一種重力識別小斷裂的方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種重力識別小斷裂的方法，對重力異常進行水平梯度計算，逐點將各網(wǎng)格點的水平梯度值分別與其東西向、南北向、北西向和北東向四組方向上兩側(cè)相鄰點的水平梯度值進行數(shù)值比較，當網(wǎng)格點水平梯度值在一個或多個方向上同時大于兩側(cè)相鄰點的水平梯度值時，確定該網(wǎng)格點為水平梯度極大值點，然后記下坐標和梯度值，將所有水平梯度極大值的網(wǎng)格點展繪到平面圖上，即可識別出小斷裂。本發(fā)明不僅可以實現(xiàn)重力資料提取規(guī)模較大斷裂的信息，而且可以實現(xiàn)提取規(guī)模較小斷裂的信息，尤其當存在規(guī)模不同的斷裂時，大小斷裂均可以同時識別出來。
【專利說明】一種重力識別小斷裂的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于重力勘探資料處理技術(shù)，是一種重力識別小斷裂的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]斷裂是重力勘探的基本主要內(nèi)容之一。隨著勘探工作的不斷深入，要求識別出越來越小的斷裂。
[0003]斷裂在重力上表現(xiàn)為具有一定延伸長度的重力異常變化帶。重力研究斷裂的常規(guī)方法是，對布格重力異常或剩余重力異常進行水平導數(shù)計算，獲得重力水平梯度值，在平面等值線圖上識別和勾畫梯度極大值位置，得到斷裂的分布。由于平面等值線圖上沒有直接反映出極大值的位置，只能根據(jù)等值線圈閉的中部位置進行解釋，因此，斷裂位置的解釋存在一定的人為性，尤其是存在大小不等的斷裂時，小的斷裂無法在等值線上反映出來，造成無法解釋小斷裂。
[0004]此前，為了提高斷裂解釋的精度和提高對小斷裂的識別能力，前人都是采取對重力異?；蛑亓λ教荻冗M行斷裂信息增強的方法，但這種方法仍然是在平面等值線進行解釋，沒有從根本上提高重力資料對弱小斷裂的識別能力，仍然存在斷裂位置解釋不夠準確，弱小斷裂不能有效反映的問題。
[0005]還有一類方法是利用影像法制作重力異?；蛩教荻扔跋駡D，利用線性陰影位置解釋斷裂，它也存在斷裂位置不準確，對小型斷裂無法識別的問題。
[0006]發(fā)明目的
[0007]本發(fā)明目的是提供一種可識別大小斷裂，特別是小斷裂的重力識別小斷裂的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明通過以下步驟實現(xiàn):
[0009]I)通過重力采集獲得各測點的絕對重力值和坐標高程，計算布格重力異常；
[0010]步驟I)所述的計算包括:根據(jù)測點平面坐標計算正常重力值g(1 ;根據(jù)測點高程和中間層密度計算布格改正值A(chǔ)gb;根據(jù)地形數(shù)據(jù)計算地形改正值A(chǔ)grc;測點布格重力異常采用公式Ag=g-gQ+Agb+AgTC；計算，式中g(shù)為測點絕對重力值。
[0011]2)對重力異常進行水平梯度計算；
[0012]步驟2)所述的重力異?？梢允遣几裰亓Ξ惓＃部梢允鞘Ｓ嘀亓Ξ惓?，或經(jīng)過斷裂信息增強后的重力異常。
[0013]步驟2)所述的水平梯度可以是方向?qū)?shù)，也可以是水平總梯度，或重力總梯度。
[0014]3)對水平梯度網(wǎng)格化數(shù)據(jù)進行數(shù)值比較，逐點將各網(wǎng)格點的水平梯度值分別與其東西向、南北向、北西向和北東向四組方向上兩側(cè)相鄰點的水平梯度值進行數(shù)值比較，當網(wǎng)格點水平梯度值在一個或多個方向上同時大于兩側(cè)相鄰點的水平梯度值時，將該網(wǎng)格點確定為水平梯度極大值點，然后記下坐標和梯度值；
