CN110954971B - 一种建立含有浅地表信息的数字模型的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种建立含有浅地表信息的数字模型的方法及系统，属于地震勘探数字建模领域。该方法包括：S1,建立不包含近地表结构的地下地层数字模型；S2，建立浅地表精细结构模型；S3,将步骤S2建立的浅地表精细结构模型加到步骤S1建立的不包含近地表结构的地下地层数字模型中，得到含有浅地表信息的数字模型。利用本发明建立的包含近地表结构及岩性的数字模型，对地下地层及近地表结构信息反映更全面，更有利于研究近地表复杂地区的地震波传播规律。

Description

一种建立含有浅地表信息的数字模型的方法及系统

技术领域

本发明属于地震勘探数字建模领域，具体涉及一种建立含有浅地表信息的数字模型的方法及系统。

背景技术

地震勘探领域的数学模拟技术是研究地震波传播规律的重要手段，其中关键技术之一是数字建模技术，怎么利用现有的资料更合理地建立数字模型是需要研究的重点内容之一。

当前，数字建模方法一般做法是：利用已有的地震资料和地质资料进行地质解释，在地质解释的基础上拾取反射同相轴，得到时间域的结构模型，利用层速度进行时深转换，将时间域模型转化为深度域模型。

这种方法不考虑或者很少考虑地表结构模型对地震波的动力学和运动学特征的影响，对后期波传播规律的研究有一定的影响。

中国专利公开文献CN103869368A和CN1038693688公开了一种无表层调查资料约束的大炮初至综合建模静校正方法，利用大炮的初至波信息建模；中国专利公开文献CN104977618B和CN104977618A公开了一种评价页岩气储层及寻找甜点区的方法，应用全方位或宽方位三维地震数据高精度表层进行综合建模，以此进行静校正处理等；中国专利公开文献CN201825212U公开了一种复杂山前构造带的地质结构模型，利用野外露头、重力、磁法、电法、地震和钻井多种资料建模，其中的电法应用的是其较深部的电法资料，钻井是指的钻探中的深井钻井资料；中国专利公开文献CN106772587A公开了一种基于同位多项协同克里金的地震弹性参数相控建模方法，采用基于同位多相协同克里金的地震弹性参数相控建模方法，利用测井弹性参数、地震属性参数和沉积相信息作为建模数据；中国专利公开文献CN103955007A公开了一种复杂山前构造带的综合建模方法及建立的地质结构模型，利用野外露头、重力、磁法、电法、地震和钻井多种资料建模。中国公开文献“表层综合建模技术在西部煤田地震勘探中的应用研究”(山西煤炭2011年第2期)综合利用工区内现有的各种地质、地球物理资料，在充分研究工区复杂近地表模型的地质与地球物理结构及特点的前提下，利用各种表层调查的数据为基础，通过内插建模法、层析表层调查法、初至折射法、初至折射层析法、初至旅行时层析法等综合表层建模技术，获得能够相对准确地反映工区近地表模型的地质与地球物理意义，又能够满足特定勘探目标需求的合适的近地表结构模型，但是，其强调的是数据的内插和地震采集资料的利用。

可以看出，常规数字建模方法没有考虑到浅地表结构模型对地震波传播的影响，导致后期研究中，由于浅地表结构因素的影响，对山前带等浅地表结构复杂地区的研究存在一定的困难。同时由于资料的原因，浅地表结构在地震剖面上不能很好的体现。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种建立含有浅地表信息的数字模型的方法及系统，综合利用地震、地质、电法、微测井、地震录井等资料，综合研究利用，得到更合理的含有浅地表结构的数字模型，有利于研究浅地表结构及岩性对地震传播的影响。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种建立含有浅地表信息的数字模型的方法，包括：

S1,建立不包含近地表结构的地下地层数字模型；

S2，建立浅地表精细结构模型；

S3,将步骤S2建立的浅地表精细结构模型加到步骤S1建立的不包含近地表结构的地下地层数字模型中，得到含有浅地表信息的数字模型。

所述步骤S1的操作包括：

利用前期地震资料和地质资料，经过时深转换后得到深度域的层位构造信息，利用深度域的层位构造信息得到各地层的深度，由各地层的深度及各地层的地层属性构建不包含近地表结构的地下地层数字模型。

