含油气盆地深部地质结构反演方法与地质结构解释方法与流程

1.本发明涉及石油勘探技术领域，特别涉及一种含油气盆地深部地质结构反演方法与地质结构解释方法。


背景技术：

2.传统的单一非地震反演，反演结果通常多解，对深层地质体刻画能力不足，无法有效解决深层地层的物性特征与其残留厚度分布等问题。
3.重磁电联合反演是当前地球物理反演研究中的热点和趋势，与单一地球物理反演不同，联合反演需要建立不同物理模型参数之间的关联即不同物性参数之间联合或耦合的方式，这是联合反演实现的关键，比较有代表性的耦合方式可以分为两类：一是基于岩石物性之间经验关系为主的方式，二是约束不同物性参数构造或几何特征变化存在一致性或相似性的方式。联合反演研究方面目前存在的主要问题是，以岩石物性经验关系为代表的联合反演方式对于先验信息的依赖性比较强，而实际问题的物性关系可能存在统计差异或代表性不足且变化复杂，难以在复杂问题研究中普遍适用；以构造约束为代表的联合方式方面，前人提出的曲率阈值的方式、gramian行列式的约束方式，都难以构建直观或显式的方式，具体实施起来难以操作；目前非地震方法联合反演过程中对地震和钻井等约束信息的利用不足，现有方法在过程中难以融入约束信息，很大程度上制约了综合各种地球物理方法和可靠约束信息解决复杂地质问题、增强解的唯一性能力的发挥。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够用于进行深部地层残余厚度展布以及断裂发育情况解释的含油气盆地深部地质结构反演方法。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种含油气盆地深部地质结构反演方法，其中，该方法包括：
6.获取目标区域岩石物性资料、重磁电震地球物理数据和常规地震地球物理数据；其中，目标区域岩石物性资料包括目标区域各层系的电阻率、密度和磁化率；
7.基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度；
8.基于获取的重磁电震地球物理数据以及区域岩石物性资料建立三维重磁电模型；其中，所述三维重磁电模型包括电阻率模型、密度模型和磁化强度模型；
9.利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果；其中，所述预设的第一目标泛函包括地震速度参数；所述地质结构反演结果包括不同深度的大地电磁反演结果、重力反演结果以及磁异常反演结果即不同深度的电阻率、磁化强度和密度三维结构。
10.本发明提供了一种含油气盆地深部地质结构反演方法，其中，该方法包括：
11.获取目标区域岩石物性资料、重磁电震地球物理数据和常规地震地球物理数据；
其中，目标区域岩石物性资料包括目标区域各层系的电阻率、密度和磁化率；
12.基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度；
13.基于目标区域某一位置的地质结构剖面图，利用获取的区域岩石物性资料建立二维重磁电理论模型；
14.利用第一反演方法对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演：利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演得到第一反演结果；其中，所述预设的第一目标泛函包括地震速度参数；
15.利用第二反演方法对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演：不用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第二目标泛函对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电三维联合反演得到第二反演结果；其中，所述预设的第二目标泛函不包括地震速度参数；
16.比较第一反演结果与第二反演结果，选择出更能反应深层地质构造的反演结果，并以该反演结果使用的反演方法作为标准反演方法；
17.基于获取的重磁电震地球物理数据以及区域岩石物性资料建立三维重磁电模型；其中，所述三维重磁电模型包括电阻率模型、密度模型和磁化强度模型；
18.利用标准反演方法对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果；所述地质结构反演结果包括不同深度的大地电磁反演结果、重力反演结果以及磁异常反演结果即不同深度的电阻率、磁化强度和密度三维结构。
19.当使用第一模拟方法作为标准反演方法时，所述利用标准反演方法对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果包括：
20.利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果。
21.当使用第二模拟方法作为标准反演方法时，所述利用标准反演方法对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果包括：
22.不利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第二目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果。
23.在上述方法中，基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度可以采用常规方法进行；例如：基于常规地震地球物理数据，建立二维或三维地震工区；利用landmark软件井震标定，搭建区域地质格架；最后利用双狐软件里的成图模块对解释层位进行构造成图，得到目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度。
24.在上述方法中，优选地，基于目标区域某一位置的地质结构剖面图，利用获取的区域岩石物性资料建立二维重磁电理论模型包括建立电阻率理论模型、密度理论模型、磁化强度理论模型。这里的重磁电理论模型也可以理解为概念模型，此处建立理论模型的目的是为了对适用的反演方法进行筛选。
25.在上述方法中，优选地，所述预设的第一目标泛函为基于重磁电模型与地震模型相互耦合得到的目标泛函。更优选地，所述预设的第一目标泛函为：
26.27.其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；ms为地震速度；为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2,3、n＝2,3,s；λi(i＝1,2,
…
6)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子。各权重因子包括ri(i＝1,2,3)、αi(i＝1,2,3)、λi(i＝1,2,
…
6)根据常规方法进行确定即可(按照常规反演过程中确定目标泛函表达式中权重因子的方式进行即可)，例如采用自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡。
28.更优选地，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
29.更优选地，其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；优选地，β2＝0.01；
30.更优选地，t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，
31.在上述方法中，优选地，所述预设的第二目标泛函与第一目标泛函的区别仅在于不包括地震速度参数。更优选地，所述预设的第二目标泛函为：
