、右方和右下方为约束位置；当所述倾角为负值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、右方和右上方为约束位置。其中，所述反射点位置的约束值为cosθ+sinθ-cosθsinθ；下方位置约束值为cosθsinθ-sinθ，右方位置的约束值为cosθsinθ-cosθ；右下方位置的约束值为-cosθsinθ；上方位置的约束值为cosθsinθ-sinθ；右上方的约束值为-cosθsinθ；θ为构造倾角。
为更清楚的说明上述实施例，以下以整体流程为例，对上述实施例做结合说明，本领域相关技术人员当可知，该说明仅为帮助理解本发明所提供的层析反演中的双向构造倾角约束方法的实施方式，并不对其做任何限定。
在实际工作中，具体流程如下：
A、通过相关的算法(例如倾角扫描方法)获取地下地质构造倾角，形成倾角剖面。
B、根据地下介质的反射射线的追踪结果以及倾角剖面建立层析方程；
C、根据当前点即地下介质发生反射的点的位置，建立一个以当前点为中心的3*3的局部约束网格；
D、为层析方程加入沿构造倾角的二阶混合约束条件。根据倾角的正负，选择不同的约束形式，θ为构造倾角。层析方程网格进行基于倾角的约束，如果倾角为正，选择当前点的上方、右方和右上方为约束位置，当前点的约束值为cosθ+sinθ-cosθsinθ，上方位置约束值为cosθsinθ-cosθ，右方位置的约束值为cosθsinθ-sinθ，右上方位置的约束值为-cosθsinθ；如果倾角为负，选择当前点的上方、左方和左上方为约束位置，当前点的约束值为cosθ+sinθ-cosθsinθ，上方位置约束值为cosθsinθ-cosθ，左方位置的约束值为cosθsinθ-sinθ，左上方位置的约束值为-cosθsinθ。
E、为层析方程加入垂直构造倾角的二阶混合约束条件。根据倾角的正负，选择不同的约束形式，θ为构造倾角。层析方程网格进行基于倾角的约束，如果倾角为正，选择当前点的下方、右方和右下方为约束位置，当前点的约束值为cosθ+sinθ-cosθsinθ，下方位置约束值为cosθsinθ-sinθ，右方位置的约束值为cosθsinθ-cosθ，右下方位置的约束值为-cosθsinθ；如果倾角为负，选择当前点的上方、右方和右上方为约束位置，当前点的约束值为cosθ+sinθ-cosθsinθ，上方位置约束值为cosθsinθ-sinθ，右方位置的约束值为cosθsinθ-cosθ，右上午位置的约束值为-cosθsinθ。
请参考图8至图10所示，将本发明所提供的层析反演中的双向构造倾角约束方法应用于四川盆地某工区进行实际地震资料深度域速度建模，取得的反射层析遵循了叠加剖面地质走向，同时依据较叠加剖面中的地质信息，在速度剖面上很好的刻画出速度异常体的边界。将更新后的速度进行叠前深度偏移成像，成像剖面信噪比有效提高，同向轴连续性得到进一步加强，特别是地质异常边界成像清晰，表明该技术发明建立在实际应用中取得较好效果。
请参考图6所示，本发明还提供一种层析反演中的双向构造倾角约束装置，所述装置包含采集模块、构造模块和分析模块；所述采集模块用于获取地下地质构造倾角，形成倾角剖面；所述构造模块用于根据所述地下地质的反射射线追踪结果及所述倾角剖面建立层析反演方程；以及根据所述地下地质的反射射线的反射点位置，建立局部约束网格；所述分析模块用于根据所述局部约束网格及所述倾角剖面获得沿构造倾角的约束条件及垂直构造倾角的约束条件；以及将所述沿构造倾角的二阶混合约束条件及所述垂直构造倾角的二阶混合约束条件加入所述层析反演方程，获得层析方程。
请参考图7所示，在上述层析反演中的双向构造倾角约束装置中，所述分析模块还可包含判断单元，所述判断单元用于根据所述局部约束网格及所述倾角剖面中倾角的正负值，获得沿构造倾角的二阶混合约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件。
在本发明一实施例中，所述判断单元还包含定位器，所述定位器用于当所述倾角为正值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、右方和右上方为约束位置；当所述倾角为负值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、左方和左上方为约束位置。
在上述实施例中，所述定位器还可用于当所述倾角为正值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的下方、右方和右下方为约束位置；当所述倾角为负值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、右方和右上方为约束位置。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。
本发明通过采用双向构造倾角约束层析方程，解决了以往层析方程解的稳定性和解的地质意义模型的难题，同时能够很好的应用在叠前深度域速度建模。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种层析反演中的双向构造倾角约束方法，其特征在于，所述方法包含：
获取地下地质构造倾角，形成倾角剖面；