所述步骤S2的操作包括：

S21，利用电法得到表层电阻抗界面，利用微测井将所述表层电阻抗界面与地震反射界面对应起来；

S22，利用地震炮井岩性录井资料及微测井岩性录井资料确定炮井、微测井深度内的地质分层，同时排除该深度内电性异常体引起的电阻抗界面；

S23，综合利用步骤S21和步骤S22得到的结果，确认并补充地震资料中缺失的浅地表地层信息，得到浅地表精细结构模型。

所述步骤S21的操作包括：

利用电法得到表层电阻抗界面；

利用微测井得到地震工区内表层速度和厚度在纵向上和在横向上的变化以及表层地震分层，并将表层地震分层的深度和厚度与微测井岩性录井资料进行比对，找出对应的地质层位，得到表层地震分层与地质层位的关系以及各表层地震分层的岩性，即得到表层的地震地质分层；

将所述表层的地震地质分层与电法得到的表层电阻抗界面进行比对，得到电阻抗界面对应的地震地质分层。

所述步骤S3的操作包括：

在所述步骤S1得到的不包含近地表结构的地下地层数字模型上，利用步骤S2得到的浅地表精细结构模型的浅地表地层信息进行建模得到含有浅地表信息的数字模型；所述浅地表地层信息包括：层位深度、坐标、地层属性。

所述利用步骤S2得到的浅地表精细结构模型的浅地表地层信息进行建模得到含有浅地表信息的数字模型的操作包括：

将所述步骤S2得到的浅地表精细结构模型中的各个浅地表地层信息输入到所述步骤S1建立的不包含近地表结构的地下地层数字模型中，得到包含浅地表精细结构信息的数字模型。

本发明还提供一种建立含有浅地表信息的数字模型的系统，包括：

地下地层数字模型建立单元：用于建立不包含近地表结构的地下地层数字模型；

浅地表模型建立单元：用于建立浅地表精细结构模型；

合并单元：分别与地下地层数字模型建立单元、浅地表模型建立单元连接，将浅地表模型建立单元建立的浅地表精细结构模型加到地下地层数字模型建立单元建立的不包含近地表结构的地下地层数字模型中，得到含有浅地表信息的数字模型。

所述地下地层数字模型建立单元利用前期地震资料和地质资料，经过时深转换后得到深度域的层位构造信息，利用深度域的层位构造信息得到各地层的深度，由各地层的深度及各地层的地层属性构建不包含近地表结构的地下地层数字模型；

所述浅地表模型建立单元利用电法得到表层电阻抗界面；利用微测井得到地震工区内表层速度和厚度在纵向上和在横向上的变化以及表层地震分层，并将表层地震分层的深度和厚度与微测井岩性录井资料进行比对，找出对应的地质层位，得到表层地震分层与地质层位的关系以及各表层地震分层的岩性，即得到表层的地震地质分层；将所述表层的地震地质分层与电法得到的表层电阻抗界面进行比对，得到电阻抗界面对应的地震地质分层；利用地震炮井岩性录井资料及微测井岩性录井资料确定炮井、微测井深度内的地质分层，同时排除该深度内电性异常体引起的电阻抗界面；确认并补充地震资料中缺失的浅地表地层信息，得到浅地表精细结构模型；

所述合并单元将所述浅地表模型建立单元得到的浅地表精细结构模型中的各个浅地表地层信息输入到所述地下地层数字模型建立单元建立的不包含近地表结构的地下地层数字模型中，得到包含浅地表精细结构信息的数字模型。

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计算机可执行的至少一个程序，所述至少一个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行本发明的建立含有浅地表信息的数字模型的方法中的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用本发明建立的包含近地表结构及岩性的数字模型，对地下地层及近地表结构信息反映更全面，更有利于研究近地表复杂地区的地震波传播规律。

附图说明

图1本发明方法的步骤框图

图2利用本发明方法建立的包含浅地表信息的数字模型。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明突出利用除地震资料进行中深部地层建模外，还利用电法、微地震、炮井录井资料进行浅表层地层建模。本发明综合利用地震、地质、电法、微测井、地震录井等资料，利用地震地质等资料建立整体框架模型，利用电法、微测井、地震录井等结合地震资料来建立浅表层的结构和岩性参数模型。电法资料可分辨浅表层电性分界面，地震录井和微测井可用来确定电法确定的电性分界面是流体界面还是地质地层分界面，并且将这个界面与地震资料联系起来。

