CN112464520A - 局部重力异常深度反演方法及装置 - Google Patents

局部重力异常深度反演方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种局部重力异常深度反演方法及装置，涉及地球物理勘探技术领域，该方法包括：获取布格重力异常网格化数据、加权系数和物探数据；根据布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息；对重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理，得到转换结果；根据转换结果和加权系数计算加权深度数据；根据加权深度数据和物探数据生成局部重力异常深度反演结果。本发明采用对布格重力异常信息进行处理转换和深度反演，可快速计算大规模局部重力异常数据的埋深，具有快速、简便的优点。

Description

局部重力异常深度反演方法及装置
技术领域
本发明涉及地球物理勘探技术领域，尤其是涉及一种局部重力异常深度反演方法及装置。
背景技术
重力勘探是油气及地质矿产勘探中的一种重要方法，在新区勘探、目标勘探、潜山、裂谷、断陷盆地、断裂发育研究中具有重要作用；但重力异常反演则是重力资料处理解释中的难点之一。现有重力异常反演方法往往需要大量剖面反演及复杂的3D正反演计算，3D反演对处理人员的专业水平要求极高，且需要耗费处理解释人员大量精力和大量时间，处理难度大且周期长，现实工作中缺少针对这一问题的快速反演方法。
发明内容
本发明提供了一种局部重力异常深度反演方法及装置，可以提高重力异常深度的计算速度，降低重力处理解释工作的处理难度。
第一方面，本发明实施例提供了一种局部重力异常深度反演方法，该方法包括：获取布格重力异常网格化数据、加权系数和物探数据；根据所述布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息；对所述重力垂直一次导数异常信息和所述重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理，得到转换结果；根据所述转换结果和所述加权系数计算加权深度数据；根据所述加权深度数据和所述物探数据生成局部重力异常深度反演结果。
第二方面，本发明实施例还提供一种局部重力异常深度反演装置，该装置，包括：获取模块，用于获取布格重力异常网格化数据、加权系数和物探数据；生成模块，用于根据所述布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息；转换模块，用于对所述重力垂直一次导数异常信息和所述重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理，得到转换结果；计算模块，用于根据所述转换结果和所述加权系数计算加权深度数据；结果模块，用于根据所述加权深度数据和所述物探数据生成局部重力异常深度反演结果。
第三方面，本发明实施例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局部重力异常深度反演方法。
第四方面，本发明实施例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局部重力异常深度反演方法的计算机程序。
本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种局部重力异常深度反演方案，该方案首先获取布格重力异常网格化数据、加权系数和物探数据；之后根据布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息；对重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理，得到转换结果；根据转换结果和加权系数计算加权深度数据；根据加权深度数据和物探数据生成局部重力异常深度反演结果。本发明采用对布格重力异常信息进行处理转换和深度反演，可快速计算大规模局部重力异常数据的埋深，解决了重力资料处理解释人员关切的局部重力异常深度定量描述难题，具有快速、简便的优点，在面积性高精度重力勘探中具有重要实用价值，是现有重力资料正反演方法的重要补充，为重力资料处理解释工作提供了快速计算深度的新方法。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的局部重力异常深度反演方法流程图；
图2为本发明实施例提供的局部重力异常深度反演步骤示意图；
图3为本发明实施例提供的某区布格重力异常图；
图4为本发明实施例提供的反演后某区布格重力异常图；
图5为本发明实施例提供的局部重力异常深度反演装置结构框图；
图6为本发明实施例提供的计算机设备结构框图。
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，下面将结合附图对本发明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。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。
目前，重力异常反演是重力勘探中的难点之一，往往需要长时间的大量正反演计算工作，局部重力异常深度反演是重力资料解释中的重点和难题。
基于此，本发明实施例提供的一种局部重力异常深度反演方法及装置，对重力资料处理解释技术的方法创新，为重力资料处理解释提供一种新的快速反演局部重力异常深度的实用方法，从而提高重力数据对地质目标的定量描述能力，提高重力异常深度的计算速度，降低重力处理解释工作的处理难度。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种局部重力异常深度反演方法进行详细介绍。
本发明实施例提供了一种局部重力异常深度反演方法，参见图1所示的一种局部重力异常深度反演方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S102，获取布格重力异常网格化数据、加权系数和物探数据。
在本发明实施例中，布格重力异常网格化数据是经过网格化处理的布格重力异常数据。加权系数可以根据实际需求进行设置。本发明实施例对此不作具体限定。物探数据可以为研究区地质露头、钻井数据或其它已知物探信息。
步骤S104，根据布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息。
在本发明实施例中，通过对布格重力异常网格化数据进行计算，得到重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息。
步骤S106，对重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理，得到转换结果。