[0032][0033]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2、n＝2,3；λi(i＝1,2,3)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子。各权重因子包括ri(i＝1,2,3)、αi(i＝1,2,3)、λi(i＝1,2,3)根据常规方法进行确定即可(按照常规反演过程中确定目标泛函表达式中权重因子的方式进行即可)，例如采用自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡。
[0034]
更优选地，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0035]
更优选地，其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；优选地，β2＝0.01；
[0036]
更优选地，t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，
[0037]
本发明还提供了一种地质结构解释方法，其中该方法包括使用上述含油气盆地深部地质结构反演方法进行目标区域地质结构反演，基于目标区域地质结构反演结果确定目标区域地层厚度平面分布和/或断裂发育位置。
[0038]
在上述地质结构解释方法中，优选地，基于目标区域地质结构反演结果确定目标区域地层厚度平面分布采用常规方法进行即可；例如，基于反演过程中获取的目标区域岩石物性资料，从目标区域地质结构反演结果中提取出目标地层对应的重磁电顶面埋深，得到目标区域地层厚度平面分布。
[0039]
在上述地质结构解释方法中，优选地，基于目标区域地质结构反演结果确定断裂发育位置包括：基于目标区域地质结构反演结果中的密度反演结果(密度三维结构)，采用密度梯度极值法得到断裂发育位置。在一具体实施方式中，基于目标区域地质结构反演结果中的密度反演结果，对不同深度的密度反演结果水平切片进行密度梯度变化极值特征刻画，以表征不同深度断裂特征，根据不同深度的密度反演结果水平切片上的密度梯度变化极值特征刻画结果形成断裂发育展布图。
[0040]
本发明还提供了一种含油气盆地深部地质结构反演系统，其中，该系统包括：
[0041]
数据获取模块：用于获取目标区域岩石物性资料、重磁电震地球物理数据和常规地震地球物理数据；其中，目标区域岩石物性资料包括目标区域各层系的电阻率、密度和磁化率；
[0042]
数据处理模块：用于基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度；
[0043]
模型建立模块：用于基于获取的重磁电震地球物理数据以及区域岩石物性资料建立三维重磁电模型；其中，所述三维重磁电模型包括电阻率模型、密度模型和磁化强度模型；
[0044]
反演计算模块：利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果；其中，所述预设的第一目标泛函包括地震速度参数；所述地质结构反演结果包括不同深度的大地电磁反演结果、重力反演结果以及磁异常反演结果(即不同深度的电阻率、磁化强度和密度三维结构)。
[0045]
本发明提供了一种含油气盆地深部地质结构反演系统，其中，该系统包括：
[0046]
数据获取模块：用于获取目标区域岩石物性资料、重磁电震地球物理数据和常规地震地球物理数据；其中，目标区域岩石物性资料包括目标区域各层系的电阻率、密度和磁化率；
[0047]
数据处理模块：用于基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度；
[0048]
理论模型建立模块：用于基于目标区域某一位置的地质结构剖面图，利用获取的区域岩石物性资料建立二维重磁电理论模型；
[0049]
反演试算模块：用于利用第一反演方法对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电
反演：利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演得到第一反演结果；其中，所述预设的第一目标泛函包括地震速度参数；
[0050]
用于利用第二反演方法对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演：不用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第二目标泛函对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电三维联合反演得到第二反演结果；其中，所述预设的第二目标泛函不包括地震速度参数；
[0051]
反演方法确定模块：用于比较第一反演结果与第二反演结果，选择出更能反应深层地质构造的反演结果，并以该反演结果使用的反演方法作为标准反演方法；
[0052]
模型建立模块：用于基于获取的重磁电震地球物理数据以及区域岩石物性资料建立三维重磁电模型；其中，所述三维重磁电模型包括电阻率模型、密度模型和磁化强度模型；
[0053]
反演计算模块：用于利用标准反演方法对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果；所述地质结构反演结果包括不同深度的大地电磁反演结果、重力反演结果以及磁异常反演结果(即不同深度的电阻率、磁化强度和密度三维结构)。
[0054]
当使用第一模拟方法作为标准反演方法时，反演计算模块用于利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果。
[0055]
当使用第二模拟方法作为标准反演方法时，反演计算模块用于不利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第二目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果。
[0056]
在上述系统中，优选地，所述预设的第一目标泛函为基于重磁电模型与地震模型相互耦合得到的目标泛函。更优选地，所述预设的第一目标泛函为：
[0057][0058]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；ms为地震速度；为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2,3、n＝2,3,s；λi(i＝1,2,
…
6)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子；权重因子根据常规方法进行确定即可，例如采用自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡。
[0059]
更优选地，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0060]
更优选地，其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；优选地，β2＝0.01；
[0061]
更优选地，t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，
[0062]
在上述系统中，优选地，所述预设的第二目标泛函与第一目标泛函的区别仅在于不包括地震速度参数。更优选地，所述预设的第二目标泛函为：
