[发明专利]地球物理的近地表三维速度场研究方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及地球勘探技术领域，特别涉及一种地球物理的近地表三维速度场研究方法和装置。

背景技术

在陆地与浅海的地球物理勘探问题中，从地表或海底到500米深的地下速度构造一般都比较复杂，对这些问题的研究被定义为“近地表问题”。所谓的近地表是指地表以下基岩以上的地质结构，是受大自然环境的变化所影响的松散沉积层。在地球的表面，往往覆盖一层未固结、质地疏松的沉积层，在地震勘探上将其称之为风化层(Weathered Layer)，也就是低速层(Low-veloeity Layer)，有时在低速层与稳定的高速基岩间还存在一层速度略高的降速层(Subweathered Layer)，这些存在于近地表的低降速带往往会引起地震波旅行时的增大，从而产生较大的时间延迟，并且低降速带的厚度和波速会沿着横向方向发生变化，使得旅行时延迟量发生显著的差异，最终导致非常复杂的静校正问题，这将对深层的反射波成像质量产生很大的影响。

随着地震勘探向较为复杂和困难的地区不断深入，复杂的近地表结构已成为制约地震资料采集质量的一个瓶颈问题，在近地表复杂地区建立精确的近地表速度模型已成为地下准确成像的迫切需要。利用近地表地质模型不仅可以在地震勘探中优化地震采集设计、提高地震资料处理与解释精度，最终提高钻井成功率，还可以应用于地质研究中的地质构造演化、沉积类型分析、岩性变化分析、精细岩相描述、储层裂缝分析、裂隙油藏描述等领域。

近地表的研究也已经有很多，有人提出了利用微测井资料沿地震构造解释层来建立复杂地区近地表初始模型，所得到的模型可以很好地符合地质沉积原理，还有人提出利用无人机遥感技术获取的影像来进行三维地形建模，还有人提出利用地质雷达和高密度电法相配合,进行近地表结构综合调查，并通过微测井数据进行标定,从而建立近地表结构的深度和速度模型，还有一些人以起伏区域表层结构的地震波传播特征为研究对象，用模型与实测的地震记录的波形拟合优化方法，进行表层速度建模，从而实现对表层构造的准确成像。

然而，上述这些研究都仅仅选取了符合研究区概况的地球物理数据建立近地表模型，而没有考虑到综合利用地质信息对速度模型进行约束，从而使得建立的近地表速度模型准确性不高。

发明内容

本发明实施例提供了一种地球物理的近地表三维速度场研究方法，以解决现有技术中因仅考虑符合研究区概况的地球物理数据建立近地表速度模型，而导致的近地表速度模型准确性不高的技术问题，该方法包括：

根据研究区的区域地质和研究内容，获取所述研究区的地质信息；

对获取的地质信息，按照数据来源进行分类得到基础资料数据库；

根据所述基础资料数据库中的资料，确定不同环境因素和地质因素对所述研究区近地表地层速度的影响；

根据所述基础资料数据库中的资料，结合确定的不同环境因素和地质因素对所述研究区近地表地层速度的影响，分析确定所述研究区的现场数据收集区域；

收集确定的现场数据收集区域的遥感数据，根据收集的所述遥感数据，建立三维地质要素概念模型；

根据所述基础资料数据库和所述三维地质要素概念模型，确定近地表调查初测位置和近地表初测方案；

按照确定的近地表调查初测位置和近地表初测方案，进行施工，获取现场施工数据；

根据获取的现场施工数据对所述三维地质要素概念模型进行调整，直至所述三维地质要素概念模型中的地质要素同波速相适应；

在地质要素同波速相适应的三维地质要素概念模型的基础上，建立地表地质同波速分层相协调的地质与速度场模型。

在一个实施例中，根据研究区的区域地质和研究内容，获取所述研究区的地质信息，包括：

从地质图、地貌及第四纪地质图、地层综合柱状图、地质剖面图、微测井数据数据、钻孔数据、探地雷达数据、遥感雷达图像、遥感照片、野外实地考察获得的记录、当地气温信息、当地降水信息、地下含水层分布信息、地下水位变化信息中的至少一种，获取所述研究区的地质信息；

其中，所述研究区的地质信息包括以下至少之一：地层、构造、风化、水文特征和气候条件。

在一个实施例中，对获取的地质信息，按照数据来源进行分类得到基础资料数据库，包括：

按照数据来源将获取的地质信息分为以下6个大类：基础地质图件、勘察数据、遥感影像数据、野外考察数据和水文气象数据；

以划分后的6个大类作为逻辑结构，建立所述基础资料数据库。

在一个实施例中，所述环境因素和地质因素包括以下至少之一：岩性、密度、孔隙度、水饱和度、压强、风化作用和低温。