在本发明实施例中，指数运算相关的系数和公式可以根据实际需求进行设置，本发明实施例对此不作具体限定。
步骤S108，根据转换结果和加权系数计算加权深度数据。
在本发明实施例中，对转换结果按照加权系数进行加权计算，得到加权深度数据。
步骤S110，根据加权深度数据和物探数据生成局部重力异常深度反演结果。
在本发明实施例中，局部重力异常深度反演结果，即标定后的局部重力异常埋藏深度记为D，D＝h0+C，其中，C可根据研究区地质露头、钻井数据或其它已知物探信息确定，h0为加权深度数据，深度D和标定常数C的单位为km。
本发明实施例提供了一种局部重力异常深度反演方案，该方案首先获取布格重力异常网格化数据、加权系数和物探数据；之后根据布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息；对重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理，得到转换结果；根据转换结果和加权系数计算加权深度数据；根据加权深度数据和物探数据生成局部重力异常深度反演结果。本发明采用对布格重力异常信息进行处理转换和深度反演，可快速计算大规模局部重力异常数据的埋深，解决了重力资料处理解释人员关切的局部重力异常深度定量描述难题，具有快速、简便的优点，在面积性高精度重力勘探中具有重要实用价值，是现有重力资料正反演方法的重要补充，为重力资料处理解释工作提供了快速计算深度的新方法。
为了提升计算效率，利用频率域求导滤波器根据布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息。
为了得到更合理的转换结果，对重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理，包括：获取指数运算参数；根据指数运算参数对重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理。
利用如下公式根据指数运算参数对重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理：PGz＝Pow(Gz,a)，PGzz＝Pow(Gzz,b)，其中，PGz为转换后的重力垂直一次导数异常信息，Gz为重力垂直一次导数异常信息，PGzz为转换后的重力垂直二次导数异常信息，Gzz为重力垂直二次导数异常信息，a为第一指数运算参数，b为第二指数运算参数，Pow为求指数函数。
在本发明实施例中，求指数函数Pow(x,y)用于求x的y次方的值。第一指数运算参数和第二指数运算参数可以根据实际需求进行设置，例如，可以将a的值设置为1/3，可以将b的值设置为1/4。
根据转换结果和加权系数计算加权深度数据，包括：根据加权系数确定目标系数；根据转换结果、目标系数和加权系数计算加权深度数据。
按照如下公式根据转换结果和加权系数计算加权深度数据：h0＝(PGz+k×PGzz)/(1+k),其中，h0为加权深度数据，PGz为转换后的重力垂直一次导数异常信息，PGzz为转换后的重力垂直二次导数异常信息，k为0.4～0.6之间的加权系数，1+k为目标系数。
参见图3所示的某区布格重力异常图和图4所示的反演后某区布格重力异常图，下面以一个具体实施例对该方案的实施步骤进行说明。在某地区，按照该方案实施重力数据的局部重力异常深度反演，具体可以按照如下步骤执行：
1)由布格重力异常网格化数据(数据坐标单位取为km)，求取重力垂直一次导数异常(称为数据Gz)和重力垂直二次导数异常(称为数据Gzz)，运算使用频率域求导滤波器；
2)指数运算异常转换处理：对重力垂直一次导数异常数据Gz和重力垂直二次导数异常数据Gzz进行指数运算转换处理，转换处理后的异常数据分布称为数据PGz、PGzz，转换公式如下：
PGz＝Pow(Gz,(1/3)),
PGzz＝Pow(Gzz,(1/4))；
3)局部重力异常深度加权合成，合成后的深度数据记为h0，
h0＝(PGz+k×PGzz)/(1+k)，k为0.4～0.6之间的系数；
4)埋藏深度标定：标定后的局部重力异常埋藏深度记为D，D＝h0+C，C为常数，实施例中根据研究区地质露头信息确定，C取为-3.4，深度D和标定常数C的单位为km。
在本发明实施例中，需要说明的是深度(埋深)，以地表为0值，向下为负。
本发明实施例提供了一种局部重力异常深度反演方法及装置，参见图2所示的重力异常深度反演步骤示意图，该方法是对重力资料处理解释技术的方法创新，为重力资料处理解释提供一种新的快速反演局部重力异常深度的实用方法，从而提高重力数据对地质目标的定量描述能力，提高重力异常深度的计算速度，降低重力处理解释工作的处理难度。
本发明实施例中还提供了一种局部重力异常深度反演装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与局部重力异常深度反演方法相似，因此该装置的实施可以参见局部重力异常深度反演方法的实施，重复之处不再赘述。参见图5所示的局部重力异常深度反演装置结构框图，该装置包括：
获取模块71，用于获取布格重力异常网格化数据、加权系数和物探数据；生成模块72，用于根据布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息；转换模块73，用于对重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理，得到转换结果；计算模块74，用于根据转换结果和加权系数计算加权深度数据；结果模块75，用于根据加权深度数据和物探数据生成局部重力异常深度反演结果。
在一个实施例中，生成模块，具体用于：利用频率域求导滤波器根据布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息。
在一个实施例中，转换模块，具体用于：获取指数运算参数；根据指数运算参数对重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理。
在一个实施例中，转换模块，具体用于：利用如下公式根据指数运算参数对重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理：PGz＝Pow(Gz,a)，PGzz＝Pow(Gzz,b)其中，PGz为转换后的重力垂直一次导数异常信息，Gz为重力垂直一次导数异常信息，PGzz为转换后的重力垂直二次导数异常信息，Gzz为重力垂直二次导数异常信息，a为第一指数运算参数，b为第二指数运算参数，Pow为求指数函数。
在一个实施例中，计算模块，具体用于：根据加权系数确定目标系数；根据转换结果、目标系数和加权系数计算加权深度数据。
