勘探数据库

2024-05-25

勘探数据库(精选十篇)

勘探数据库 篇1

辽河油田公司勘探数据库[1]经过多年建设, 取得了长足的发展, 通过互联网技术、海量数据管理技术、分布式数据库技术, 实现了包含录井、测井、试油、分析化验、物探采集、地震处理、储量、矿权等专业数据的集中管理和网上共享, 在控制预测储量研究、油藏描述、勘探部署等方面得到了广泛的应用, 极大地提高了科研人员收集资料的效率和研究精度。在应用方面, 提供了录井、测井、试油、分析化验等实时数据的曲线绘图功能, 但是系统提供的计算功能很少, 例如, 根据实钻测斜数据计算井眼轨迹曲线[2]。本文讨论根据辽河勘探数据库的测斜数据计算实钻井眼轨迹的方法, 为井眼轨迹绘图提供底层功能模块。

2 数据模型

由于保密制度, 下文中的数据表、数据项的名称采用“伪名”来表示, 不是辽河勘探数据库中的真名。

设计井的基本数据表DES_BASEWELL, 包括以下数据项:

(1) WELLID:井的唯一标示符, 字符串, 主键;

(2) WELLNAME:井名, 字符串;

(3) NCOORD:井口大地纵坐标 (m) , 实数;

(4) ECOORD:井口大地横坐标 (m) , 实数;

(5) KELLYBUSHINGS:补心海拔 (m) , 实数;

(6) ANGLE_DIP:磁偏角 (°) , 实数;

(7) 其他数据项……

实钻井的测斜数据表INCLIN_SURVEY, 包括以下数据项:

当给定井的唯一标示符wellid之后, 分别使用下面的SQL语句从数据库中查询出以上数据:

3 空间圆弧模型[3]

约定:除非特别指明, 具有长度量纲的参数其物理单位为m, 角度的物理单位为弧度 (rad) , 井眼曲率的物理单位为m-1。

在实钻井眼轨迹计算中, 可以将每个测段的曲线看成是线段或空间斜平面上的圆弧, 先根据测斜数据计算每个测深处的井眼参数, 然后再计算加密井深处的井眼参数, 最后输出或用于绘图。

假设空间圆弧AB的端点处的井斜角分别为αA和αB, 方位角分别为φA和φB, 则圆弧狗腿角ε和半径R分别由下式计算:

式中:tA和tB分别为A、B处的井眼方向矢量。A点的圆弧内法线矢量由下式计算:

测段的坐标增量由下式计算:

式 (4) 即是最小曲率法的矢量表示式。

4 测斜数据计算

假设从数据库中查询出来的测斜数据 (井深 (m) 、井斜角 (°) 、方位角 (°) ) 为n个, 依序记为Li、αi、φi, i=, 12, ..., n, 并对方位角进行磁偏角校正 (东加西减) , 仍记为φi。

测斜计算的顺序如下:

5 实钻轨迹计算

测斜数据是按照不定井深间隔测量的, 可能10多米一个测点, 当绘制井眼轨迹图形时, 由于测点间距较大, 曲线呈锯齿状。为此, 需要对每个测段内的数据点进行加密, 使得绘制出来的曲线连续光滑。

假设对井深进行等间距加密, 加密间隔为δ (m) , 在第i个测段上, 加密井深点为:

计算每个加密测点处的井眼方向矢量和坐标矢量, 如下:

6 编程实现及应用

辽河勘探数据库采用三层服务构架[1], 底层服务系统使用Java语言来编程, 绘图功能采用Java 3D应用编程接口来编程。当用户从浏览器控件发出绘制某井的实钻井眼轨迹的请求之后, 底层服务程序首先从数据库中查询出测斜数据, 其次计算出实钻轨迹的坐标数据, 然后绘制实钻井眼轨迹的水平投影图等, 最后发送回客户端。

图1是辽河油田马538井的绘图实例 (客户端浏览器的显示截图) 。

7 结束语

辽河油田勘探数据库仍在不断的发展之中, 一方面是每天的大量生产数据的实时入库工作, 另一方面是以勘探数据库为基础开发更多的应用功能。本文所做的工作可以看做是应用开发的一种工作模式, 随着应用功能模块的不断增加, 辽河油田勘探数据库的服务功能会越来越完善, 在科研、生产中发挥越来越重要的作用。

摘要:本文简单介绍了井眼轨迹空间圆弧模型的矢量描述技术, 建立了测斜数据处理的计算公式和处理流程, 以及实钻井眼轨迹加密点处参数的计算公式。描述了辽河油田勘探数据库中与测斜数据有关的数据表和数据项, 介绍了以数据库为基础的实钻轨迹计算模式。

关键词:辽河勘探数据库,测斜数据,井眼轨迹,空间圆弧模型,最小曲率法

参考文献

[1]廉仲元.辽河油田勘探数据库系统研究及设计[D].大连理工大学硕士论文, 2002.

