一種基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地球物理探測技術(shù)，具體是一種基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處 理方法，能精細(xì)描述復(fù)雜層狀模型并提高地球物理計算效率。
【背景技術(shù)】
[0002] 地球物理建模是進(jìn)行地球物理正演計算的基礎(chǔ)。建模方法決定了對地下介質(zhì)描述 的方式并對地球物理計算有直接影響。地下介質(zhì)通常具有層狀特征，因此在地球物理研宄 中以層狀介質(zhì)為基礎(chǔ)進(jìn)行建模是較為通用的方法。在具備多層介質(zhì)時，通常通過對層間介 質(zhì)的模型剖分來描述層與層之間的地下介質(zhì)性質(zhì)。而在實際計算中由于不同層介質(zhì)復(fù)雜程 度不同，在模型網(wǎng)格剖分上層間介質(zhì)的底層和頂層剖分方式并不相同，通常這會造成復(fù)雜 的地球物理計算，影響地球物理正演及反演計算的效率。以重力反演為例，以棱柱體剖分的 方式計算重力異常最為簡單有效，對相鄰的層間介質(zhì)而言，中間界面為上一層介質(zhì)的底界 并作為下一層的頂界，如果兩層的剖分方式不同勢必造成中間層模型的多次剖分和計算， 這影響了對中間層性質(zhì)的精細(xì)描述，也不利于提高計算效率。因此，避免對共用層位的多次 剖分則可實現(xiàn)對層位的精細(xì)描述，并提高計算效率，對地球物理正演及反演計算等具有重 要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題及現(xiàn)實需要，本發(fā)明提供一種，基于層狀地質(zhì)模型的 地球物理數(shù)據(jù)處理方法，其目的是基于層狀地質(zhì)模型理論建立多層組合地球物理模型，可 實現(xiàn)多層地下介質(zhì)的精細(xì)描述，并可提高地球物理計算效率，可直接用于重力及磁力異常 的正演計算及地球物理探測研宄。
[0004] 依據(jù)本發(fā)明的第一技術(shù)方案，一種基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法， 其用于構(gòu)建基于層狀介質(zhì)的地球物理模型，包括以下步驟：
[0005] (1)、原始數(shù)據(jù)獲取，輸入地層底界面分布范圍及深度信息；
[0006] (2)、將該層模型按平面空間范圍進(jìn)行剖分，剖分網(wǎng)格深度值可由輸入深度信息插 值得到；
[0007] (3)、以剖分網(wǎng)格為橫截面，沿垂向延伸至地表，形成層狀模型的剖分空間；
[0008] (4)、賦予該層模型剖分網(wǎng)格地球物理性質(zhì)參數(shù)；
[0009] (5)、按（1)-(4)步建立其他層模型，至所有層模型建立；
[0010] (6)、計算層間模型地球物理性質(zhì)參數(shù)。相鄰兩層底界確定的層間介質(zhì)地球物理參 數(shù)為該層間介質(zhì)底界及該層以下層狀模型的地球物理性質(zhì)參數(shù)值之和。
[0011] 依據(jù)本發(fā)明的第二技術(shù)方案，一種基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法， 其用于構(gòu)建基于層狀介質(zhì)的地球物理模型，其特征在于，該地球物理數(shù)據(jù)處理方法包括以 下步驟：
[0012] 第一步、原始數(shù)據(jù)獲取，根據(jù)地球物理探測（地震、鉆井等）獲得地下地層深度；
[0013] 第二步、基于第一步中獲得的地層深度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)構(gòu)建基于層狀介質(zhì)的地球物理模 型，具體實現(xiàn)方法包括：
[0014] 地下介質(zhì)模型自地表到地下分為N層，自地表以下第一層至最深層編號標(biāo)記為1 至N;第i(i= 1，2, . . .，N)層層狀模型表示為第i層底界面至地表的地下空間，相應(yīng)層模 型地球物理參數(shù)標(biāo)記為Pi(i= 1，2,. . .，N);，N為正整數(shù)；
[0015] 第i層模型建立過程為：根據(jù)第i層底界深度按其平面展布坐標(biāo)（x，y)剖分為若 干任意多邊形網(wǎng)格，并以剖分網(wǎng)格為橫截面建立至表面的垂直棱柱體，并賦予每個剖分網(wǎng) 格相應(yīng)的地球物理性質(zhì)值Pi;第i層底界至第i-1層底界范圍內(nèi)介質(zhì)地球物理性質(zhì)可表征 為公式
【主權(quán)項】
