深部干热岩体温度场高精度刻画方法和系统

摘要

本发明提供了一种深部干热岩体温度场高精度刻画方法和系统，包括：对目标区域的地震数据进行基于地震的重磁电联合反演操作，得到关于目标区域的深部干热岩体的多元地球物理属性数据；基于目标区域的先验数据信息，对多元地球物理属性数据进行温度响应敏感性分析，得到拟属性数据体；基于先验数据信息，建立地球物理场与干热岩体温度场之间互相转换的目标关联关系模型；基于拟属性数据体和目标关联关系模型，确定目标区域的深部干热岩体的温度场分布。本发明缓解了现有技术中存在的以点概面、精度不足、人为因素强的技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及深部高温地热资源勘探开发技术领域，尤其是涉及一种深部干热岩体温度场高精度刻画方法和系统。

背景技术

在深部干热岩地热资源勘查和评价研究中，准确预测和表征干热岩体温度场的空间分布是至关重要的环节。一般情况下，深部高温干热岩体温度随深度具有明显非线性变化，表现出奇异性特征，预测刻画十分困难。目前，一般使用温度测井法、电阻率参数转化法和磁化率参数转化法等。尽管这些方法在一定程度上、一定范围内、一定条件下能够预测和刻画干热岩体温度场的展布，但存在以点概面、精度不足、人为因素强等缺陷。究其原因主要体现在：①在干热岩勘探开发中，钻井数量非常有限，少量的温度测井资料难以控制整个探区或开发场地，进而严重制约了干热岩温度场的预测精度；②电法、磁法以及电磁法勘探因受体积效应影响，无法准确定深，反演效果完全取决于所建立的初始反演模型精度和合理性，在严重缺乏先验知识信息的干热岩探区或开发场地，所建立的初始反演模型完全依赖于专业人员的经验及其对测区的先验地质信息掌握，可是中国地热地质条件复杂多样、构造破碎，干热岩热储参数横向变化快、非均质强，井间内插与外推处理困难，所建立的初始反演模型存在一定的不确定性和人为性，进而难以获得符合实际的反演结果；③地面观测电法、磁法以及电磁法勘探，不仅空间采样间距大，一般在数百米或数千米以上，且受地形地貌、观测环境干扰以及趋附效应的影响严重，难以精细刻画和表征温度场空间分布的细节性特征，预测结果的结构性差，且存在一定缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种深部干热岩体温度场高精度刻画方法和系统，以缓解现有技术中存在的以点概面、精度不足、人为因素强的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种深部干热岩体温度场高精度刻画方法，包括：对目标区域的地震数据进行基于地震的重磁电联合反演操作，得到关于所述目标区域的深部干热岩体的多元地球物理属性数据；基于所述目标区域的先验数据信息，对所述多元地球物理属性数据进行温度响应敏感性分析，得到拟属性数据体；所述先验数据信息包括：所述目标区域的温度测井数据和所述目标区域的岩石物理实验数据；所述拟属性数据体为所述多元地球物理属性数据中包含温度响应敏感信息的数据的融合数据体；基于所述先验数据信息，建立地球物理场与干热岩体温度场之间互相转换的目标关联关系模型；基于所述拟属性数据体和所述目标关联关系模型，确定所述目标区域的深部干热岩体的温度场分布。

进一步地，对所述目标区域的地震数据进行基于地震的重磁电联合反演操作，包括：对所述目标区域的地震数据进行构造解释，得到构造解释结果；基于所述构造解释结果，建立联合反演的地层格架模型；对所述目标区域的地震数据进行属性反演，得到地震反演属性数据；基于所述地层格架模型和所述地震反演属性数据，建立初始反演模型；基于所述初始反演模型，对所述目标区域的地震数据进行基于地震的重磁电联合反演操作。

进一步地，基于所述地层格架模型和所述地震反演属性数据，建立初始反演模型，包括：对所述地层格架模型和所述地震反演属性数据进行一致性网格化处理，得到共网格单元；基于所述先验数据信息，建立利用所述地震反演属性数据求取其他地球物理方法的共网格单元的初值的关联关系模型；所述其他地球物理方法包括：重力，磁法，电法；基于所述关联关系模型和所述地震反演属性数据，确定所述其他地球物理方法的初值；将所述其他地球物理方法的初值填充到所述共网格单元中，得到初始反演模型。

