CN112255677B - 一种圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法及处理终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法及处理终端，所述方法包括：步骤1：对浅地层的地震剖面数据预处理得到浅地层剖面处理成果数据；步骤2：归一化处理，得到归一化后的浅地层剖面处理成果数据；步骤3：进行地震属性计算，得到瞬时振幅、瞬时频率和平均频率；步骤4：进行层位拾取，分别得到海底层位和沉积层基底；步骤5：以所述瞬时振幅和平均频率进行交汇分析，瞬时振幅属性表现为相对低振幅、平均频率属性表现为相对高频所对应的所在区域即为大洋海山碳酸盐岩分布范围。本发明可以快速识别圈定大洋海山的碳酸盐岩分布范围，并可以应用到三维空间显示碳酸盐岩分布范围，可以得到更好的应用。
Description
技术领域
本发明涉及海底海山碳酸盐勘探技术领域，具体涉及一种圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法及处理终端。
背景技术
富钴结壳是富含钴、镍、铜、铂族元素、铁锰元素及稀土元素等的一种大洋海底固体矿产资源，经济价值极高。大洋海山是富钴结壳主要成矿潜力区，而发育于大洋海山的碳酸盐岩等岩石又是富钴结壳生长发育的有利底质，快速准确识别海山碳酸盐岩空间分布可以为富钴结壳潜力成矿区圈定提供重要的参考依据。同时大洋海山是地球上研究程度最低的主要地貌单元之一，其是否存在碳酸盐岩沉积对海山古海洋沉积环境研究也具有重要意义。
大洋平均水深较深，一般远远大于300米，例如太平洋平均水深达到4000米，通过大洋钻探等地质取样方法直接验证碳酸盐岩沉积的方法准确性高，但成本极高、难以广泛开展。一般来说，大洋矿产资源调查通常采用海洋浅地层剖面调查(下文简称“浅剖”)，既经济又高效，而通过浅剖成果数据识别海山碳酸盐岩沉积分布主要依靠的是地质专家的经验和地质取样分析结果，极大的限制了识别效率。为此，需要一种能够快速圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一提供一种圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法，其能够解决快速确定海山碳酸盐岩分布范围的问题；
本发明的目的之二提供一种处理终端，其能够解决快速确定海山碳酸盐岩分布范围的问题。
实现本发明的目的之一的技术方案为：一种圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法，包括如下步骤：
步骤1：获得浅地层的地震剖面数据并进行预处理，得到浅地层剖面处理成果数据；
步骤2：根据浅地层剖面处理成果数据进行地震属性计算，得到瞬时振幅A(t)和瞬时频率ω(t)，根据瞬时频率ω(t)得到平均频率
其中，瞬时振幅A(t)和瞬时频率ω(t)根据公式①得到：
其中，h(t)表示x′(t)的希尔伯特变换结果，
表示瞬时相位，x′(t)表示浅地层剖面处理成果；
步骤3：根据浅地层剖面处理成果数据进行层位拾取，分别得到海底层位Pwb和沉积层基底Psb；
步骤4：以所述瞬时振幅A(t)和平均频率
进行交汇分析，瞬时振幅属性表现为相对低振幅、平均频率属性表现为相对高频所对应的所在区域即为大洋海山碳酸盐岩分布范围。
进一步地，所述预处理包括异常噪音压制和涌浪校正。
进一步地，所述步骤1之后、步骤2之前，还包括，
步骤12：对所述浅地层剖面处理成果数据进行振幅归一化处理，得到归一化后的浅地层剖面处理成果数据x(t)，
其中，归一化处理按公式②进行：
其中，x′(t)表述归一化前的浅地层剖面处理成果数据，x′(t)max表述x′(t)中所有采样点中振幅最大值对应的浅地层剖面处理成果数据，
步骤2和步骤3中的浅地层剖面处理成果数据均替换为归一化后的浅地层剖面处理成果数据x(t)。
进一步地，所述根据瞬时频率ω(t)得到平均频率
具体包括以下步骤，