[2]鲁港, 商维斌, 张琼等.最小曲率法测斜计算中的数值方法[J].石油工业计算机应用, 2009, 63 (3) :16-19.

浅析山区地震勘探数据野外采集方法 篇2

山区地形复杂,浅层地震地质条件变化较大,地震施工困难,各种波干扰严重,记录质量较差.根据山区三维地震勘探的技术特点,以山西省某山区三维勘探为例,通过对岩石出露区、黄土覆盖区及坡积物堆积区进行试验分析,提出了相应技术方案及施工措施,有效的.压制了干扰,提高了信噪比,使目的层反射波明显,得到了较理想的野外数据结果.

作 者:闫培 张胤彬 康静文 YAN Pei ZHANG Yin-bin KANG Jing-wen 作者单位:闫培,YAN Pei(太原理工大学矿业工程学院,山西,太原,030024)

张胤彬,ZHANG Yin-bin(山西省煤炭地质物探测绘院,山西,晋中,030600)

康静文,KANG Jing-wen(太原理工大学环境与科学工程学院,山西,太原,030024)

勘探数据库 篇3

关键词:油气勘探;数据采集;大数据化;对策

1.油气勘探大数据的特点和面临的挑战

1.1大数据的特点

我们所指的大数据是针对信息量的采集而言,通常,大数据化有4个显著特点,其一,是数据的体量大,数据量的规模在10TB之上时,我们称这些采集数据为大数据;其二,数据的类别大,如今所采集的勘探数据的种类和格式同过去相比非常复杂;其三,处理速度快,工作人员对数据的处理都勘探数据的处理需要借助大型计算机,现在,我们对数据的处理已经达到实时的处理速度;其四,数据的真实性高,由于对油气勘探的采集源和渠道已经实现透明化,数据的真实性和准确性相对于过去已经大大提高。

1.2面临的挑战

(1)面临数据监控快速准确的挑战。如今,对于油气数据的采集已经由原来的野外组合逐步转变为了通过室内处理进行压噪,对采集数据“宽进宽出”,进而达到数据的充分采样,这样的方式利于提高信号的准确性、分辨率、静校正精度以及压噪效果。炮密度和野外道密度较之过去均有很大的提高,单炮记录到达上万道,生产总炮数是过去的数倍,为了在规定的工期内完成采集,提高每天的生产效益,对于野外现场质量的控制就有很高的要求。

(2)面临数据管理和高效处理的挑战。油气数据堪称海量,所以,数据处理时对计算机的软硬件有很高的要求,处理数据的计算机要配备高效的处理器和外设资源。在对海量数据输入以及输出的管理时,一些意外突发情况难以避免,所以,对于这些重要数据,不但要求计算机对数据的大量存储,而且要求其有稳定的数据输入输出管理技术。

(3)面临快速综合评价的挑战。在如今油气勘探属性提取技术和叠前技术走向成熟之时,对于岩体性质、储层分类以及流体的研究已经普遍采用了大量的叠前数据和单道数据。我们根据不同的数据格式和类型,运用数据挖掘的不同算法。成功实现了从不同角度出发,科学、合理的呈现出勘探数据本身的特点,不断深入数据内部,挖掘出地下地质规律以及油气的地层分布等的数据价值。对于海量的数据,要求数据挖掘的方法和速度需要满足快速处理的要求。

(4)面临多种数据融合分析的挑战。多种勘探数据的融合对于油气勘探工作非常重要,这些数据包括对测井、钻井、勘探等统一化的操作。工作人员通常借助于地质研究资料、测井辅助等来共同建立相关的速度模型,以此选择合适的反演敏感参数。如今大数据化背景下,油气勘探资料十分庞大,处理地震采集资料时需要将各个环节的资料统一汇总,这就要求管理部门建立油气勘探处理勘探数据的一体化平台,而当前所建立的数据处理平台无法满足数据处理的需要,所以说,当前油气勘探面临着数据融合分析的挑战。