[0015]步驟3)所述的水平梯度網(wǎng)格化數(shù)據(jù)可以是經(jīng)過斷裂信息增強的水平梯度數(shù)據(jù)。
[0016]步驟3 )所述的數(shù)值比較，對于方向?qū)?shù)數(shù)據(jù)，導數(shù)值要先取絕對值再比較。
[0017]4)將提取的所有水平梯度極大值的點展繪到平面圖上，即可識別出小斷裂。
[0018]步驟4)所述的點位展繪，可以根據(jù)水平梯度值標識為不同大小的符號，或者標注為不同顏色的符號，以直觀地反映梯度值。
[0019]步驟4)所述的點位展繪，可以疊加到布格重力異常圖或剩余重力異常圖上，以對比斷裂與重力異常的關(guān)系。
[0020]本發(fā)明不僅可以實現(xiàn)重力資料提取規(guī)模較大斷裂的信息，而且可以實現(xiàn)提取規(guī)模較小斷裂的信息，尤其當存在規(guī)模不同的斷裂時，大小斷裂均可以同時識別出來。本發(fā)明使高精度重力勘探，尤其是復雜斷塊區(qū)的高精度重力勘探，可以精細解剖斷裂構(gòu)造，推動斷裂研究進入精細化研究階段，拓展重力勘探的應用效果和應用領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1重力水平總梯度與重力水平總梯度極大值點分布對比，a.剩余重力異常圖，b.重力水平總梯度等值線圖，c.重力水平總梯度極大值點與剩余重力異常疊合圖；
[0022]圖2重力水平總梯度與重力水平總梯度極大值點分布對比，a.剩余重力異常圖，b.重力水平總梯度圖，c.重力水平總梯度極大值點與重力水平總梯度等值線疊合圖。
[0023]本發(fā)明利用已知盆地重力資料，進行斷裂信息提取和識別，并與常規(guī)水平梯度處理結(jié)果進行了對比。
[0024]圖1a是研究區(qū)某一局部地區(qū)的剩余重力異常圖，可以看出該區(qū)由兩高夾一低組成，構(gòu)造整體走向為北西向，中間低帶又被一個走向大致相同的重力高所分隔。圖1b是采用常規(guī)的水平總梯度處理方法獲得的重力水平總梯度圖，按照常規(guī)的解釋方法，只能揭示出5條北西向斷裂。圖1c是采用本發(fā)明的方法獲得重力水平總梯度極大值點與剩余重力異常的疊合圖，首先可以看出，第一，圖1b中重力水平總梯度條帶在圖1c上都有良好的反映，而且在圖1c上極大值點條帶更窄，趨勢和方向性更明顯，就是說斷裂位置可以反映得更準確；第二，對圖1b中一些走向和相互關(guān)系不明確的梯度值條帶，圖1c中重力水平極大值點條帶有更明確的反映，并刻畫了相互連接關(guān)系，而且其方向符合整體走向特征；第三，圖1b中部地區(qū)沒有明顯的斷裂信息，而在圖3c上反映出更多的重力水平總梯度極大值點條帶，而且這些條帶明顯與剩余重力異常變化位置吻合。該區(qū)情況說明，本發(fā)明對小斷裂的分辨能力遠高于常規(guī)的方法。
[0025]圖2a是研究區(qū)另一局部地區(qū)的剩余重力異常圖，該區(qū)南側(cè)和西北側(cè)為重力高，中部為夾持于兩高之間的一個幅值向北東降低的重力低帶。圖2b是采用常規(guī)方法求取的重力水平總梯度圖，主要有兩條對應剩余重力異常變化帶的極大值帶，沒有其它斷裂信息。圖2c是采取本發(fā)明的方法獲得的梯度極大值點與重力水平總梯度疊合圖，圖中可以看出，第一，重力水平總梯度的兩條極大值帶在圖2c上都有明顯的反映，而且范圍更窄，進行解釋結(jié)果會更準確；第二，該圖揭示存在幾條與兩條主要梯級帶斜交的極大值點條帶，這些信息在水平總梯度圖上沒有顯示，尤其是圖2c的南部近東西向主梯級帶被兩條北東向極大值點條帶左旋錯開的特征反映明顯，在東側(cè)邊界又被一北西向極大值點條帶右旋錯開，反映了主斷裂被后期小斷裂錯開的特征，這在水平總梯度圖(圖2b)上沒有反映也是無法解釋的。
