[发明专利]一种小尺度不连续地质体检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及地震勘探领域，具体而言，涉及一种小尺度不连续地质体检测方法和装置。

背景技术

断层、断裂等不连续地质体会破坏煤层的连续性，甚至诱发水、瓦斯等事故，故在煤炭开采中，准确定位断层、断裂等不连续地质体具有重要的意义。

在目前的工业界中，用于检测断层的方法有多种，其中，以地震相干体技术为典型代表，并已发展到第三代，与此同时，也出现了基于信号处理的不连续地质体检测方法，如匹配追踪算法和谱分解算法。上述两种类型的典型代表，主要适用于检测大断层、断裂等大尺度的不连续地质体，而实际上，大断层对小断层和微断裂有屏蔽作用，从而使得上述方法在小尺度的不连续地质体检测上存在局限性，并且小断层、断裂等小尺度不连续地质体的地震响应很弱，特别是与噪声混叠时有效识别难度更大，更加大了通过上述方法检测小尺度的不连续地质体的困难度。

发明人在研究中发现，现有技术中针对小断层、断裂等小尺度的不连续地质体的检测存在局限性，且识别难度较大，针对该问题，目前尚未提出有效的解决方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小尺度不连续地质体检测方法和装置，能够高精度检测小断层和微断裂等小尺度不连续地质信息。

第一方面，本发明实施例提供了一种小尺度不连续地质体检测方法，方法包括：

获取携带有目标区域的地层界面信息的地震成像数据；其中，地震成像数据为经过观测系统和数据处理的地震波；地层界面信息至少包括地下岩层的性质和结构；

根据平面波破坏滤波器方法对地震成像数据进行预测处理，得到表示强反射平滑同相轴的地震反射数据；其中，地震反射数据用于反映宏观尺度的地质信息；

根据地震成像数据和地震反射数据，计算剩余地震成像数据；

利用稀疏表示理论建立剩余地震成像数据的稀疏表示模型；

对稀疏表示模型进行求解处理，反演得到目标区域的包含不连续地质体信息的地震成像数据体。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

计算包含不连续地质体信息的地震成像数据体的相干体；其中，相干体是一种衡量地震道相似性的数据体，用于表征不连续信息；

对地震成像数据体的相干体进行切片处理，得到同一平面的数据值；

将得到的同一平面的数据值进行显示，用以显示不连续地质体平面的展布情况。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据平面波破坏滤波器方法对地震成像数据进行预测处理，得到表示强反射平滑同相轴的地震反射数据包括：

根据局部平面波微分方程，计算地震成像数据的预测滤波器系数；其中，平面波微分方程用于表示地震波相位延迟和地震波倾角之间的关系，预测滤波器系数用于表示不同倾角的地震波的相位延迟量；

根据平面波破坏滤波器，计算地震成像数据的最佳局部倾角；其中，根据最佳局部倾角计算的地震反射数据与获取的地震成像数据之间的差值最小；

根据预测滤波器系数和局部倾角对地震成像数据进行预测处理，得到反映地下岩层宏观尺度信息的地震反射数据。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，利用稀疏表示理论建立剩余地震成像数据对应的稀疏表示模型包括：

利用稀疏表示理论建立剩余地震成像数据对应的稀疏表示模型受约束于其中，Min表示求最小，D,X表示任意的，Y为剩余地震成像数据，D为字典矩阵，X为稀疏表示矩阵，表示弗罗贝尼乌斯范数，表示零范数，为二范数，δ为预给定门槛值，x_i、d_j分别表示矩阵X、D的i列和j列。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，对稀疏表示模型进行求解处理，反演得到目标区域的包含不连续地质体信息的地震成像数据体包括：

根据K-SVD算法对稀疏表示模型进行预设次数的迭代计算，输出最后一次迭代计算得到的字典矩阵D和稀疏矩阵X；

根据输出的字典矩阵D和稀疏矩阵X，计算包含不连续地质体信息的地震成像数据Y＝DX。

第二方面，本发明实施例还提供了一种小尺度不连续地质体检测装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取携带有目标区域的地层界面信息的地震成像数据；其中，地震成像数据为经过观测系统和数据处理的地震波；地层界面信息至少包括地下岩层的性质和结构；