对每一道x(t)下的瞬时频率ω(t)开时窗，按采样点逐个滑动时窗，直至覆盖所有采样点，得到每个时窗对应的瞬时频率ω(t)，然后，对每个时窗内的瞬时频率ω(t)进行平均，得到各个时窗对应的平均频率
进一步地，所述时窗为72个采样点。
进一步地，所述交汇分析，具体包括，
以所述瞬时振幅A(t)和平均频率
建立直角坐标系，其中，原点为瞬时振幅A(t)和平均频率
均为0值，
将位于海底层位Pwb和沉积层基底Psb之间的浅地层剖面处理成果数据x(t)根据瞬时振幅A(t)和平均频率
映射到所述直角坐标系内的相应坐标位置上，
在上述直角坐标系找出瞬时振幅属性表现为相对低振幅、平均频率属性表现为相对高频的目标坐标，所述目标坐标围成的分布范围即表征了大洋海山碳酸盐岩分布范围。
进一步地，还包括，将所述目标坐标围成的分布范围反向映射到瞬时振幅属性图上，即得到碳酸盐的分布范围。
进一步地，所述直角坐标系的X轴为瞬时振幅A(t)，Y轴为平均频率
进一步地，所述瞬时振幅属性表现为相对低振幅、平均频率属性表现为相对高频根据预设的经验值进行判断。
实现本发明的目的之二的技术方案为：一种处理终端，其特征在于，其包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于运行所述程序指令，以执行所述的圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法的步骤。
本发明的有益效果为：本发明可以快速识别圈定大洋海山的碳酸盐岩分布范围，并经过地质专家验证。同时在今后大洋矿产资源商业开发过程中，可能会采集测线间距很小(小于100米)，近似为三维数据的准三维浅剖数据。如将本发明应用于准三维浅剖数据，将更为快速的圈定出大洋海山碳酸盐岩分布三维数据体，三维空间显示碳酸盐岩分布范围，可以得到更好的应用。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的流程示意图；
图2是将获得浅地层的地震剖面数据进行预处理后得到的浅地层剖面处理成果数据；
图3是根据图2的浅地层剖面处理成果数据计算得到的瞬时振幅属性示意图；
图4是根据图2的浅地层剖面处理成果数据计算得到的平均频率属性示意图；
图5是对图3和图4在拾取的海底层位Pwb和沉积层基底Psb之间进行进行交汇分析得到的交汇分析图；
图6是根据图5中的映射点进行反向映射到瞬时振幅属性图上的碳酸盐分布区域示意图；
图7为处理终端的示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方案，对本发明做进一步描述。
如图1-图6所示，一种圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法，包括如下步骤：
步骤1：获得浅地层的地震剖面数据并进行预处理，得到浅地层剖面处理成果数据。预处理主要包括对浅地层的地震剖面数据进行异常噪音压制、涌浪校正等处理。
步骤2：对浅地层剖面处理成果数据进行归一化处理，得到归一化后的浅地层剖面处理成果数据x(t)，以将浅地层剖面处理成果数据的振幅范围限定，例如，将振幅范围限定在[-1,1]区间。归一化处理可按公式①进行：
其中，x′(t)表述归一化前的浅地层剖面处理成果数据，x′(t)max表述x′(t)中所有采样点中振幅最大值对应的浅地层剖面处理成果数据。
步骤3：根据归一化后的浅地层剖面处理成果数据x(t)进行地震属性计算，得到瞬时振幅A(t)和瞬时频率ω(t)。瞬时振幅A(t)和瞬时频率ω(t)可根据公式②得到：
其中，h(t)表示x(t)的希尔伯特变换结果，即
表示瞬时相位。
根据瞬时频率ω(t)得到平均频率
可以按以下方法得到平均频率
对每一道x(t)下的瞬时频率ω(t)开时窗，按采样点逐个滑动时窗，直至覆盖所有采样点，得到每个时窗对应的瞬时频率ω(t)，然后，对每个时窗内的瞬时频率ω(t)进行平均，得到各个时窗内相对应的平均频率
时窗大小可根据实际情况进行调整，本实施例，时窗大小为72个采样点。
