CN112666607B - 重力反演黄土层厚度分布的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种重力反演黄土层厚度分布的方法及装置，其中，该方法包括以下步骤：采集重力勘探数据；根据重力勘探数据确定布格重力异常数据和重力区域背景场；根据布格重力异常数据和重力区域背景场，确定浅层黄土层剩余重力异常数据；根据浅层黄土层剩余重力异常数据和重力勘探数据中的测点高程数据，进行三维重力密度反演计算，得到重力反演的三维密度数据；根据重力反演的三维密度数据，确定黄土层厚度分布。本发明提供通过采集重力勘探数据进行剩余重力异常计算，继而进行浅层三维密度反演计算，获得了浅表黄土层厚度分布特征，为勘探困难区提供了黄土层分布资料，解决了这类黄土发育地区的浅表黄土层厚度调查难以开展的问题。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理勘探技术领域，特别涉及一种重力反演黄土层厚度分布的方法及装置。
背景技术
重力勘探用于查明地下地质结构、构造，这是常规重力勘探技术，但是，如何利用重力资料反演浅表黄土层厚度分布，尚未有现成的方法(对比《陆上重力磁力勘探技术规程-石油行业标准》、已授权发明专利《一种复杂结构井约束三维密度层序反演方法》)；且通常重力数据处理中将浅层重力影响作为干扰进行压制，没有利用这一信息。浅表黄土层密度不是一个固定值，且地表黄土覆盖的地质体其下部情况可能变化很大，黄土层重力反演没有现成的方法和实例。我国西部地区浅表黄土层分布广，黄土层分布及厚度不明增大了地震勘探难度，已成为地震勘探中的难题之一，查明黄土层分布对于地震采集、处理具有重要意义。因此，需要创新重力反演新技术，探索利用重力异常反演浅表黄土层厚度分布的新方法，这对于满足黄土层分布地区勘探攻关的需要具有现实意义。
发明内容
本发明实施例提供了一种重力反演黄土层厚度分布的方法及装置，解决了现有技术中勘探困难区的浅表黄土层厚度分布难以计算的技术问题，对于查明黄土层分布和黄土层厚度情况具有明显效果，为下一步勘探攻关提供了基础资料，开创了重力反演浅表黄土层厚度的新方法。
本发明实施例提供了一种重力反演黄土层厚度分布的方法，该方法包括：
采集重力勘探数据；
根据重力勘探数据确定布格重力异常数据和重力区域背景场；
根据布格重力异常数据和重力区域背景场，确定浅层黄土层剩余重力异常数据；
根据浅层黄土层剩余重力异常数据和重力勘探数据中的测点高程数据，进行三维重力密度反演计算，得到重力反演的三维密度数据；
根据重力反演的三维密度数据，确定黄土层厚度分布。
本发明实施例还提供了一种重力反演黄土层厚度分布的装置，该装置包括：
数据采集模块，用于采集重力勘探数据；
布格重力异常数据确定模块，用于根据重力勘探数据确定布格重力异常数据；
重力区域背景场确定模块，根据重力勘探数据确定重力区域背景场；
重力反演模块，用于根据浅层黄土层剩余重力异常数据和重力勘探数据中的测点高程数据，进行三维重力密度反演计算，得到重力反演的三维密度数据；
确定结果模块，用于根据重力反演的三维密度数据，确定黄土层厚度分布。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，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所述方法。
本发明实施例还提供了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所述方法的计算机程序。
本发明提供的一个实施例通过采集重力勘探数据进行浅层黄土层剩余重力异常计算，继而进行浅层三维密度反演计算，获得了浅表黄土层厚度分布特征，发挥了重力勘探的重要作用，为勘探困难区提供了黄土层分布资料，解决了这类黄土发育地区的浅表黄土层厚度调查难以开展的问题，开创了重力反演浅表黄土层厚度分布的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种重力反演黄土层厚度分布的方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例的某区浅层黄土层剩余重力异常图；
图3是本发明一实施例的某区三维重力反演的密度立体图；
图4是本发明一实施例的某区浅表黄土层厚度分布图；
图5是本发明实施例提供的一种重力反演黄土层厚度分布的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。
发明人发现：重力勘探用于查明地下地质结构、构造，这是常规重力勘探技术，但是，如何利用重力资料反演浅表黄土层厚度分布，尚未有现成的方法(对比《陆上重力磁力勘探技术规程-石油行业标准》、已授权发明专利《一种复杂结构井约束三维密度层序反演方法》)；且通常重力数据处理中将浅层重力影响作为干扰进行压制，没有利用这一信息。浅表黄土层密度不是一个固定值，且地表黄土覆盖的地质体其下部情况可能变化很大，黄土层重力反演没有现成的方法和实例。我国西部地区浅表黄土层分布广，黄土层分布及厚度不明增大了地震勘探难度，已成为地震勘探中的难题之一，查明黄土层分布对于地震采集、处理具有重要意义。因此，需要创新重力反演新技术，探索利用重力异常反演浅表黄土层厚度分布的新方法，这对于满足黄土层分布地区勘探攻关的需要具有现实意义。