[0026]通過上述實例看出，對于較大型斷裂，重力水平總梯度圖可以反映斷裂的信息，采用本發(fā)明取得的斷裂信息也有很好的反映，并與重力水平總梯度圖一致；對于較小的斷裂，重力水平總梯度圖沒有反映或沒有明確的反映，采用本發(fā)明取得的斷裂信息有很好的反映，效果遠好于重力水平總梯度圖，可以解釋出更多的小規(guī)模斷裂，使重力資料研究斷裂和構(gòu)造能夠達到更為精細的程度?？梢?，本發(fā)明對斷裂位置的識別更準確，解釋人為性更小，對弱小斷裂、尤其是在大型斷裂背景下的弱小斷裂都能有效識別，能夠提高重力資料研究小型斷裂的能力。

【具體實施方式】
[0027]本發(fā)明采用如下方式具體實施:
[0028]依據(jù)本發(fā)明，執(zhí)行步驟1)，按照重力采集技術(shù)設(shè)計和重力勘探技術(shù)規(guī)程，實施重力野外采集工作:在各測點上進行重力觀測，獲得各測點上的重力儀器讀數(shù)；在各測點上進行GPS定位，獲得各測點的坐標和高程；進行現(xiàn)場資料處理，獲得各測點的絕對重力值，結(jié)合坐標高程，進行布格重力異常計算，得到各測點的布格重力異常值。其中布格重力異常計算包括:根據(jù)測點平面坐標計算正常重力值go ;根據(jù)測點高程和中間層密度計算布格改正值A(chǔ)gb;根據(jù)地形數(shù)據(jù)計算地形改正值A(chǔ)grc;測點布格重力異常值采用公式八8=8-&+八&+八如計算，式中8為測點絕對重力值。各項具體計算公式采用技術(shù)規(guī)程規(guī)定的公式，中間層密度采用采集技術(shù)設(shè)計中指定的密度2.3g/cm3。
[0029]對布格重力異常數(shù)據(jù)進行網(wǎng)格化，網(wǎng)格距采用設(shè)計點線距，為500米，由此獲得布格重力異常網(wǎng)格數(shù)據(jù)；對網(wǎng)格數(shù)據(jù)進行濾波平滑，壓制觀測誤差和表層不均勻體的影響；由于本區(qū)的布格重力異常中存在趨勢背景場，通過異常分離獲得剩余重力異常，圖1a和圖2a是區(qū)內(nèi)兩個局部地區(qū)的剩余重力異常圖。
[0030]執(zhí)行步驟2)，對獲得的剩余重力異常進行重力水平總梯度計算，獲得了各網(wǎng)格點的重力水平總梯度值，進行平面制圖，獲得重力水平總梯度等值線圖，見圖lb、圖2b。
[0031]圖中，重力水平總梯度的極大值連線位置反映了斷裂的平面位置。由于不同規(guī)模的斷裂共同存在，小型斷裂的梯度極大值基本淹沒在大型斷裂的梯度值之中，造成重力水平總梯度圖能夠反映較大規(guī)模的斷裂，而相對較小斷裂的信息無法識取和解釋。
[0032]執(zhí)行步驟3)，對重力水平總梯度網(wǎng)格數(shù)據(jù)進行數(shù)值比較，即逐點將各網(wǎng)格點的水平總梯度值分別與其東西向、南北向、北西向和北東向四組方向上兩側(cè)相鄰點的水平總梯度值進行數(shù)值比較，當某個網(wǎng)格點的水平總梯度值在一個或多個方向上同時大于兩側(cè)相鄰點的水平總梯度值時，將該網(wǎng)格點確定為水平總梯度的極大值點，然后記下其坐標和梯度值。
[0033]執(zhí)行步驟4)，將提取的所有水平總梯度極大值的點位展繪到平面圖上，根據(jù)水平總梯度值的大小標識為不同大小的符號，梯度值越大符號尺寸越大，相反，梯度值越小符號尺寸越小。這樣極大值點位反映了斷裂的位置，極大值的量值大小反映了斷裂的大小。這樣使得除較大規(guī)模的斷裂得到反映外，較小規(guī)模的斷裂也得到明顯反映，見圖lc、圖2c。連接圖中極大值點位，就可解釋得到斷裂展布。