根据所述地下地质的反射射线追踪结果及所述倾角剖面建立层析反演方程；
根据所述地下地质的反射射线的反射点位置，建立局部约束网格；
根据所述局部约束网格及所述倾角剖面获得沿构造倾角的二阶混合约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件；
将所述沿构造倾角的二阶混合约束条件及所述垂直构造倾角的二阶混合约束条件加入所述层析反演方程，获得层析方程。
2.根据权利要求1所述的层析反演中的双向构造倾角约束方法，其特征在于，所述获取地下地质构造倾角包含：通过倾角扫描法获取地下地质构造倾角。
3.根据权利要求1所述的层析反演中的双向构造倾角约束方法，其特征在于，根据所述局部约束网格及所述倾角剖面获得沿构造倾角的二阶混合约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件包含：根据所述局部约束网格及所述倾角剖面中倾角的正负值，获得沿构造倾角的二阶混合约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件。
4.根据权利要求3所述的层析反演中的双向构造倾角约束方法，其特征在于，根据所述局部约束网格及所述倾角剖面中倾角的正负值，获得沿构造倾角的二阶混合约束条件包含：当所述倾角为正值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、右方和右上方为约束位置；当所述倾角为负值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、左方和左上方为约束位置。
5.根据权利要求4所述的层析反演中的双向构造倾角约束方法，其特征在于，所述反射点位置的约束值为cosθ+sinθ-cosθsinθ；上方位置约束值为cosθsinθ-cosθ，右方位置的约束值为cosθsinθ-sinθ；右上方位置的约束值为-cosθsinθ；左方位置的约束值为cosθsinθ-sinθ；左上方位置的约束值为-cosθsinθ；θ为构造倾角。
6.根据权利要求3所述的层析反演中的双向构造倾角约束方法，其特征在于，根据所述局部约束网格及所述倾角剖面中倾角的正负值，获得垂直构造倾角的二阶混合约束条件包含：当所述倾角为正值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的下方、右方和右下方为约束位置；当所述倾角为负值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、右方和右上方为约束位置。
7.根据权利要求6所述的层析反演中的双向构造倾角约束方法，其特征在于，所述反射点位置的约束值为cosθ+sinθ-cosθsinθ；下方位置约束值为cosθsinθ-sinθ，右方位置的约束值为cosθsinθ-cosθ；右下方位置的约束值为-cosθsinθ；上方位置的约束值为cosθsinθ-sinθ；右上方的约束值为-cosθsinθ；θ为构造倾角。
8.一种层析反演中的双向构造倾角约束装置，其特征在于，所述装置包含采集模块、构造模块和分析模块；
所述采集模块用于获取地下地质构造倾角，形成倾角剖面；
所述构造模块用于根据所述地下地质的反射射线追踪结果及所述倾角剖面建立层析反演方程；以及根据所述地下地质的反射射线的反射点位置，建立局部约束网格；
所述分析模块用于根据所述局部约束网格及所述倾角剖面获得沿构造倾角的约束条件及垂直构造倾角的约束条件；以及将所述沿构造倾角的二阶混合约束条件及所述垂直构造倾角的二阶混合约束条件加入所述层析反演方程，获得层析方程。
9.根据权利要求8所述的层析反演中的双向构造倾角约束装置，其特征在于，所述分析模块包含判断单元，所述判断单元用于根据所述局部约束网格及所述倾角剖面中倾角的正负值，获得沿构造倾角的二阶混合约束条件及垂直构造倾角的二阶混合约束条件。
10.根据权利要求9所述的层析反演中的双向构造倾角约束装置，其特征在于，所述判断单元包含定位器，所述定位器用于当所述倾角为正值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、右方和右上方为约束位置；当所述倾角为负值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、左方和左上方为约束位置。
11.根据权利要求9所述的层析反演中的双向构造倾角约束装置，其特征在于，所述判断单元包含定位器，所述定位器用于当所述倾角为正值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的下方、右方和右下方为约束位置；当所述倾角为负值时，以所述反射点位置在所述局部约束网格中的上方、右方和右上方为约束位置。
12.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一所述方法。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至7任一所述方法的计算机程序。
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