2.应对油气勘探大数据的对策

2.1应用便携式采集仪器降低劳动强度

制约油气勘探技术发展的瓶颈是数据采集装备的优劣,所以,快速发展数据采集装备才能够推进物探技术的进步。工作人员在野外作业时,地震仪器能够起到关键性的作用,它不仅能够提高野外数据质量和施工质量,而且能够降低生产的开支。因此,我们可以采用能够满足大数据时代所需的采集仪器,总的来说,地震采集仪器可以分为两大类,有线和无线。前一种在传统的勘探过程中广泛采用,这种方式是用大线将野外的采集站之间相互连接,有线仪器能够将交叉线与子单元之间相互连接,进而形成局域传输网络,局域网络的传输在速度和可靠性上都大大优于一般的网络。无线仪器指的是实时无线仪器,这种仪器最大的特点是借助现代的无线电波技术,进而实现数据信息的传递和交换,由于这种方式下主机和采集站之间无需电缆相连接,数据的采集和管理也更加的网络化、系统化,整个采集系统也因此方便灵活的多。

2.2加大处理环境建设提高数据处理能力

在大数据时代,对数据进行快速有效的分析和处理是油气勘探的首要任务,要想获得深入的、智能的、有价值的信息,就要对大数据进行快速、准确的分析。

大数据的分析方法在大数据领域中扮演着相当重要的角色,它也决定着数据信息是否有利用价值。数据处理和数据管理是大数据处理分析的两个重要环节,这两个环节保证了分析结果真实性和有价值性。随着信息技术的日益发展和完善,安全、有效的信息处理技术使得油气勘探的数据处理有了充分的保障,为了满足和油气勘探运算量的需要,就需要建立油气勘探大数据处理中心,借助云计算等新技术,以此提高勘探数据的处理能力。

2.3应用量化控制软件提高数据可靠性

在过去,工作人员对野外质量的控制,仅能够凭借积累的经验在现场对油气勘探地震道的振幅、检波器通断、极性、井口信号等几个有限的参数进行人工评价。而现在,国际物探界的基本做法普遍采用质量控制软件对现场量化质量进行控制,这种方法能够全面、高效、实时、定量地对野外地震采集数据质量进行评价。实时定量化质量控制软件系统的利用,能够实现施工质量的及时监控、野外生产动态的掌控,可以自动实现现场数据的能量分析、频率分析、信噪比分析、主频频宽分析、异常道分析、等级评价等,自动生成质量控制报告,减少人为干预所造成的误差。

3.结语

如今的科学技术进步和发展带来了油气勘探大数据时代,这也给油气勘探技术发展带来了前所未有的挑战和机遇。在大数据时代下,油气识别朝向高精度、高效率方向发展。本文从油气勘探大数据的特点着手,探讨了油气勘探面临的诸多挑战,并给出了几点应对策略,为我国应对石油油气勘探大数据时代提供参考和借鉴。

参考文献:

[1]王振东.石油勘探技术要点与最新进展[J].物探与化探,2014,30(1):1-6.

[2]蔡希玲.油气勘探检测与压制方法[J].石油地球物理勘探,2014,34(4):37-38.

[3]杨春梅,等.大数据时代[J].天然气工业,2014,24(5):48-50.

[4]张占杰,等.地震干扰波的衰减方法及其应用[J].海洋石油,2013,26(3):9-13.

[5]李金诺.浅谈石油行业大数据的发展趋势[J].价值工程,2013,32(29):72-74.

地质勘探数据库的开发和创新探析 篇4

关键词:地质勘探,数据库,开发,创新

现如今, 我国的地质勘探都是以文字、图片的形式展现出来, 看似非常简单方便, 而实际上, 其涉及到的原始资料十分繁复。要想这些原始资料通过详细的分析, 获得相应的数据具有一定的困难性。比如某一参数的确定, 则需要工作人员翻阅几份、几十份, 甚至几百份资料, 不仅需要消耗大量的工作量, 同时最终结果也无法保证。再加之, 我国的地质勘探的范围越来越大, 所涉及到的资料也会越来越多, 急需要能够快速有效处理各种信息的数据库。

1 传统地质勘探工作中存在的问题

我国的地质勘探工作是随着新中国成立与发展而逐渐形成的一套系统化的工作模式, 其自开展以来就带有着极为浓烈的计划经济体制色彩, 这也使得其在工作中存在着种种的困惑与困难, 也为工作的开展带来一定的影响与制约。