[0063][0064]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2、n＝2,3；λi(i＝1,2,3)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子；权重因子根据常规方法进行确定即可，例如采用自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡。
[0065]
更优选地，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0066]
更优选地，其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；优选地，β2＝0.01；
[0067]
更优选地，t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，
[0068]
本发明还提供了一种含油气盆地深部地质结构反演装置，包括处理器及存储器；其中，
[0069]
存储器，用于存放计算机程序；
[0070]
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述含油气盆地深部地质结构反演方法的步骤。
[0071]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述含油气盆地深部地质结构反演方法的步骤。
[0072]
发明人从如何通过引入新的模型构造约束耦合方式、如何在反演过程中同步耦合
重磁电信息以外的地震等先验约束信息出发，提出了一种实现重磁电三维联合反演的全新的技术方案。本发明提供的技术方案，首次在利用地震资料约束下，开展重磁电三维联合反演，获得了电阻率、磁化强度和密度三维结构。相比于传统单一非地震反演，耦合地震信息的重磁电三维联合反演减少了反演多解性，提高了深层地质体刻画能力。运用不同深度的物性切片，解决了深层地层的物性特征与其残留厚度分布；刻画了深大断裂，对指导深层勘探开发具有重要意义。
附图说明
[0073]
图1为本发明一实施例提供的含油气盆地深部地质结构反演方法的流程示意图。
[0074]
图2为本发明一实施例提供的含油气盆地深部地质结构反演方法的流程示意图。
[0075]
图3为本发明一实施例提供的含油气盆地深部地质结构反演系统的结构示意图。
[0076]
图4为本发明一实施例提供的含油气盆地深部地质结构反演系统的结构示意图。
[0077]
图5为塔里木盆地区域地震大剖面工区。
[0078]
图6a为塔里木盆地寒武系以上地震约束界面深度图(古近代系底界面深度图)。
[0079]
图6b为塔里木盆地寒武系以上地震约束界面深度图(志留系系底界面深度图)。
[0080]
图6c为塔里木盆地寒武系以上地震约束界面深度图(下寒武统底界面深度图)。
[0081]
图7为塔里木盆地ogsl-14-50地质结构剖面。
[0082]
图8a为重磁电理论模型之电阻率理论模型。
[0083]
图8b为重磁电理论模型之密度理论模型。
[0084]
图8c为重磁电理论模型之磁化强度理论模型。
[0085]
图9a为没有地震速度约束的电阻率反演结果。
[0086]
图9b为没有地震速度约束的密度反演结果。
[0087]
图9c为没有地震速度约束的磁化强度反演结果。
[0088]
图10a为有地震速度约束的电阻率反演结果。
[0089]
图10b为有地震速度约束的密度反演结果。
[0090]
图10c为有地震速度约束的磁化强度反演结果。
[0091]
图11a为电阻率三维结构10km深度切片。
[0092]
图11b为电阻率三维结构12km深度切片。
[0093]
图11c为电阻率三维结构14km深度切片。
[0094]
图11d为密度三维结构10km深度切片。
[0095]
图11e为密度三维结构12km深度切片。
[0096]
图11f为密度三维结构14km深度切片。
[0097]
图11g为磁化强度三维结构10km深度切片。
[0098]
图11h为磁化强度三维结构12km深度切片。
[0099]
图11i为磁化强度三维结构14km深度切片。
[0100]
图12a为高阻基底顶面埋深。
[0101]
图12b为高磁基底顶面埋深。
[0102]
图12c为高密度基底顶面埋深。
[0103]
图13为震旦系-南华系残留地层厚度分布预测图。
[0104]
图14a为联合反演9km密度切片提取的断裂特征。
[0105]
图14b为联合反演12km密度切片提取的断裂特征。
[0106]
图15为震旦系-南华系残留地层分布的断裂发育图。
[0107]
图16为本发明一实施例提供的含油气盆地深部地质结构反演装置的结构示意图。
具体实施方式
[0108]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0109]
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐述本发明的原理和精神。
[0110]
参见图1，本发明一实施例提供了一种含油气盆地深部地质结构反演方法，其中，该方法包括：
[0111]
步骤s11：获取目标区域岩石物性资料、重磁电震地球物理数据和常规地震地球物理数据；其中，目标区域岩石物性资料包括目标区域各层系的电阻率、密度和磁化率；
[0112]
步骤s12：基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度；
[0113]
步骤s13：基于获取的重磁电震地球物理数据以及区域岩石物性资料建立三维重磁电模型；其中，所述三维重磁电模型包括电阻率模型、密度模型和磁化强度模型；
[0114]
步骤s14：利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果；其中，所述预设的第一目标泛函包括地震速度参数；所述地质结构反演结果包括不同深度的电阻率、磁化强度和密度三维结构；其中，不同深度的电阻率三维结构即不同深度的大地电磁反演结果，不同深度的磁化强度三维结构即不同深度的重力反演结果，不同深度的密度三维结构即不同深度的磁异常反演结果。
[0115]
在一个实施方式中，基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度可以采用常规方法进行；例如：基于常规地震地球物理数据，建立二维或三维地震工区；利用landmark软件井震标定，搭建区域地质格架；最后利用双狐软件里的成图模块对解释层位进行构造成图，得到目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度。
[0116]
在一个实施方式中，预设的第一目标泛函可以基于重磁电模型与地震模型相互耦合得到的目标泛函。
[0117]
在一个实施方式中，所述预设的第一目标泛函为：
[0118][0119]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；ms为地震速度；为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为
密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2,3、n＝2,3,s；λi(i＝1,2,
…
6)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子；各权重因子包括ri(i＝1,2,3)、αi(i＝1,2,3)、λi(i＝1,2,
…
6)根据常规方法进行确定即可，例如采用自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡；
[0120]