进一步地，基于所述拟属性数据体和所述目标关联关系模型，确定所述目标区域的深部干热岩体的温度场分布，包括：将所述拟属性数据体代入到所述目标关联关系模型，得到所述目标区域的深部干热岩体的温度数据体；对所述温度数据体进行网格内插平滑处理，得到所述目标区域的深部干热岩体的温度场分布。

进一步地，对所述温度数据体进行网格内插平滑处理，包括：利用目标插值方法，对所述温度数据体进行网格内插平滑处理；所述目标插值方法包括以下任一种：距离倒数乘方法，克里金法，最小曲率法，多元回归。

进一步地，所述方法还包括：利用可视化显示方法，对所述目标区域的深部干热岩体的温度场分布进行刻画。

第二方面，本发明实施例还提供了一种深部干热岩体温度场高精度刻画系统，包括：联合反演模块，敏感性分析模块，建立模块和确定模块，其中，所述联合反演模块，用于对目标区域的地震数据进行基于地震的重磁电联合反演操作，得到关于所述目标区域的深部干热岩体的多元地球物理属性数据；所述敏感性分析模块，用于基于所述目标区域的先验数据信息，对所述多元地球物理属性数据进行温度响应敏感性分析，得到拟属性数据体；所述先验数据信息包括：所述目标区域的温度测井数据和所述目标区域的岩石物理实验数据；所述拟属性数据体为所述多元地球物理属性数据中包含温度响应敏感信息的数据的融合数据体；所述建立模块，用于基于所述先验数据信息，建立地球物理场与干热岩体温度场之间互相转换的目标关联关系模型；所述确定模块，用于基于所述拟属性数据体和所述目标关联关系模型，确定所述目标区域的深部干热岩体的温度场分布。

进一步地，所述系统还包括：显示模块，用于利用可视化显示方法，对所述目标区域的深部干热岩体的温度场分布进行刻画。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述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第一方面所述的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述第一方面所述方法。

本发明实施例提供了一种深部干热岩体温度场高精度刻画方法和系统，充分发挥了地震勘探的高密采样和准确定深技术的优势，依托基于地震的重磁电联合反演技术，获取高质量的多元地球物理属性数据，然后结合先验数据信息，在岩石物理实验、井控处理和地球物理属性分析的基础上，建立地球物理场与温度场之间的关联关系模型，实现利用多元地球物理信息综合预测和表征干热岩体温度场的空间分布，进而大大提高温度参数的预测精度，缓解了现有技术中存在的以点概面、精度不足、人为因素强的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种深部干热岩体温度场高精度刻画方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种对目标区域的地震数据进行基于地震的重磁电联合反演操作的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种建立初始反演模型的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种深部干热岩体温度场高精度刻画系统的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种联合反演模块的示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种深部干热岩体温度场高精度刻画系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

实施例一：

图1是根据本发明实施例提供的一种深部干热岩体温度场高精度刻画方法的流程图。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤S102，对目标区域的地震数据进行基于地震的重磁电联合反演操作，得到关于目标区域的深部干热岩体的多元地球物理属性数据。可选地，多元地球物理属性数据包括：地震、重力、磁法和电法。

步骤S104，基于目标区域的先验数据信息，对多元地球物理属性数据进行温度响应敏感性分析，得到拟属性数据体；先验数据信息包括：目标区域的温度测井数据和目标区域的岩石物理实验数据；拟属性数据体为多元地球物理属性数据中包含温度响应敏感信息的数据的融合数据体。

步骤S106，基于先验数据信息，建立地球物理场与干热岩体温度场之间互相转换的目标关联关系模型。

步骤S108，基于拟属性数据体和目标关联关系模型，确定目标区域的深部干热岩体的温度场分布。

本发明实施例提供了一种深部干热岩体温度场高精度刻画方法，充分发挥了地震勘探的高密采样和准确定深技术的优势，依托基于地震的重磁电联合反演技术，获取高质量的多元地球物理属性数据，然后结合先验数据信息，在岩石物理实验、井控处理和地球物理属性分析的基础上，建立地球物理场与温度场之间的关联关系模型，实现利用多元地球物理信息综合预测和表征干热岩体温度场的空间分布，进而大大提高温度参数的预测精度，缓解了现有技术中存在的以点概面、精度不足、人为因素强的技术问题。

