[發(fā)明專利]一種基于部分光滑約束的重力梯度數(shù)據(jù)三維反演方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010766212.6
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN112147709B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙釗;羅永超;曾清波;紀(jì)沫;孫瑞;楊海長;李桐林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油集團(tuán)有限公司;中海油研究總院有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01V7/00
• 分類號: G01V7/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 王灝增

1.一種基于部分光滑約束的重力梯度數(shù)據(jù)三維反演方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)分別計算引力位在三維空間x，y，z三個方向上的二階偏導(dǎo)數(shù)，得到重力梯度正演公式，再利用上述公式，計算給定模型正演重力梯度值作為反演的觀測數(shù)據(jù)；

2)依據(jù)先驗(yàn)信息對粗糙度約束矩陣進(jìn)行人為賦值，得到粗糙度矩陣；

3)采用積分靈敏度的加權(quán)方式形成積分靈敏度矩陣；

4)基于步驟1)中觀測數(shù)據(jù)，步驟2)中的粗糙度矩陣，步驟3)中的積分靈敏度矩陣，選取正則化參數(shù)，得到目標(biāo)方程，

5)采用共軛梯度法解目標(biāo)方程，得到反演結(jié)果；

所述步驟2)中的先驗(yàn)信息為通過地質(zhì)或地球物理方法提供異常體的深度信息或者異常體傾向；

所述步驟2)中的粗糙度矩陣為：

式中M為光滑約束的條件數(shù)，N為地下模型單元的個數(shù)，上述矩陣的第一行前兩個元素分別為-1和1，該行其余元素全部為零，則表示第一個模型單元和第二個模型單元之間進(jìn)行了光滑約束，每多一條約束，則矩陣增加一行，最終形成粗糙度矩陣；

所述步驟4)中的目標(biāo)方程為：φ(m)＝(d-Gm)^T(d-Gm)+αm^TW_m^TW_mm；式中，α為正則化參數(shù)，W_m＝RS，S為積分靈敏度對角矩陣，R為粗糙度矩陣，d為觀測數(shù)據(jù)，m為模型，G為萬有引力常量；

所述步驟5)中，目標(biāo)方程為以下增廣矩陣的形式：

采用共軛梯度法解上述目標(biāo)方程，得到矩陣[ρ]的解，ρ為剩余密度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于部分光滑約束的重力梯度數(shù)據(jù)三維反演方法，其特征在于，所述步驟1)具體為：以(ξ,η,ζ)為長方體內(nèi)體積微元的坐標(biāo)，長方體單元坐標(biāo)值最小和最大的兩個點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(ξ₁,η₁,ζ₁)，(ξ₂,η₂,ζ₂)，以點(diǎn)(x,y,z)為觀測點(diǎn)，則一個剩余密度為ρ長方體的重力梯度正演公式如下：

其中，G為萬有引力常量，r_ijk＝[(x-ξ_i)²+(y-η_j)²+(z-ζ_k)²]^1/2,s＝(-1)^i+j+k。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于部分光滑約束的重力梯度數(shù)據(jù)三維反演方法，其特征在于，所述步驟1)還包括：建立一個三維地質(zhì)理論模型，將地下空間剖分為J行K列L層整齊排列的長方體單元，對于不同的正演模型，各長方體單元除密度值外完全相同，以靠近地面那一層每個單元的頂部中心位置為觀測點(diǎn)，根據(jù)正演公式計算觀測點(diǎn)重力梯度值。