进一步地，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0121]
进一步地，其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；优选地，β2＝0.01；
[0122]
进一步地，t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，发明人提出了不同模型空间基于余弦相似度结构耦合约束的全新形式：以归一化无量纲的模型矢量点积得到的余弦大小为构造变化方向相似性的约束控制，使其作为一种更合适和合理的结构耦合约束，且可推广到三维多方法的联合反演。对于模型存在变化的区域，它可以约束两类物性变化不一致即矢量夹角大的区域向相似构造即模型变化一致的方向进行修正，即耦合项将约束(1-cos2θ
in
)
→
0，从而达到突出两种物性构造相似性的目的，提高了对地质体结构反演的准确性，减少了多解性。
[0123]
参见图2，本发明一实施例提供了一种含油气盆地深部地质结构反演方法，其中，该方法包括：
[0124]
步骤s21：获取目标区域岩石物性资料、重磁电震地球物理数据和常规地震地球物理数据；其中，目标区域岩石物性资料包括目标区域各层系的电阻率、密度和磁化率；
[0125]
步骤s22：基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度；
[0126]
步骤s23：基于目标区域某一位置的地质结构剖面图，利用获取的区域岩石物性资料建立二维重磁电理论模型；
[0127]
步骤s24：利用第一反演方法对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演：利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演得到第一反演结果；其中，所述预设的第一目标泛函包括地震速度参数；
[0128]
利用第二反演方法对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演：不用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第二目标泛函对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电三维联合反演得到第二反演结果；其中，所述预设的第二目标泛函不包括地震速度参数；
[0129]
步骤s25：比较第一反演结果与第二反演结果，选择出更能反应深层地质构造的反演结果，并以该反演结果使用的反演方法作为标准反演方法；
[0130]
步骤s26：基于获取的重磁电震地球物理数据以及区域岩石物性资料建立三维重磁电模型；其中，所述三维重磁电模型包括电阻率模型、密度模型和磁化强度模型；
[0131]
步骤s27：利用标准反演方法对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果；所述地质结构反演结果包括不同深度的电阻率、磁化强度和密度三维结构；其中，不同深度的电阻率三维结构即不同深度的大地电磁反演结果，不同深度的磁化强度三维结构即不同深度的重力反演结果，不同深度的密度三维结构即不同深度的磁异常反演结果。
[0132]
当使用第一模拟方法作为标准反演方法时，步骤s27包括：
[0133]
利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果。
[0134]
当使用第二模拟方法作为标准反演方法时，步骤s27包括：
[0135]
不利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第二目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果。
[0136]
在一个实施方式中，基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度可以采用常规方法进行；例如：基于常规地震地球物理数据，建立二维或三维地震工区；利用landmark软件井震标定，搭建区域地质格架；最后利用双狐软件里的成图模块对解释层位进行构造成图，得到目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度。
[0137]
在一个实施方式中，基于目标区域某一位置的地质结构剖面图，利用获取的区域岩石物性资料建立二维重磁电理论模型可以包括建立电阻率理论模型、密度理论模型、磁化强度理论模型。这里的重磁电理论模型也可以理解为概念模型，此处建立理论模型的目的是为了对适用的反演方法进行筛选。
[0138]
在一个实施方式中，预设的第一目标泛函可以基于重磁电模型与地震模型相互耦合得到的目标泛函。
[0139]
在一个实施方式中，所述预设的第一目标泛函为：
[0140][0141]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；ms为地震速度；为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2,3、n＝2,3,s；λi(i＝1,2,
…
6)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子；各权重因子包括ri(i＝1,2,3)、αi(i＝1,2,3)、λi(i＝1,2,
…
6)根据常规方法进行确定即可，例如采用自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡。
[0142]
进一步地，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0143]
进一步地，其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；优选地，β2＝0.01；
[0144]
进一步地，t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，发明人提出了不同模型空间基于余弦相似度结构耦合约束的全新形式：以归一化无量纲的模型矢量点积得到的余弦大小为构造变化方向相似性的约束控制，使其作为一种更合适和合理的结构耦合约束，且可推广到三维多方法的联合反演。对于模型存在变化的区域，它可以约束两类物性变化不一致即矢量夹角大的区域向相似构造即模型变化一致的方向进行修正，即耦合项将约束(1-cos2θ
in
)
→
0，从而达到突出两种物性构造相似性的目的，提高了对地质体结构反演的准确性，减少了多解性。
[0145]
在一个实施方式中，所述预设的第二目标泛函与第一目标泛函的区别仅在于不包括地震速度参数。
[0146]
在一个实施方式中，所述预设的第二目标泛函为：
[0147][0148]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2、n＝2,3；λi(i＝1,2,3)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子；权重因子根据常规方法进行确定即可，例如采用自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡；
[0149]
进一步地，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0150]
进一步地，其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；优选地，β2＝0.01；
[0151]