本发明综合利用多种资料信息进行数字建模，即：综合利用地震、地质、电法、微测井、地震录井等资料，综合研究利用，建立完整的包含浅地表结构及岩性信息的数字模型。

如图1所示，本发明方法包括：

S1，在常规建模方法基础上，即利用前期地震资料及地质资料，经过时深转换后得到深度域的层位构造信息，利用深度域地震剖面，读出各地层的深度，由各地层的深度及各地层的地层属性构建不包含近地表结构的地下地层数字模型；

S2,利用电法方法得到精细的近地表电阻抗分布，利用微测井将电阻抗界面与地震反射界面联系起来，同时，利用地震录井可以精确确定炮井深度内的地质分层，综合起来就可以得到浅地表精细结构模型。具体如下：

利用微测井可以得到地震工区内表层速度和厚度在纵向上和在横向上的变化，同时也可以得到表层地震分层，并与微测井录井岩性比对，得到这个地震分层与地质层位的关系以及各层的岩性，即可以得到表层的地震地质分层(地震地质分层指的是能够与实际地质层位对应起来的地震分层，这样，每一层位就有了实际的地质属性和意义，层位的地质属性包含了岩性、速度、密度、各种弹性参数等)，将该地震地质分层与电法得到的电阻抗界面进行比对分析，可以得到电阻抗界面对应的地震地质分层。由于地震资料的特点，地震资料上的浅地表地层一般都是缺失的，而某些地区浅地表地层又非常复杂，如果浅地表的结构分布不清楚，会对下面地层的研究有很大的影响，为此需要进行补充：本发明采用的是电法资料进行补充。电法得到的界面是电阻抗界面，与地质层位有一定的差别。一般来说，有地质层位的地方一般都会有电阻抗差异，形成电阻抗界面，但有电阻抗界面的地方不一定是地质层位，如潜水面、金属矿藏边界等等，这些地区有电阻抗界面但不是地质层位。将电法得到的电阻抗界面与地震地质层位对应起来，使得电法得到的电阻抗界面有了地质意义，即电阻抗界面对应地质层位。

由电法得到表层电阻抗界面，地震剖面得到地震反射界面，微测井录井资料及炮井录井资料得到表层地质分层界面；由微测井及炮井得到的表层地质分层界面对电阻抗界面进行验证与校对，区分哪个是地质分层，哪个是潜水面等电性分界面；结合地震剖面上的部分表层地层信息，得到表层地震地质分层及地层属性信息，即浅地表的精细结构模型；

S3，将步骤S2得到的浅地表精细结构模型加到步骤S1建立的不包含近地表结构的地下地层数字模型中去，得到含有近地表精细结构和地下地层的数字模型，即含有浅地表信息的数字模型。具体做法如下：

在由步骤S1得到的不包含近地表结构的地下地层数字模型上，利用步骤S2得到的浅地表精细结构模型参数(即浅地表各层位信息，包括层位深度、坐标、地层属性等)进行建模，即利用坐标/深度等信息将浅地表各层位信息输入到这个模型中，得到含有浅地表信息的数字模型。

图2为某工区利用常规地震地质等信息建立区域构造图，再利用电法、微测井、地震录井等建立表层结构，综合形成包含浅表层信息的数字模型。图1中不同灰度的曲线代表不同地层，可以看出，浅表层地层信息反应更灵敏，分辨率更高。

本发明方法可以应用于复杂山前带、山区、黄土塬、沼泽等等复杂浅表层区域，可为研究解决复杂浅表层区域的波传播规律提供更全面的数字模型，为建立更全面地研究复杂浅表层区域地震波传播规律提供更全面的数字模型。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (6)

1.一种建立含有浅地表信息的数字模型的方法，其特征在于：所述方法包括：

S1, 建立不包含近地表结构的地下地层数字模型；

S2，建立浅地表精细结构模型；

S3, 将步骤S2建立的浅地表精细结构模型加到步骤S1建立的不包含近地表结构的地下地层数字模型中，得到含有浅地表信息的数字模型；

所述步骤S1的操作包括：

将前期地震资料和地质资料，经过时深转换后得到深度域的层位构造信息；利用深度域的层位构造信息得到各地层的深度，由各地层的深度及各地层的地层属性构建不包含近地表结构的地下地层数字模型；