步骤4：根据归一化后的浅地层剖面处理成果数据x(t)进行层位拾取，分别得到海底层位Pwb和沉积层基底Psb。
步骤5：以所述瞬时振幅A(t)和平均频率
建立直角坐标系，其中，原点为瞬时振幅A(t)和平均频率
均为0值。其中，X轴和Y轴可以是上述两个属性的任意一个，例如，可以将瞬时振幅A(t)作为X轴、平均频率
作为Y轴。将位于海底层位Pwb和沉积层基底Psb之间的浅地层剖面处理成果数据x(t)计算得到的瞬时振幅A(t)和平均频率
映射到所述直角坐标系内的相应坐标位置上，例如，将x(t)的第i道第j个采样点对应的瞬时振幅值和平均频率值形成一个XY坐标在上述直角坐标系上相应位置显示出来。
在上述直角坐标系找出瞬时振幅属性表现为相对低振幅、平均频率属性表现为相对高频的目标坐标，所述目标坐标围成的分布范围即表征为碳酸盐(即大洋海山碳酸盐岩)的分布区域，将所述目标坐标围成的分布范围反向映射到瞬时振幅属性图上，即得到碳酸盐的分布范围，也即快速圈定碳酸盐的分布范围。
根据瞬时振幅属性表现为相对低振幅、平均频率属性表现为相对高频对应区域为碳酸盐的分布区域，是发明人通过长期研究发现，在计算瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率三个基本属性以及基于此三个基本属性进行延伸得到的平均频率、均方根频率、绝对振幅、信号包络等几十种地震属性时，得到瞬时振幅和平均频率对碳酸盐比较敏感。
本步骤中，瞬时振幅属性表现为相对低振幅(即数值较小)、平均频率属性表现为相对高频(即数值较大)可以根据经验值进行判断，并根据经验值作为预设条件来判断，例如，若瞬时振幅的数值≤a、平均频率的数值≥b，即可判断为满足预设条件，或者，若瞬时振幅的数值/平均频率的数值的绝对值≤c，即可判断为满足预设条件，a、b、c均为常数，当然直接进行人工判断也可以。本步骤也即是通过瞬时振幅和拼接频率进行交汇来分析得到碳酸盐的分布区域(范围)，从而可以在拾取的海底层位Pwb和沉积层基底Psb之间进行两者敏感地震属性的交汇分析，快速圈定碳酸盐沉积分布范围。
图2是将获得浅地层的地震剖面数据进行预处理后得到的浅地层剖面处理成果数据。其中，顶部的虚线线条对应曲线即是对浅地层剖面处理成果数据层位拾取到的海底层位Pwb，底部的实线线条对应曲线即是拾取到的沉积层基底Psb。
图3是根据图2的浅地层剖面处理成果数据计算得到的瞬时振幅属性示意图。图4是根据图2的浅地层剖面处理成果数据计算得到的平均频率属性示意图。
图5是对图3和图4在拾取的海底层位Pwb和沉积层基底Psb之间进行进行交汇分析得到的交汇分析图，图中的四边形框内的映射点即为碳酸盐分布区域。图6是根据图5中的映射点进行反向映射到瞬时振幅属性图上的碳酸盐分布区域示意图。图中的浅白色区域即为碳酸盐分布区域。
其中，图2、图3、图4和图6中的横坐标表示道号、纵坐标表示时间(ms)，图5的横坐标表示瞬时振幅值，图5的纵坐标表示平均频率值(Hz)。
通过以上处理及分析，本发明可以快速识别圈定大洋海山的碳酸盐岩分布范围，并经过地质专家验证。同时在今后大洋矿产资源商业开发过程中，可能会采集测线间距很小(小于100米)，近似为三维数据的准三维浅剖数据。如将本发明应用于准三维浅剖数据，将更为快速的圈定出大洋海山碳酸盐岩分布三维数据体，三维空间显示碳酸盐岩分布范围，可以得到更好的应用。
如图7所示，本发明还提供一种处理终端100，其包括：
存储器101，用于存储程序指令；
处理器102，用于运行所述程序指令，以执行所述圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法的步骤。
本说明书所公开的实施例只是对本发明单方面特征的一个例证，本发明的保护范围不限于此实施例，其他任何功能等效的实施例均落入本发明的保护范围内。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：获得浅地层的地震剖面数据并进行预处理，得到浅地层剖面处理成果数据；