可选地，图2为根据本发明实施例提供的一种对目标区域的地震数据进行基于地震的重磁电联合反演操作的流程图。如图2所示，具体包括如下步骤：

步骤S201，对目标区域的地震数据进行构造解释，得到构造解释结果。

步骤S202，基于构造解释结果，建立联合反演的地层格架模型。

步骤S203，对目标区域的地震数据进行属性反演，得到地震反演属性数据。

步骤S204，基于地层格架模型和地震反演属性数据，建立初始反演模型。

步骤S205，基于初始反演模型，对目标区域的地震数据进行基于地震的重磁电联合反演操作。

其中，步骤S204中，建立初始反演模型的流程如图3所示，具体包括如下步骤：

步骤S2041，对地层格架模型和地震反演属性数据进行一致性网格化处理，得到共网格单元；

步骤S2042，基于先验数据信息，建立利用地震反演属性数据求取其他地球物理方法的共网格单元的初值的关联关系模型；其他地球物理方法包括：重力，磁法，电法；

步骤S2043，基于关联关系模型和地震反演属性数据，确定其他地球物理方法的初值；

步骤S2044，将其他地球物理方法的初值填充到共网格单元中，得到初始反演模型。

在本发明实施例中，对于目标区域的深部干热岩体温度场刻画过程，首先是基于地震的重磁电联合反演。具体的，基于地震解释和反演软件平台，开展基于地震的重磁电联合反演相关数据准备和模型搭建，在地震构造解释的基础上，开展地震数据的属性反演，对得到的地震反演属性数据进行地震属性分析，建立利用地震反演属性数据估算共网格单元其它地球物理方法初值的关联关系模型或引用相关的经验公式并确定相应的未知系数；然后利用地震构造解释结果，建立联合反演所需的初始先验反演模型，进行网格剖分共网格单元处理，并利用地震属性数据估算重磁电联合反演共网格单元充填的初值，最后实施重磁电震联合反演，获得用于求取干热岩体温度参数的多元地球物理属性数据。

然后对多元地球物理属性数据进行融合处理。具体的，基于联合反演获得的多元地球物理属性数据，求取同地震反演属性数据相同采样间隔、道间距和起止深度的重磁电属性(密度、电阻率、磁化率等)数据，使得重磁电震属性数据能够在空间上直接对比、处理和解释。在多元地球物理属性数据标准化处理的基础上，结合温度测井、岩石物理实验等先验数据信息，开展地球物理属性数据温度响应敏感性分析，优选敏感地球物理属性数据，并选用预设的数据融合方法，开展多元地球物理属性数据融合处理(两种或多种属性数据之间的融合)，进而获取精细刻画深部干热岩体温度场空间分布所需且含敏感信息的拟属性数据体(或地球物理属性数据体)。其中，预设的数据融合方法可以是：代数法、统计回归法、聚类法、神经网络法等。

具体的，步骤S106中关于目标关联关系模型的建立，首先需要对目标区域的温度测井数据和目标区域的岩石物理实验数据进行处理。

具体的，对岩石物理实验数据的处理过程包括：对岩石物理参数进行精密测试与模型构建，然后进行地质与地球物理模型构建，进行大规模正演模拟，最后进行地球物理相应随温度场变化特征分析，得到揭示地球物理属性参数随温度场的变化规律。

对温度测井数据(即测井约束井地球物理资料)的处理过程包括：对测井数据进行标准化处理，进行测温数据与其他测井数据相关关系分析，然后对测井数据目标处理，以及测井数据与井旁地球物理数据对应关系分析，最后得到揭示测温数据与其他测井数据以及井旁地球物理属性数据之间的相关关系。

最后结合揭示地球物理属性参数随温度场的变化规律，和揭示测温数据与其他测井数据以及井旁地球物理属性数据之间的相关关系，建立地球物理场与干热岩体温度场之间互相转换的目标关联关系模型。

可选地，步骤S108还包括如下步骤：

步骤S1081，将拟属性数据体代入到目标关联关系模型，得到目标区域的深部干热岩体的温度数据体。

步骤S1082，对温度数据体进行网格内插平滑处理，得到目标区域的深部干热岩体的温度场分布。

优选地，利用目标插值方法，对温度数据体进行网格内插平滑处理；目标插值方法包括以下任一种：距离倒数乘方法，克里金法，最小曲率法，多元回归。

本发明实施例提供的深部干热岩体温度场高精度刻画方法，在干热岩体构造解释的基础上，圈定研究区干热岩体分布范围和边界，提取干热岩体所在范围内地球物理属性数据，利用步骤S106建立的目标关联关系模型，直接把拟属性数据体转化为干热岩地层温度数据，实现深部干热岩体温度场分布高精度预测。