所述步骤S2的操作包括：

S21，利用电法得到表层电阻抗界面，通过微测井将所述表层电阻抗界面与地震反射界面对应起来；

S22，利用地震炮井岩性录井资料及微测井岩性录井资料确定炮井、微测井深度内的地质分层，同时排除微测井深度内因电性异常体引起的电阻抗界面；

S23，综合利用步骤S21和步骤S22得到的结果，确认并补充地震资料中缺失的浅地表地层信息，得到浅地表精细结构模型。

2.根据权利要求1所述的建立含有浅地表信息的数字模型的方法，其特征在于：所述步骤S21的操作包括：

利用电法得到表层电阻抗界面；

利用微测井得到地震工区内表层速度和厚度在纵向上和在横向上的变化，以及表层地震分层；将表层地震分层的深度和厚度与微测井岩性录井资料进行比对，找出对应的地质层位，得到表层地震分层与地质层位的关系，以及各表层地震分层的岩性，即得到表层的地震地质分层；

将所述表层的地震地质分层与电法得到的表层电阻抗界面进行比对，得到电阻抗界面对应的地震地质分层。

3.根据权利要求2所述的建立含有浅地表信息的数字模型的方法，其特征在于：所述步骤S3的操作包括：

在所述步骤S1得到的不包含近地表结构的地下地层数字模型上，利用步骤S2得到的浅地表精细结构模型的浅地表地层信息进行建模，得到含有浅地表信息的数字模型；所述浅地表地层信息包括：层位深度、坐标、地层属性。

4.根据权利要求3所述的建立含有浅地表信息的数字模型的方法，其特征在于：所述利用步骤S2得到的浅地表精细结构模型的浅地表地层信息进行建模，得到含有浅地表信息的数字模型的操作包括：

将所述步骤S2得到的浅地表精细结构模型中的各个浅地表地层信息输入到所述步骤S1建立的不包含近地表结构的地下地层数字模型中，得到包含浅地表精细结构信息的数字模型。

5.一种实现权利要求1-4任一所述的建立含有浅地表信息的数字模型的方法的系统，其特征在于：所述系统包括：

地下地层数字模型建立单元：用于建立不包含近地表结构的地下地层数字模型；

浅地表模型建立单元：用于建立浅地表精细结构模型；

合并单元：分别与地下地层数字模型建立单元、浅地表模型建立单元连接，将浅地表模型建立单元建立的浅地表精细结构模型加到地下地层数字模型建立单元建立的不包含近地表结构的地下地层数字模型中，得到含有浅地表信息的数字模型；

所述地下地层数字模型建立单元利用前期地震资料和地质资料，通过时深转换后得到深度域的层位构造信息，利用深度域的层位构造信息得到各地层的深度，由各地层的深度及各地层的地层属性构建不包含近地表结构的地下地层数字模型；

所述浅地表模型建立单元利用电法得到表层电阻抗界面；利用微测井得到地震工区内表层速度和厚度在纵向上和在横向上的变化，以及表层地震分层，将表层地震分层的深度和厚度与微测井岩性录井资料进行比对，找出对应的地质层位，得到表层地震分层与地质层位的关系以及各表层地震分层的岩性，即得到表层的地震地质分层；将所述表层的地震地质分层与电法得到的表层电阻抗界面进行比对，得到电阻抗界面对应的地震地质分层；利用地震炮井岩性录井资料及微测井岩性录井资料确定炮井、微测井深度内的地质分层，同时排除微测井深度内因电性异常体引起的电阻抗界面；确认并补充地震资料中缺失的浅地表地层信息，得到浅地表精细结构模型；

所述合并单元将所述浅地表模型建立单元得到的浅地表精细结构模型中的各个浅地表地层信息输入到所述地下地层数字模型建立单元建立的不包含近地表结构的地下地层数字模型中，得到包含浅地表精细结构信息的数字模型。

6.一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计算机可执行的至少一个程序，所述至少一个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行权利要求1-4任一所述的建立含有浅地表信息的数字模型的方法中的步骤。

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