1.1 地质勘探工作制度不科学不完善

在过去的地质勘查工作中, 由于在工作的过程中各种产权问题较为复杂, 且各投资主体和建设单位为了争权夺利在工作中争相加大建设力度和工作流程和工作模式, 并且在施工的过程中存在着各种各样的建设模式和事业方式。一般在工程项目中严重的影响着提高经济效益和积极工作效益模式, 在工作中的减少费用模式。因此在工作的过程中, 地质勘查费用也存在着工作模式和工作隐患。随着近年来地质勘查工作中各种工作的管理相当投入, 其工作流程也存在着诸多设备欠缺模式, 这也就造成了在工作中工作力度的大幅度降低。

1.2 国家计划直接安排项目, 排斥市场机制的作用, 必然导致找矿效果的不佳

由于多年来, 我国地勘工作一直是国家计划统一管理, 公益性地质工作与商业性地质工作混合运作, 且由中央财政为矿山企业找矿, 由于没有利益机制的制约, 找矿效果与利益多少不挂钩, 排斥了价格机制、供求机制、竞争机制在矿产资源配置中的作用, 必然造成了矿产勘查与开发的脱节, 形成大量的呆矿。

2 地质勘查工作改革措施

地质勘查在矿产开发和勘察工作中较为常见, 其是一种一体化、综合化和系统化的发展流程和工作体系。在目前的企业生产中, 以矿产业为主的企业对于勘察工作精确度要求日益增加, 同时也实现了工作中以企业发展为基础的综合化管理流程。地勘行业在目前虽然是以推出地质改进工作做服务的, 但是其在工作中由于地质构造的复杂化、不规则化, 使得其中困难重重。尤其是在地质勘查数据库的建立工作中, 其中存在问题尤为明显。在目前的地质勘察改革工作中, 是以矿产勘查和开发一体化、矿产权转让、矿产订货国家化、合作或者合资勘察为主的一种新型的管理流程。

3 地质勘探数据库的开发和创新

由于传统的地质勘探存在着一些不足, 针对这些不足, 我国已经进行了相关的改革, 包括体制以及技术方面, 而值得一提的就是地质勘探数据库的开发与创新。新环境背景下, 地质勘探数据库的开发创新与利用, 既符合现代社会主义事业的建设发展要求, 同时也能够促进地质勘探事业前进。目前我国十分重视地质勘探数据库的开发与创新工作。

3.1 总体设计

总体设计的要点有很多, 钻孔综合资料设计就是其中一个方面, 该方面主要是由钻探与物探两方面构成。其很多项构成, 分别为地板埋深、标志层、取样位置、倾角等。钻孔综合资料对地质勘探工作有着重要的影响, 其首先是地质勘探进行数据统计与分析的前提, 也是报表输出的条件。一般情况下, 采样深度、采取率等重要的数据信息, 几乎都来自于钻探综合数据资料。除此之外, 地质层状图、剖面图等信息数据, 也都来自于钻孔综合资料。

3.2 系统开发创新

本文研究的地质勘探数据库为地质勘探数据处理系统, 该系统具有非常多的功能, 比如标准库管理功能、可以进行数据录入、编辑、删改等。另外, 还能够进行数据备份, 要能够实现恢复操作。不同的功能应用在不同的方面, 上述功能综合起来为地质勘探的有效完成奠定了基础。其具体的开发创新如下:

首先, 数据处理系统, 具有数据计算的功能。该功能能够用于对孔斜进行换算, 也能够对低层标高进行计算, 除此之外, 还能够对歪斜角、地质岩层厚度、标志层间距等进行统计分析, 同时还能够对地质主要参数进行分析。正是由于具有这创新功能, 使得很多地质勘探难以计算的数据能够轻松出来。

其次, 地质勘探数据处理系统, 具有数据交换的功能, 该项功能可以实现剖面图数据输出, 也能够对测井柱状图数据文件进行有效的输出, 另外, 其他格式的文件也能够进行输出以及导入, 比如DBF格式、TXT格式等。这样操作人员可以依据自身的需求来进行数据交换, 以此方便文件的阅读传输等。

再次, 该数据处理系统还能够生成地质层柱状图, 能够让勘探人员十分清楚的了解到该地质的情况。除此之外, 还能生成、储量计算图、钻孔数据生成DTM文件的三角剖分 (DET) 文件。