可选地，本发明实施例提供的方法，还包括：利用可视化显示方法，对目标区域的深部干热岩体的温度场分布进行刻画。

具体的，在本发明实施例中，利用距离倒数乘、克里金、最小曲率、多元回归等插值方法，对步骤S108所获得深部干热岩地层温度数据体，进行网格内插平滑处理，并采用变密度显示、彩色显示、切片显示和任意切线显示等可视化显示方法，精细刻画深部干热岩体温度场分布、揭示其展布规律、分析其形成原因，并可以进行热源机制推断，为准确预测和估算干热岩地热资源量提供数据支撑，达到降低干热岩地热资源勘探开发风险的技术效果。

实施例二：

图4是根据本发明实施例提供的一种深部干热岩体温度场高精度刻画系统的示意图。如图4所示，该系统包括：联合反演模块10，敏感性分析模块20，建立模块30和确定模块40。

具体的，联合反演模块10，用于对目标区域的地震数据进行基于地震的重磁电联合反演操作，得到关于目标区域的深部干热岩体的多元地球物理属性数据。可选地，多元地球物理属性数据包括：地震、重力、磁法和电法。

敏感性分析模块20，用于基于目标区域的先验数据信息，对多元地球物理属性数据进行温度响应敏感性分析，得到拟属性数据体；先验数据信息包括：目标区域的温度测井数据和目标区域的岩石物理实验数据；拟属性数据体为多元地球物理属性数据中包含温度响应敏感信息的数据的融合数据体。

建立模块30，用于基于先验数据信息，建立地球物理场与干热岩体温度场之间互相转换的目标关联关系模型。

确定模块40，用于基于拟属性数据体和目标关联关系模型，确定目标区域的深部干热岩体的温度场分布。

本发明实施例提供了一种深部干热岩体温度场高精度刻画系统，充分发挥了地震勘探的高密采样和准确定深技术的优势，依托基于地震的重磁电联合反演技术，获取高质量的多元地球物理属性数据，然后结合先验数据信息，在岩石物理实验、井控处理和地球物理属性分析的基础上，建立地球物理场与温度场之间的关联关系模型，实现利用多元地球物理信息综合预测和表征干热岩体温度场的空间分布，进而大大提高温度参数的预测精度，缓解了现有技术中存在的以点概面、精度不足、人为因素强的技术问题。

可选地，图5是根据本发明实施例提供的一种联合反演模块的示意图，如图5所示，联合反演模块10，还包括：解释单元11，第一建立单元12，反演单元13，第二建立单元14和联合反演单元15。

具体的，解释单元11，用于对目标区域的地震数据进行构造解释，得到构造解释结果。

第一建立单元12，用于基于构造解释结果，建立联合反演的地层格架模型。

反演单元13，用于对目标区域的地震数据进行属性反演，得到地震反演属性数据。

第二建立单元14，用于基于地层格架模型和地震反演属性数据，建立初始反演模型。

联合反演单元15，用于基于初始反演模型，对目标区域的地震数据进行基于地震的重磁电联合反演操作。

可选地，第二建立单元14，还用于：对地层格架模型和地震反演属性数据进行一致性网格化处理，得到共网格单元；基于先验数据信息，建立利用地震反演属性数据求取其他地球物理方法的共网格单元的初值的关联关系模型；其他地球物理方法包括：重力，磁法，电法；基于关联关系模型和地震反演属性数据，确定其他地球物理方法的初值；将其他地球物理方法的初值填充到共网格单元中，得到初始反演模型。

可选地，确定模块40还用于：将拟属性数据体代入到目标关联关系模型，得到目标区域的深部干热岩体的温度数据体；对温度数据体进行网格内插平滑处理，得到目标区域的深部干热岩体的温度场分布。

优选地，利用目标插值方法，对温度数据体进行网格内插平滑处理；目标插值方法包括以下任一种：距离倒数乘方法，克里金法，最小曲率法，多元回归。

可选地，图6为根据本发明实施例提供的另一种深部干热岩体温度场高精度刻画系统的示意图。如图6所示，该系统还包括：显示模块50，用于利用可视化显示方法，对目标区域的深部干热岩体的温度场分布进行刻画。

本发明实施例还提供了一种电子设备，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，处理器执行计算机程序时实现上述实施例一中的方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述实施例一中的方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。