[0034]為了和解釋斷裂的常規(guī)重力方法進行對比，圖1c是把總梯度極大值位置疊加到剩余重力異常圖上，可以直觀地看出，重力極大值點明確地對應了重力異常的陡變位置，對應了斷裂的位置。對比圖1c和圖1b可以看出，采用本發(fā)明的方法比常規(guī)的重力水平總梯度等值線的方法反映了更多的斷裂信息，較小的斷裂可以得到識別和解釋。圖2c中把水平總梯度極大值點位疊加到重力水平總梯度等值線圖上，可以看出，采用本發(fā)明的方法比常規(guī)的重力水平總梯度等值線方法對斷裂具有更強的分辨能力，較大規(guī)模的斷裂得到了很好的反映，較小規(guī)模的斷裂也得到反映，而且大型斷裂被后期較小斷裂錯斷的相互關(guān)系和地質(zhì)特征都有良好的反映。這是前人重力識別斷裂的方法無法做到的。
【權(quán)利要求】
1.一種重力識別小斷裂的方法，特點是通過以下步驟實現(xiàn): 1)通過重力采集獲得各測點的絕對重力值和坐標高程，計算布格重力異常； 2)對重力異常進行水平梯度計算； 3)對水平梯度網(wǎng)格化數(shù)據(jù)進行數(shù)值比較，逐點將各網(wǎng)格點的水平梯度值分別與其東西向、南北向、北西向和北東向四組方向上兩側(cè)相鄰點的水平梯度值進行數(shù)值比較，當網(wǎng)格點水平梯度值在一個或多個方向上同時大于兩側(cè)相鄰點的水平梯度值時，將該網(wǎng)格點確定為水平梯度極大值點，然后記下坐標和梯度值； 4)將提取的所有水平梯度極大值的網(wǎng)格點展繪到平面圖上，即可顯示出小斷裂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特點是步驟I)所述的計算包括:根據(jù)測點平面坐標計算正常重力值go ;根據(jù)測點高程和中間層密度計算布格改正值;根據(jù)地形數(shù)據(jù)計算地形改正值Λ gTC;測點布格重力異常采用公式八8=8-&+八813+八81計算，式中8為測點絕對重力值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特點是步驟2)所述的重力異常是布格重力異?；蚴鞘Ｓ嘀亓Ξ惓；蚴墙?jīng)過斷裂信息增強后的重力異常。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特點是步驟2)所述的水平梯度是方向?qū)?shù)或是水平總梯度或是重力總梯度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特點是步驟3)所述的水平梯度網(wǎng)格化數(shù)據(jù)或是經(jīng)過斷裂信息增強的水平梯度數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特點是步驟3)所述的數(shù)值比較，對于方向?qū)?shù)數(shù)據(jù)，導數(shù)值要先取絕對值再比較。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特點是步驟4)所述的點位展繪，可以根據(jù)水平梯度值標識為不同大小的符號，或者標注為不同顏色的符號，以直觀地反映梯度值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，特點是步驟4)所述的點位展繪，可以疊加到布格重力異常圖或剩余重力異常圖上，以對比斷裂與重力異常的關(guān)系。
【文檔編號】G01V7/06GK104280784SQ201310293620
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】楊戰(zhàn)軍 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司