进一步地，t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，发明人提出了不同模型空间基于余弦相似度结构耦合约束的全新形式：以归一化无量纲的模型矢量点积得到的余弦大小为构造变化方向相似性的约束控制，使其作为一种更合适和合理的结构耦合
约束，且可推广到三维多方法的联合反演。对于模型存在变化的区域，它可以约束两类物性变化不一致即矢量夹角大的区域向相似构造即模型变化一致的方向进行修正，即耦合项将约束(1-cos2θ
in
)
→
0，从而达到突出两种物性构造相似性的目的，提高了对地质体结构反演的准确性，减少了多解性。
[0152]
本发明一实施例提供了一种地质结构解释方法，其中，该方法包括：
[0153]
步骤s31：获取目标区域岩石物性资料、重磁电震地球物理数据和常规地震地球物理数据；其中，目标区域岩石物性资料包括目标区域各层系的电阻率、密度和磁化率；
[0154]
步骤s32：基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度；
[0155]
步骤s33：基于获取的重磁电震地球物理数据以及区域岩石物性资料建立三维重磁电模型；其中，所述三维重磁电模型包括电阻率模型、密度模型和磁化强度模型；
[0156]
步骤s34：利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果；其中，所述预设的第一目标泛函包括地震速度参数；所述地质结构反演结果包括不同深度的电阻率、磁化强度和密度三维结构；其中，不同深度的电阻率三维结构即不同深度的大地电磁反演结果，不同深度的磁化强度三维结构即不同深度的重力反演结果，不同深度的密度三维结构即不同深度的磁异常反演结果；
[0157]
步骤s35：基于目标区域地质结构反演结果确定目标区域地层厚度平面分布和/或断裂发育位置。
[0158]
在一个实施方式中，基于目标区域地质结构反演结果确定目标区域地层厚度平面分布采用常规方法进行即可；例如，基于反演过程中获取的目标区域岩石物性资料，从目标区域地质结构反演结果中提取出目标地层对应的重磁电顶面埋深，得到目标区域地层厚度平面分布。
[0159]
在一个实施方式中，基于目标区域地质结构反演结果确定断裂发育位置可以包括：基于目标区域地质结构反演结果中的密度反演结果(密度三维结构)，采用密度梯度极值法得到断裂发育位置。采用密度梯度极值法得到断裂发育位置的过程通常包括：先计算密度在水平方向的总梯度，再对水平总梯度求取垂向梯度，增强纵向分辨率；其中，梯度极值处表征断裂发育。例如，基于目标区域地质结构反演结果中的密度反演结果，对不同深度的密度反演结果水平切片进行密度梯度变化极值特征刻画，以表征不同深度断裂特征，根据不同深度的密度反演结果水平切片上的密度梯度变化极值特征刻画结果形成断裂发育展布图。
[0160]
在一个实施方式中，基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度可以采用常规方法进行；例如：基于常规地震地球物理数据，建立二维或三维地震工区；利用landmark软件井震标定，搭建区域地质格架；最后利用双狐软件里的成图模块对解释层位进行构造成图，得到目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度。
[0161]
在一个实施方式中，预设的第一目标泛函可以基于重磁电模型与地震模型相互耦合得到的目标泛函。
[0162]
在一个实施方式中，所述预设的第一目标泛函为：
[0163][0164]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；ms为地震速度；为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2,3、n＝2,3,s；λi(i＝1,2,
…
6)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子；各权重因子包括ri(i＝1,2,3)、αi(i＝1,2,3)、λi(i＝1,2,
…
6)根据常规方法进行确定即可，例如采用自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡；
[0165]
进一步地，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0166]
进一步地，其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；优选地，β2＝0.01；
[0167]
进一步地，t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，发明人提出了不同模型空间基于余弦相似度结构耦合约束的全新形式：以归一化无量纲的模型矢量点积得到的余弦大小为构造变化方向相似性的约束控制，使其作为一种更合适和合理的结构耦合约束，且可推广到三维多方法的联合反演。对于模型存在变化的区域，它可以约束两类物性变化不一致即矢量夹角大的区域向相似构造即模型变化一致的方向进行修正，即耦合项将约束(1-cos2θ
in
)
→
0，从而达到突出两种物性构造相似性的目的，提高了对地质体结构反演的准确性，减少了多解性。
[0168]
本发明一实施例提供了一种地质结构解释方法，其中，该方法包括：
[0169]
步骤s41：获取目标区域岩石物性资料、重磁电震地球物理数据和常规地震地球物理数据；其中，目标区域岩石物性资料包括目标区域各层系的电阻率、密度和磁化率；
[0170]
步骤s42：基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度；
[0171]
步骤s43：基于目标区域某一位置的地质结构剖面图，利用获取的区域岩石物性资料建立二维重磁电理论模型；
[0172]
步骤s44：利用第一反演方法对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演：利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演得到第一反演结果；其中，所述预设的第一目标泛函包括地震速度参数；
[0173]
利用第二反演方法对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演：不用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第二目标泛函对建立的二维重磁电理论模型进行重磁
电三维联合反演得到第二反演结果；其中，所述预设的第二目标泛函不包括地震速度参数；
[0174]
步骤s45：比较第一反演结果与第二反演结果，选择出更能反应深层地质构造的反演结果，并以该反演结果使用的反演方法作为标准反演方法；
[0175]
步骤s46：基于获取的重磁电震地球物理数据以及区域岩石物性资料建立三维重磁电模型；其中，所述三维重磁电模型包括电阻率模型、密度模型和磁化强度模型；
[0176]
步骤s47：利用标准反演方法对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果；所述地质结构反演结果包括不同深度的大地电磁反演结果、重力反演结果以及磁异常反演结果；
[0177]
步骤s48：基于目标区域地质结构反演结果确定目标区域地层厚度平面分布和/或断裂发育位置。
[0178]
在一个实施方式中，基于目标区域地质结构反演结果确定目标区域地层厚度平面分布采用常规方法进行即可；例如，基于反演过程中获取的目标区域岩石物性资料，从目标区域地质结构反演结果中提取出目标地层对应的重磁电顶面埋深，得到目标区域地层厚度平面分布。