由于发明人发现了上述技术问题，提出一种重力反演黄土层厚度分布的方法及装置，该方案通过对重力数据进行浅层黄土层剩余重力异常计算，继而进行浅层三维密度反演计算，获得了浅表黄土层厚度分布特征，黄土层为低密度值，黄土层厚度0m-450m，该方法对于查明黄土层分布和黄土层厚度情况具有明显效果，为下一步勘探攻关提供了基础资料，开创了重力反演浅表黄土层厚度的新方法，对于加快我国西部黄土发育地区的勘探进程、提高地震勘探攻关成效具有重要意义。本发明可适用于浅表黄土层发育地区的浅表地质调查工作，在黄土层、砾石层发育勘探困难区，获得黄土层分布基础资料；本发明也可以应用于其它类似浅表低密度地层的重力反演工作中。
基于以上所述可知，本发明实施例提供方案的主要目的在于为解决这类黄土发育地区的浅表黄土层厚度调查难以开展的问题，开创了重力反演浅表黄土层厚度分布的方法。利用本方法对某地区重力数据进行处理，获取黄土层分布和厚度信息，为勘探攻关提供了基础资料。
在本发明实施例中，提供了一种重力反演黄土层厚度分布的方法，如图1所示，该方法包括：
步骤101：采集重力勘探数据；
步骤102：根据重力勘探数据确定布格重力异常数据和重力区域背景场；
步骤103：根据布格重力异常数据和重力区域背景场，确定浅层黄土层剩余重力异常数据；
步骤104：根据浅层黄土层剩余重力异常数据和重力勘探数据中的测点高程数据，进行三维重力密度反演计算，得到重力反演的三维密度数据；
步骤105：根据重力反演的三维密度数据，确定黄土层厚度分布。
由图1所示的流程可知，本发明提供的实施例利用了重力异常反演得到浅表黄土层厚度的分布情况，发挥了重力勘探的重要作用，并且为勘探困难区提供黄土层分布资料，解决了这类黄土发育地区的浅表黄土层厚度调查难以开展的问题，开创了重力反演浅表黄土层厚度分布的方法。利用本方法对某地区重力数据进行处理，获取黄土层分布和厚度信息，为勘探攻关提供了基础资料。
下面结合附图2至图4，对本发明实例涉及的各个步骤进行详细介绍如下。
一、首先介绍步骤101。
在一个实施例中，采集重力勘探数据在具体实施时包括：依据石油行业重力勘探规范，在TL盆地某区进行了重力勘探，采集重力勘探数据，测网密度不低于500m×500m。
二、其次介绍步骤102。
在一个实施例中，根据重力勘探数据确定布格重力异常数据，包括：
计算重力勘探数据的布格重力异常，中间层密度选取第一设定值并进行地形改正计算，获得布格重力异常数据；其中，在进行地形改正计算时不进行变密度改正。
根据重力勘探数据确定重力区域背景场，包括：
利用向上延拓方法取延拓高度为第二设定值，计算重力区域背景场。
具体实施时，计算野外采集重力数据的布格重力异常，中间层密度第一设定值可设置为2.30g/cm3，在本发明实施例中第一设定值选取2.3最佳，选取值不可低于2.1，低于2.1则黄土对应的重力异常特征会畸变，之后完成地形改正计算，不进行变密度改正，即获得常规重力勘探采集后最终的布格重力异常数据，利用向上延拓方法取延拓高度的第二设定值设置为1km，并计算重力区域背景场。在本发明实施例中第二设定值的选取不大于1km，大于该值则无法获得反映黄土分布的重力异常。
三、然后介绍步骤103。
在一个实施例中，确定浅层黄土层剩余重力异常数据之前，还包括：对布格重力异常数据进行网格化；
根据布格重力异常数据和重力区域背景场，确定浅层黄土层剩余重力异常数据，包括：
将网格化的布格重力异常数据减去重力区域背景场，得到浅层黄土层剩余重力异常网格文件；
具体实施时，由网格化的布格重力异常减去该重力区域背景场得到浅层黄土层剩余重力异常网格文件，如图2所示。在本发明实施例中对布格重力异常数据进行网格化时，注意不能进行圆滑滤波。
四、然后介绍步骤104。
在一个实施例中，在进行三维重力密度反演计算之前，对测点高程数据进行网格化，得到高程数据网格文件；
根据浅层黄土层剩余重力异常数据和重力勘探数据中的测点高程数据，进行三维重力密度反演计算，包括：
根据浅层黄土层剩余重力异常网格文件和高程数据网格文件，进行三维重力密度反演计算，包括：
根据浅层黄土层剩余重力异常网格文件和高程数据网格文件，在设定反演密度上下限差、设定三维空间纵向剖分和设定重力反演数据拟合限差的条件下，以已知钻井黄土层底界深度作为井约束，进行三维重力密度反演计算。