在一个实施例中，计算模块，具体用于：按照如下公式根据转换结果和加权系数计算加权深度数据：h0＝(PGz+k×PGzz)/(1+k)，其中，h0为加权深度数据，PGz为转换后的重力垂直一次导数异常信息，PGzz为转换后的重力垂直二次导数异常信息，k为0.4～0.6之间的加权系数，1+k为目标系数。
本发明实施例还提供一种计算机设备，参见图6所示的计算机设备结构示意框图，该计算机设备包括存储器81、处理器82及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一种局部重力异常深度反演方法的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的计算机设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明实施例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任一种局部重力异常深度反演方法的计算机程序。
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。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种局部重力异常深度反演方法，其特征在于，包括：
获取布格重力异常网格化数据、加权系数和物探数据；
根据所述布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息；
对所述重力垂直一次导数异常信息和所述重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理，得到转换结果；
根据所述转换结果和所述加权系数计算加权深度数据；
根据所述加权深度数据和所述物探数据生成局部重力异常深度反演结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
利用频率域求导滤波器根据所述布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述重力垂直一次导数异常信息和所述重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理，包括：
获取指数运算参数；
根据所述指数运算参数对所述重力垂直一次导数异常信息和所述重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用如下公式根据所述指数运算参数对所述重力垂直一次导数异常信息和所述重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理：
PGz＝Pow(Gz,a)
PGzz＝Pow(Gzz,b)
其中，PGz为转换后的重力垂直一次导数异常信息，Gz为重力垂直一次导数异常信息，PGzz为转换后的重力垂直二次导数异常信息，Gzz为重力垂直二次导数异常信息，a为第一指数运算参数，b为第二指数运算参数，Pow为求指数函数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述转换结果和所述加权系数计算加权深度数据，包括：
根据所述加权系数确定目标系数；
根据所述转换结果、所述目标系数和所述加权系数计算加权深度数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，按照如下公式根据所述转换结果和所述加权系数计算加权深度数据：
h0＝(PGz+k×PGzz)/(1+k)
其中，h0为加权深度数据，PGz为转换后的重力垂直一次导数异常信息，PGzz为转换后的重力垂直二次导数异常信息，k为0.4～0.6之间的加权系数，1+k为目标系数。
7.一种局部重力异常深度反演装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取布格重力异常网格化数据、加权系数和物探数据；
生成模块，用于根据所述布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息；
转换模块，用于对所述重力垂直一次导数异常信息和所述重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理，得到转换结果；
计算模块，用于根据所述转换结果和所述加权系数计算加权深度数据；
结果模块，用于根据所述加权深度数据和所述物探数据生成局部重力异常深度反演结果。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述生成模块，具体用于：
利用频率域求导滤波器根据所述布格重力异常网格化数据生成重力垂直一次导数异常信息和重力垂直二次导数异常信息。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述转换模块，具体用于：
获取指数运算参数；
根据所述指数运算参数对所述重力垂直一次导数异常信息和所述重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转换模块，具体用于：
利用如下公式根据所述指数运算参数对所述重力垂直一次导数异常信息和所述重力垂直二次导数异常信息分别进行指数运算转换处理：
PGz＝Pow(Gz,a)
PGzz＝Pow(Gzz,b)
其中，PGz为转换后的重力垂直一次导数异常信息，Gz为重力垂直一次导数异常信息，PGzz为转换后的重力垂直二次导数异常信息，Gzz为重力垂直二次导数异常信息，a为第一指数运算参数，b为第二指数运算参数，Pow为求指数函数。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于：
根据所述加权系数确定目标系数；
根据所述转换结果、所述目标系数和所述加权系数计算加权深度数据。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于：按照如下公式根据所述转换结果和所述加权系数计算加权深度数据：
h0＝(PGz+k×PGzz)/(1+k)
其中，h0为加权深度数据，PGz为转换后的重力垂直一次导数异常信息，PGzz为转换后的重力垂直二次导数异常信息，k为0.4～0.6之间的加权系数，1+k为目标系数。
13.一种计算机设备，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6任一所述局部重力异常深度反演方法。
14.一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6任一所述局部重力异常深度反演方法的计算机程序。
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