[0179]
当使用第一模拟方法作为标准反演方法时，步骤s48包括：
[0180]
利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果。
[0181]
当使用第二模拟方法作为标准反演方法时，步骤s48包括：
[0182]
不利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第二目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果。
[0183]
在一个实施方式中，基于目标区域地质结构反演结果确定断裂发育位置可以包括：基于目标区域地质结构反演结果中的密度反演结果(密度三维结构)，采用密度梯度极值法得到断裂发育位置。采用密度梯度极值法得到断裂发育位置的过程通常包括：先计算密度在水平方向的总梯度，再对水平总梯度求取垂向梯度，增强纵向分辨率；其中，梯度极值处表征断裂发育。例如，基于目标区域地质结构反演结果中的密度反演结果，对不同深度的密度反演结果水平切片进行密度梯度变化极值特征刻画，以表征不同深度断裂特征，根据不同深度的密度反演结果水平切片上的密度梯度变化极值特征刻画结果形成断裂发育展布图。
[0184]
在一个实施方式中，基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度可以采用常规方法进行；例如：基于常规地震地球物理数据，建立二维或三维地震工区；利用landmark软件井震标定，搭建区域地质格架；最后利用双狐软件里的成图模块对解释层位进行构造成图，得到目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度。
[0185]
在一个实施方式中，基于目标区域某一位置的地质结构剖面图，利用获取的区域岩石物性资料建立二维重磁电理论模型可以包括建立电阻率理论模型、密度理论模型、磁化强度理论模型。这里的重磁电理论模型也可以理解为概念模型，此处建立理论模型的目的是为了对适用的反演方法进行筛选。
[0186]
在一个实施方式中，预设的第一目标泛函可以基于重磁电模型与地震模型相互耦合得到的目标泛函。
[0187]
在一个实施方式中，所述预设的第一目标泛函为：
[0188][0189]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；ms为地震速度；
[0190]
为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2,3、n＝2,3,s；λi(i＝1,2,
…
6)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子；各权重因子包括ri(i＝1,2,3)、αi(i＝1,2,3)、λi(i＝1,2,
…
6)根据常规方法进行确定即可，例如采用自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡；
[0191]
进一步地，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0192]
进一步地，其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；优选地，β2＝0.01；
[0193]
进一步地，t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，发明人提出了不同模型空间基于余弦相似度结构耦合约束的全新形式：以归一化无量纲的模型矢量点积得到的余弦大小为构造变化方向相似性的约束控制，使其作为一种更合适和合理的结构耦合约束，且可推广到三维多方法的联合反演。对于模型存在变化的区域，它可以约束两类物性变化不一致即矢量夹角大的区域向相似构造即模型变化一致的方向进行修正，即耦合项将约束(1-cos2θ
in
)
→
0，从而达到突出两种物性构造相似性的目的，提高了对地质体结构反演的准确性，减少了多解性。
[0194]
在一个实施方式中，所述预设的第二目标泛函与第一目标泛函的区别仅在于不包括地震速度参数。
[0195]
在一个实施方式中，所述预设的第二目标泛函为：
[0196][0197]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；
[0198]
为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2、n＝2,3；λi(i＝1,2,3)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛
函的权重因子；权重因子根据常规方法进行确定即可，例如采用自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡；
[0199]
进一步地，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0200]
进一步地，其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；优选地，β2＝0.01；
[0201]
进一步地，t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，发明人提出了不同模型空间基于余弦相似度结构耦合约束的全新形式：以归一化无量纲的模型矢量点积得到的余弦大小为构造变化方向相似性的约束控制，使其作为一种更合适和合理的结构耦合约束，且可推广到三维多方法的联合反演。对于模型存在变化的区域，它可以约束两类物性变化不一致即矢量夹角大的区域向相似构造即模型变化一致的方向进行修正，即耦合项将约束(1-cos2θ
in
)
→
0，从而达到突出两种物性构造相似性的目的，提高了对地质体结构反演的准确性，减少了多解性。
[0202]
本发明的又一实施例提供了一种含油气盆地深部地质结构反演方法以及一种地质结构解释方法，对塔里木盆地震旦系-南华系进行反演并对塔里木盆地震旦系-南华系残留厚度分布以及断裂发育位置进行预测。
[0203]
含油气盆地深部地质结构反演方法包括：
[0204]
1、获取目标区域岩石物性资料、重磁电震地球物理数据和常规地震地球物理数据；其中，目标区域岩石物性资料包括目标区域各层系的电阻率、密度和磁化率(结果参见表1)；
[0205]
基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度：基于常规地震地球物理数据，建立二维或三维地震工区；利用landmark软件井震标定，搭建区域地质格架；最后利用双狐软件里的成图模块对解释层位进行构造成图，得到目标区域浅层构造图(结果参见图5、图6a-图6c)，从而得到目标区域地震速度；
[0206]
表1塔里木盆地物性统计表
[0207]
地质年代速度(m/s)电阻率范围(ω.m)密度范围(g/cm3)磁化率范围(
×
10-5
si)q-e2700-32002-1002.40-2.600-105k-c3400-49001-502.60-2.660-140d-s4700-47501-102.66-2.690-140o5500-56001-4002.69-2.700-20∈5100-60001-2502.69-2.700-15z4000-45001-1502.7-2.720-220nh4300-480010-2002.72-2.730-400qn-ar6500-700010-10002.73-2.95400-2000
[0208]