具体实施时，对重力勘探采集的测点高程数据进行网格化，得到高程数据网格文件，对浅层黄土层剩余重力异常进行三维密度反演计算，采用三维物性反演方式，并加入约束井的密度信息，反演计算中需要研究浅层密度特征和反演参数，优选密度上下限、空间剖分、约束及拟合精度等反演参数选值。在本发明实施例中，针对浅层黄土反演问题，输入浅层黄土层剩余重力异常网格文件、高程数据网格文件，设定反演密度上、下限差为1.5g/cm3、2.4g/cm3，设定三维空间纵向剖分为62.5m，以已知钻井黄土层底界深度作为井约束(井数据格式：Y坐标，X坐标，密度值(1-N))，在本实施例中，井约束设置为KD2井数据格式：Y坐标，X坐标；纵向节点密度(1.55,1.60,1.65,1.70,1.75,1.80,1.93,2.05,2.15,2.18,2.2,2.23，2.25,2.27,2.3,2.33,2.35,2.37)，设置重力反演数据拟合限差为0.03mGal，进行三维重力密度反演计算，得到重力反演的三维密度数据，如图3所示。
五、最后介绍步骤105。
在一个实施例中，从重力反演的三维密度数据中提取密度小于或等于第三设定值的网格节点，将提取的网格节点中密度最接近第三设定值的网格节点的纵向深度确定为平面上网格节点的黄土层厚度值；
将顶层网格节点中密度大于第三设定值的网格节点的黄土层厚度值确定为0；
根据平面上各网格节点的黄土层厚度值，确定平面上黄土层厚度分布；
对平面上各网格节点的黄土层厚度值进行等值线成图，得到黄土层厚度分布等值线图。
具体实施时，从三维密度数据中提取密度小于或等于1.8g/cm3的分布数据，每个数据节点上密度等于1.8g/cm3的深度即为该点的黄土层厚度值，若数据节点上地表第一层的反演密度值大于1.8g/cm3，则该点的黄土层厚度为0；对每个网格节点上的黄土层厚度数值进行等值线成图，得到浅表黄土层厚度分布等值线图，如图4所示，即为重力反演黄土层厚度的结果。
本发明提供的一个实施例利用了重力异常反演得到浅表黄土层厚度的分布情况，发挥了重力勘探的重要作用，并且为勘探困难区提供黄土层分布资料，解决了这类黄土发育地区的浅表黄土层厚度调查难以开展的问题，开创了重力反演浅表黄土层厚度分布的方法。利用本方法对某地区重力数据进行处理，获取黄土层分布和厚度信息，为勘探攻关提供了基础资料。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种重力反演黄土层厚度分布的装置，如下面的实施例所述。由于重力反演黄土层厚度分布的装置解决问题的原理与重力反演黄土层厚度分布的方法相似，因此重力反演黄土层厚度分布的装置的实施可以参见重力反演黄土层厚度分布的方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图5是本发明实施例的重力反演黄土层厚度分布的装置的一种结构框图，如图5所示，该装置包括：
数据采集模块01，用于采集重力勘探数据；
布格重力异常数据确定模块02，用于根据重力勘探数据确定布格重力异常数据；
重力区域背景场确定模块03，根据重力勘探数据确定重力区域背景场；
剩余重力异常数据确定模块04，用于根据布格重力异常数据和重力区域背景场，确定浅层黄土层剩余重力异常数据；
重力反演模块05，用于根据浅层黄土层剩余重力异常数据和重力勘探数据中的测点高程数据，进行三维重力密度反演计算，得到重力反演的三维密度数据；
黄土层厚度确定模块06，用于根据重力反演的三维密度数据，确定黄土层厚度分布。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，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所述方法。
本发明实施例还提供了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所述方法的计算机程序。
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。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种重力反演黄土层厚度分布的方法，其特征在于，包括：
采集重力勘探数据；
根据重力勘探数据确定布格重力异常数据和重力区域背景场；
根据布格重力异常数据和重力区域背景场，确定浅层黄土层剩余重力异常数据；
根据浅层黄土层剩余重力异常数据和重力勘探数据中的测点高程数据，进行三维重力密度反演计算，得到重力反演的三维密度数据；
根据重力反演的三维密度数据，确定黄土层厚度分布；
确定浅层黄土层剩余重力异常数据之前，还包括：对布格重力异常数据进行网格化；
根据布格重力异常数据和重力区域背景场，确定浅层黄土层剩余重力异常数据，包括：将网格化的布格重力异常数据减去重力区域背景场，得到浅层黄土层剩余重力异常网格文件；进行三维重力密度反演计算之前，还包括：对测点高程数据进行网格化，得到高程数据网格文件；根据浅层黄土层剩余重力异常数据和重力勘探数据中的测点高程数据，进行三维重力密度反演计算，包括：根据浅层黄土层剩余重力异常网格文件和高程数据网格文件，进行三维重力密度反演计算；