步骤2：根据浅地层剖面处理成果数据进行地震属性计算，得到瞬时振幅A(t)和瞬时频率ω(t)，根据瞬时频率ω(t)得到平均频率
其中，瞬时振幅A(t)和瞬时频率ω(t)根据公式①得到：
其中，h(t)表示x′(t)的希尔伯特变换结果，
表示瞬时相位，x′(t)表示浅地层剖面处理成果数据；
步骤3：根据浅地层剖面处理成果数据进行层位拾取，分别得到海底层位Pwb和沉积层基底Psb；
步骤4：以所述瞬时振幅A(t)和平均频率
进行交汇分析，瞬时振幅属性表现为相对低振幅、平均频率属性表现为相对高频所对应的区域即为大洋海山碳酸盐岩分布范围，
所述交汇分析，具体包括，
以所述瞬时振幅A(t)和平均频率
建立直角坐标系，其中，原点为瞬时振幅A(t)和平均频率
均为0值，
将位于海底层位Pwb和沉积层基底Psb之间的浅地层剖面处理成果数据x(t)计算得到的瞬时振幅A(t)和平均频率
映射到所述直角坐标系内的相应坐标位置上，
在上述直角坐标系找出瞬时振幅属性表现为相对低振幅、平均频率属性表现为相对高频的目标坐标，所述目标坐标围成的分布范围即表征了大洋海山碳酸盐岩分布范围，
所述步骤1之后、步骤2之前，还包括，
步骤12：对所述浅地层剖面处理成果数据进行振幅归一化处理，得到归一化后的浅地层剖面处理成果数据x(t)，
其中，归一化处理按公式②进行：
其中，x′(t)表示归一化前的浅地层剖面处理成果数据，x′(t)max表示x′(t)中所有采样点中振幅最大值对应的浅地层剖面处理成果数据，
步骤2和步骤3中的浅地层剖面处理成果数据均替换为归一化后的浅地层剖面处理成果数据x(t)。
2.根据权利要求1所述的圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法，其特征在于，所述预处理包括异常噪音压制和涌浪校正。
3.根据权利要求1所述的圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法，其特征在于，所述根据瞬时频率ω(t)得到平均频率
具体包括以下步骤，
对每一道x(t)下的瞬时频率ω(t)开时窗，按采样点逐个滑动时窗，直至覆盖所有采样点，得到每个时窗对应的瞬时频率ω(t)，然后，对每一个时窗内的瞬时频率ω(t)进行平均，得到各个时窗对应的平均频率
4.根据权利要求3所述的圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法，其特征在于，所述时窗为72个采样点。
5.根据权利要求1所述的圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法，其特征在于，还包括，将所述目标坐标围成的分布范围反向映射到瞬时振幅属性图上，即得到碳酸盐岩的分布范围。
6.根据权利要求1所述的圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法，其特征在于，所述直角坐标系的X轴为瞬时振幅A(t)，Y轴为平均频率
7.根据权利要求1所述的圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法，其特征在于，所述瞬时振幅属性表现为相对低振幅、平均频率属性表现为相对高频根据预设的经验值进行判断。
8.一种处理终端，其特征在于，其包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于运行所述程序指令，以执行如权利要求1-7任一项所述的圈定大洋海山碳酸盐岩分布范围的方法的步骤。
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2020
- 2020-10-21 CN CN202011130108.4A patent/CN112255677B/zh active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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