基于常规地震地球物理数据获取的目标区域浅层构造图基本解决了塔里木盆地寒武系以上地层的展布问题，重点目标层震旦系-南华系，相比较于下伏太古界为主的高阻
高密高磁变质基底，整体表现为低-中阻、低-中密、弱-中等磁性，为通过联合反演确定这套地层的分布提供了物性依据。
[0209]
2、地质-物理模型试验
[0210]
基于塔里木盆地ogsl-14-50的地质结构剖面图(如图7所示)，利用获取的区域岩石物性资料建立二维重磁电理论模型包括建立电阻率理论模型、密度理论模型、磁化强度理论模型(如图8a-图8c所示)；
[0211]
利用第一反演方法对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演：利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演得到第一反演结果(结果如图10a-图10c所示)；其中，所述预设的第一目标泛函为：
[0212][0213]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；ms为地震速度；为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi，mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2,3、n＝2,3,s；λi(i＝1,2,
…
6)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子；权重因子采用常规自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡；
[0214]
其中，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0215]
其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；β2＝0.01；
[0216]
t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，
[0217]
利用第二反演方法对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演：不用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第二目标泛函对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电三维联合反演得到第二反演结果(结果如图9a-图9c所示)；其中，所述预设的第二目标泛函为：
[0218][0219]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束
泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2、n＝2,3；λi(i＝1,2,3)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子；权重因子采用常规自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡；
[0220]
其中，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0221]
其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；β2＝0.01；
[0222]
t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，
[0223]
比较第一反演结果与第二反演结果，选择出更能反应深层地质构造的反演结果，并以该反演结果使用的反演方法作为标准反演方法；
[0224]
地震资料基本解决了塔里木盆地寒武系以上地层的展布问题，因此模型实验中寒武系以上地层作为约束，目标是反演震旦系-南华系分布及其以下的基底结构。对比两种反演方法得到的重磁电结果，有地震速度约束的反演结果明显刻画出了震旦系-南华系目标地层的分布，提高了深层目标综合勘探的可靠性；因此以第一种反演方法作为标准反演方法；
[0225]
3、基于获取的重磁电震地球物理数据以及区域岩石物性资料建立三维重磁电模型；
[0226]
利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果包括不同深度的电阻率、磁化强度和密度三维结构(结果如图11a-图11i所示)。
[0227]
相同深度的重磁电反演结果体现了不同物性在区域构造上具有强一致性，进而从三维反演层面上佐证了本反演方法的有效性。
[0228]
地质结构解释方法包括：
[0229]
基于反演过程中获取的目标区域岩石物性资料，从目标区域地质结构反演结果中提取出目标地层地震旦系-南华系对应的重磁电顶面埋深(提取了寒武系之下三维联合反演的高阻、高磁和高密基底顶面埋深，如图12a-图12c所示；该图基本反映了前南华系变质基底的起伏变化)，将提取出的目标地层对应的重磁电顶面埋深与目标地层之上的地层的底界埋深(即地震寒武系底界埋深，如图6c)相减，得到目标区域地层厚度平面分布(即提取相对低-中阻、低-中密、弱-中等磁性地层的厚度来预测盆地震旦系-南华系残留地层厚度的分布)，从而揭示了塔里木盆地这套目的层的主要分布区域，结果如图13所示；
[0230]
由于深大断裂两侧地质体的物性(如密度、磁化率、电阻率)存在差异，则在重磁电异常上呈现出明显特征，例如出现异常梯度带、线性异常带等。为了进一步揭示深部断裂对震旦系-南华系残留地层的控制作用，对密度反演结果的9km和12km深度的密度水平切片进行了密度梯度变化极值特征刻画，以表征不同深度密度体接触的边界或断裂特征(如图
14a-图14b所示)。综合断裂展布特征，对控制震旦系-南华系残留地层分布的断裂进行了综合推断(如图15)。由图15看出，塔里木盆地基底主要发育nee向、nw向和近ew向几组断裂，控制了盆地“四隆五坳”构造格局。其中，nee向断裂规模较大，最大延伸长度可达800km，主要分布在盆地东南地区；nw向断裂主要分布在盆地西南部、近ew向断裂则在盆地北部。
[0231]
本发明实施例还提供了一种含油气盆地深部地质结构反演系统，优选地，该系统用于实现上述的方法实施例。
[0232]
图3是根据本发明实施例的含油气盆地深部地质结构反演系统的结构框图，如图3所示，该系统包括：数据获取模块31、数据处理模块32、模型建立模块33、反演计算模块34；其中，
[0233]
数据获取模块31：用于获取目标区域岩石物性资料、重磁电震地球物理数据和常规地震地球物理数据；其中，目标区域岩石物性资料包括目标区域各层系的电阻率、密度和磁化率；
[0234]
数据处理模块32：用于基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度；
[0235]
模型建立模块33：用于基于获取的重磁电震地球物理数据以及区域岩石物性资料建立三维重磁电模型；其中，所述三维重磁电模型包括电阻率模型、密度模型和磁化强度模型；
[0236]
反演计算模块34：利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果；其中，所述预设的第一目标泛函包括地震速度参数；所述地质结构反演结果包括不同深度的电阻率、磁化强度和密度三维结构；其中，不同深度的电阻率三维结构即不同深度的大地电磁反演结果，不同深度的磁化强度三维结构即不同深度的重力反演结果，不同深度的密度三维结构即不同深度的磁异常反演结果。
[0237]