根据浅层黄土层剩余重力异常网格文件和高程数据网格文件，进行三维重力密度反演计算，包括：根据浅层黄土层剩余重力异常网格文件和高程数据网格文件，在设定反演密度上下限差、设定三维空间纵向剖分和设定重力反演数据拟合限差的条件下，以已知钻井黄土层底界深度作为井约束，进行三维重力密度反演计算；
根据重力反演的三维密度数据，确定黄土层厚度分布，包括：从重力反演的三维密度数据中提取密度小于或等于第三设定值的网格节点，将提取的网格节点中密度最接近第三设定值的网格节点的纵向深度确定为平面上网格节点的黄土层厚度值；将顶层网格节点中密度大于第三设定值的网格节点的黄土层厚度值确定为0；根据平面上各网格节点的黄土层厚度值，确定平面上黄土层厚度分布。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据重力勘探数据确定布格重力异常数据，包括：
计算重力勘探数据的布格重力异常，中间层密度选取第一设定值并进行地形改正计算，获得布格重力异常数据；其中，在进行地形改正计算时不进行变密度改正；所述第一设定值大于等于2.1g/cm3。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据重力勘探数据确定重力区域背景场，包括：
利用向上延拓方法取延拓高度为第二设定值，计算重力区域背景场；所述第二设定值小于等于1km。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各网格节点的黄土层厚度值，确定黄土层厚度分布，包括：
对平面上各网格节点的黄土层厚度值进行等值线成图，得到黄土层厚度分布等值线图。
5.一种重力反演黄土层厚度分布的装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于采集重力勘探数据；
布格重力异常数据确定模块，用于根据重力勘探数据确定布格重力异常数据；
重力区域背景场确定模块，根据重力勘探数据确定重力区域背景场；
剩余重力异常数据确定模块，用于根据布格重力异常数据和重力区域背景场，确定浅层黄土层剩余重力异常数据；
重力反演模块，用于根据浅层黄土层剩余重力异常数据和重力勘探数据中的测点高程数据，进行三维重力密度反演计算，得到重力反演的三维密度数据；
黄土层厚度确定模块，用于根据重力反演的三维密度数据，确定黄土层厚度分布；
剩余重力异常数据确定模块具体用于：对布格重力异常数据进行网格化；将网格化的布格重力异常数据减去重力区域背景场，得到浅层黄土层剩余重力异常网格文件；重力反演模块具体用于：对测点高程数据进行网格化，得到高程数据网格文件；根据浅层黄土层剩余重力异常网格文件和高程数据网格文件，进行三维重力密度反演计算；
重力反演模块具体用于：根据浅层黄土层剩余重力异常网格文件和高程数据网格文件，在设定反演密度上下限差、设定三维空间纵向剖分和设定重力反演数据拟合限差的条件下，以已知钻井黄土层底界深度作为井约束，进行三维重力密度反演计算；
黄土层厚度确定具体用于：从重力反演的三维密度数据中提取密度小于或等于第三设定值的网格节点，将提取的网格节点中密度最接近第三设定值的网格节点的纵向深度确定为平面上网格节点的黄土层厚度值；将顶层网格节点中密度大于第三设定值的网格节点的黄土层厚度值确定为0；根据平面上各网格节点的黄土层厚度值，确定平面上黄土层厚度分布。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，布格重力异常数据确定模块，具体用于：
计算重力勘探数据的布格重力异常，中间层密度选取第一设定值并进行地形改正计算，获得布格重力异常数据；其中，在进行地形改正计算时不进行变密度改正。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，重力区域背景场确定模块具体用于：
利用向上延拓方法取延拓高度为第二设定值，计算重力区域背景场。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，黄土层厚度确定具体用于：
对平面上各网格节点的黄土层厚度值进行等值线成图，得到黄土层厚度分布等值线图。
9.一种计算机设备，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4任一所述方法。
10.一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4任一所述方法的计算机程序。
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2019
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 天津市重力数据反演解释;郑国磊等;《吉林大学学报(地球科学版)》;第48卷(第04期);第1221-1230页 * |
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