1. 一種基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法，其用于構(gòu)建基于層狀介質(zhì)的地球 物理模型，包括以下步驟： (1) 、原始數(shù)據(jù)獲取，輸入地層底界面分布范圍及深度信息； (2) 、將該層模型按平面空間范圍進(jìn)行剖分，剖分網(wǎng)格深度值可由輸入深度信息插值得 到； (3) 、以剖分網(wǎng)格為橫截面，沿垂向延伸至地表，形成層狀模型的剖分空間； (4) 、賦予該層模型剖分網(wǎng)格地球物理性質(zhì)參數(shù)； (5) 、按（1)-(4)步建立其他層模型，至所有層模型建立； (6) 、計算層間模型地球物理性質(zhì)參數(shù)。相鄰兩層底界確定的層間介質(zhì)地球物理參數(shù)為 該層間介質(zhì)底界及該層以下層狀模型的地球物理性質(zhì)參數(shù)值之和。
2. -種基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法，其用于構(gòu)建基于層狀介質(zhì)的地球 物理模型，其特征在于，該地球物理數(shù)據(jù)處理方法包括以下步驟： 第一步、原始數(shù)據(jù)獲取，根據(jù)地球物理探測（地震、鉆井等）獲得地下地層深度； 第二步、基于第一步中獲得的地層深度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)構(gòu)建基于層狀介質(zhì)的地球物理模型， 具體實現(xiàn)方法包括： 地下介質(zhì)模型自地表到地下分為N層，自地表以下第一層至最深層編號標(biāo)記為1至N ; 第i (i = 1，2，. ..，N)層層狀模型表示為第i層底界面至地表的地下空間，相應(yīng)層模型地球 物理參數(shù)標(biāo)記為Pi(i = 1，2，...，N) ;，N為正整數(shù)； 第i層模型建立過程為：根據(jù)第i層底界深度按其平面展布坐標(biāo)（X，y)剖分為若干任 意多邊形網(wǎng)格，并以剖分網(wǎng)格為橫截面建立至表面的垂直棱柱體，并賦予每個剖分網(wǎng)格相 應(yīng)的地球物理性質(zhì)值Pi ;第i層底界至第i-Ι層底界范圍內(nèi)介質(zhì)地球物理性質(zhì)可表征為公
第三步、以上步驟建立起具有特定地球物理性質(zhì)（如密度、磁化率、電阻率、速度等）的 層狀地質(zhì)模型，可用于地球物理異常正演計算。
3. 如權(quán)利要求1或2所述基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，每 一層模型是以該層底界面形態(tài)進(jìn)行網(wǎng)格剖分并沿垂向分割該層狀模型空間。
4. 如權(quán)利要求1或2所述基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，地 表層是各層狀模型的公共頂界面。
5. 如權(quán)利要求2或3所基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，每一 層模型按照底界面進(jìn)行剖分網(wǎng)格的形狀可為任意多邊形。
6. 如權(quán)利要求2或3所述基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，每 一層模型各層剖分網(wǎng)格可根據(jù)實際情況自適應(yīng)調(diào)整，各層網(wǎng)格剖分形式并不要求相同。
7. 如權(quán)利要求1或2所述基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，每 一層模型具有相應(yīng)的地球物理參數(shù)。
8. 如權(quán)利要求6或7所述基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，每 一層模型根據(jù)剖分網(wǎng)格可具有可變化的地球物理參數(shù)。
9. 如權(quán)利要求6或7所述基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，地 球物理參數(shù)表征為模型的密度或磁化率。
10.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求7或8所述基于層狀地質(zhì)模型的地球物理數(shù)據(jù)處理方法， 其特征在于，由相鄰層底界所確定的層間模型的該層間模型的地球物理性質(zhì)可由包括該層 間模型部分的所有層模型的地球物理性質(zhì)相加得到。
【專利摘要】本發(fā)明是一種用于地球物理計算建立地下介質(zhì)模型的方法。本方法基于地下介質(zhì)層狀模型假設(shè)，以各地層底界為底，以地表層為頂建立具有重合區(qū)域的多層組合模型，每層模型可各自通過垂直多邊形棱柱體任意剖分建立空間模型，通過多層模型物理性質(zhì)屬性模擬建立真實的層狀地層性質(zhì)。該方法可充分實現(xiàn)對地下層狀介質(zhì)的精細(xì)描述并提高地球物理效應(yīng)的計算效率。本方法可用于地球物理重磁勘探的正反演計算等應(yīng)用領(lǐng)域。
【IPC分類】G01N1-28
【公開號】CN104535391
【申請?zhí)枴緾N201410844376
【發(fā)明人】徐亞, 郝天珧, 黃松, 姬莉莉, 胡衛(wèi)建, 邢健
【申請人】中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月30日