图4是根据本发明实施例的含油气盆地深部地质结构反演系统的结构框图，如图4所示，该系统包括：数据获取模块41、数据处理模块42、理论模型建立模块43、反演试算模块44、反演方法确定模块45、模型建立模块46、反演计算模块47；其中，
[0238]
数据获取模块41：用于获取目标区域岩石物性资料、重磁电震地球物理数据和常规地震地球物理数据；其中，目标区域岩石物性资料包括目标区域各层系的电阻率、密度和磁化率；
[0239]
数据处理模块42：用于基于常规地震地球物理数据获取目标区域浅层构造图，从而得到目标区域地震速度；
[0240]
理论模型建立模块43：用于基于目标区域某一位置的地质结构剖面图，利用获取的区域岩石物性资料建立二维重磁电理论模型；
[0241]
反演试算模块44：用于利用第一反演方法对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演：利用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第一目标泛函对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演得到第一反演结果；其中，所述预设的第一目标泛函包括地震速度参数；
[0242]
用于利用第二反演方法对建立的二维重磁电理论模型进行重磁电反演：不用得到的目标区域地震速度为约束，基于预设的第二目标泛函对建立的二维重磁电理论模型进行
重磁电三维联合反演得到第二反演结果；其中，所述预设的第二目标泛函不包括地震速度参数；
[0243]
反演方法确定模块45：用于比较第一反演结果与第二反演结果，选择出更能反应深层地质构造的反演结果，并以该反演结果使用的反演方法作为标准反演方法；
[0244]
模型建立模块46：用于基于获取的重磁电震地球物理数据以及区域岩石物性资料建立三维重磁电模型；其中，所述三维重磁电模型包括电阻率模型、密度模型和磁化强度模型；
[0245]
反演计算模块47：用于利用标准反演方法对建立的三维重磁电模型进行重磁电三维联合反演得到目标区域地质结构反演结果；所述地质结构反演结果包括不同深度的电阻率、磁化强度和密度三维结构；其中，不同深度的电阻率三维结构即不同深度的大地电磁反演结果，不同深度的磁化强度三维结构即不同深度的重力反演结果，不同深度的密度三维结构即不同深度的磁异常反演结果。
[0246]
在一实施方式中，预设的第一目标泛函为基于重磁电模型与地震模型相互耦合得到的目标泛函。
[0247]
在一实施方式中，预设的第一目标泛函为：
[0248][0249]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；ms为地震速度；为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2,3、n＝2,3,s；λi(i＝1,2,
…
6)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子；各权重因子包括ri(i＝1,2,3)、αi(i＝1,2,3)、λi(i＝1,2,
…
6)；权重因子根据常规方法进行确定即可，例如采用自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡；
[0250]
进一步地，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0251]
进一步地，其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；优选地，β2＝0.01；
[0252]
进一步地，t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，发明人提出了不同模型空间基于余弦相似度结构耦合约束的全新形式：以归一化无量纲的模型矢量点积得到的余弦大小为构造变化方向相似性的约束控制，使其作为一种更合适和合理的结构耦合约束，且可推广到三维多方法的联合反演。对于模型存在变化的区域，它可以约束两类物性
变化不一致即矢量夹角大的区域向相似构造即模型变化一致的方向进行修正，即耦合项将约束(1-cos2θ
in
)
→
0，从而达到突出两种物性构造相似性的目的，提高了对地质体结构反演的准确性，减少了多解性。
[0253]
在一实施方式中，预设的第二目标泛函与第一目标泛函的区别仅在于不包括地震速度参数。
[0254]
在一实施方式中，预设的第二目标泛函为：
[0255][0256]
其中，m1为电阻率；m2为密度；m3为磁化率；为电阻率的数据拟合误差泛函；为密度的数据拟合误差泛函；为磁化率的数据拟合误差泛函；ri(i＝1,2,3)为数据拟合误差泛函的权重因子；s1(m1)为电阻率的模型约束泛函；s2(m2)为密度的模型约束泛函；s3(m3)为磁化率的模型约束泛函；αi(i＝1,2,3)为模型约束泛函的权重因子；t(mi,mn)为mi、mn两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函，其中i＝1,2、n＝2,3；λi(i＝1,2,3)为两种模型矢量之间联合反演的耦合约束泛函的权重因子；权重因子根据常规方法进行确定即可，例如采用自适应法进行确定，根据数据拟合误差项与模型约束项两者之间的大小取权重，使得这两者平衡；
[0257]
进一步地，为mi观测数据与预测数据之差的平方和，其中，i＝1,2,3；
[0258]
进一步地，其中，i＝1,2,3；β为聚焦系数，使模型泛函更加稳定；优选地，β2＝0.01；
[0259]
进一步地，t(mi,mn)＝∫v(1-cos2θ
in
)
·
dv，发明人提出了不同模型空间基于余弦相似度结构耦合约束的全新形式：以归一化无量纲的模型矢量点积得到的余弦大小为构造变化方向相似性的约束控制，使其作为一种更合适和合理的结构耦合约束，且可推广到三维多方法的联合反演。对于模型存在变化的区域，它可以约束两类物性变化不一致即矢量夹角大的区域向相似构造即模型变化一致的方向进行修正，即耦合项将约束(1-cos2θ
in
)
→
0，从而达到突出两种物性构造相似性的目的，提高了对地质体结构反演的准确性，减少了多解性。
[0260]
图16是根据本发明实施例的含油气盆地深部地质结构反演系统装置的示意图。图16所示的含油气盆地深部地质结构反演系统装置为通用数据处理装置，其包含通用的计算机硬件结构，其至少包含处理器1000、存储器1111；所述处理器1000用于执行所述存储器中存储的含油气盆地深部地质结构反演程序，以实现各方法实施例所述的含油气盆地深部地质结构反演系统方法(具体方法参见上述方法实施例的描述，在此不再赘述)。
[0261]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现各方法实施例所
述的含油气盆地深部地质结构反演方法(具体方法参见上述方法实施例的描述，在此不再赘述)。
[0262]
以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
[0263]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0264]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0265]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0266]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0267]
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。