最后, 报表输出:完成测量成果表输出、钻孔基本情况表输出、钻孔综合确定成果表输出、分地质层确定成果表及地质层采样情况表、分地质类地质层化验测试成果表。

结束语

综上所述, 可知对数据库进行开发与创新, 是现代地质勘探工作发展的必然选择。也是我国地质勘探行业能够走向世界前列的保证。计算机技术的发展, 为地质勘探数据库的开发与创新奠定了技术基础, 技术人员可以将计算机看作是辅助系统, 为数据库增添新的功能。本文所介绍的地质勘探数据处理系统就是一种新型的数据库, 其能够对信息数据进行全面一体化处理, 降低数据录入重复率, 使得数据计算、分析、报表生成都能够自动化完成, 大大降低了误差, 完全能够满足地质报告的要求。

参考文献

[1]迟文学, 吴信才, 李怡达, 李永生.武警黄金地勘信息系统的技术特点与集成实现[J].测绘科学, 2008 (5) .

[2]陆柏树, 陈超, 张宏泰.基于数据库的直流电测深数据处理系统及其应用[J].工程地球物理学报, 2008 (1) .

[3]孟令顺, 肖锋.基于图形用户界面的位场数据处理系统[J].吉林大学学报 (信息科学版) , 2005 (1) .

勘探数据库 篇5

3.1.1主数据模型的定义主数据模型:涵盖传统的勘探开发数据模型内容,增加勘探开发各专业之间需要相互引用的共享数据,建立起的规范数据模型,称为主数据模型。基本实体:引领和构成主数据模型实体联系的的井、地质单元等顶层实体,称为主数据模型的.基本实体。专业实体类:将2.2识别的钻井、测试、地质、采油等16类专业共享数据,定义为主数据模型专业实体类。

3.1.2主数据模型的逻辑结构石油上游勘探开发主数据模型由九个基本实体和十六类专业实体类构成。基本实体作为顶层或引领实体是主数据模型的核心实体。专业实体类依赖于一个基本实体而约束存在。根据专业数据的特点,专业实体类的实体,可以直接作为基本实体的子节点实体,也可以是在专业实体类内构建的多层约束关系的实体。

3.2基本实体

基本实体部分由项目、业务单位、地质单元、生产单元、物探工区、井、井筒、站库、设备九个实体构成。这九个基本实体代表了石油上游勘探开发和使用的主要对象。其中,地质单元是被发现和认识的客观存在的对象,其它对象,包括生产单元和地震工区是人为划分构建的对象。为了便于管理,将基本实体属性分为主体部分和辅助描述部分,主体部分和辅助部分之间一般是一对多的关系。基本实体辅助部分描述基本实体的自身结构,状态变化信息,如地质单元的父子关联关系、井生命周期变化等内容。项目:记录区域勘探与油藏评价、油田开发产能建设等专项投资项目。将勘探与开发地质层系划分方案作为项目管理,以区分不同层系划分的层位数据。业务单位:记录油田公司各级油气生产单位,参与油田公司勘探开发施工作业的服务公司。地震工区:地震勘探所设定的数据采集工区。地质单元:勘探开发过程中所认识的、客观存在的各级地质构造单元。生产单元:油田开发过程中所划分的生产区块或单元,可以是地质单元,也可以是地质单元部分或组合。井、井筒:井和井筒是父子关系,井筒是井的若干分支,一口井有一个地理坐标,可以有多个地下井筒目的层坐标。站库:用于油田地面油气集输的处理单元。设备:勘探开发钻井、井筒施工或测试、油田采油和注水使用的移动设备和固定设备。

3.3专业实体类

在主数据模型逻辑结构上,以基本实体为引领,对十六个专业实体类,按照各专业产生和使用数据的方式和特点,针对性地进行内部数据逻辑结构设计。以地质油藏专业实体为实例,来阐述专业实体类的设计方案。区域地质的关键实体分层方案记录了对层位的认识,层位结构记录不同分层方案层位的上下关系。构造、圈闭、断层属性数据表描述区域的形态,储层、油气藏流体、小层评价等属性表描述区域单元内部特性。单井地质实体类以井筒基本实体展开。井筒地层存储单井钻遇的地层信息,包括界、系、统、组、段。井筒层位存储单井钻遇的油层组、砂岩组、小层、沉积单元、夹层等。井筒地层与层位受区域地质中所属分层方案下的层位约束。对比联通数据用来实现井筒层位的对比,描述其联通关系。

4结语

勘探数据库 篇6

【关键词】综合地质;勘探方法;地质勘探

一、前言

目前,综合地质勘探的方法在很多领域都有应用,其中,在地质勘探中,综合地质勘探方法更加重要,因此,一定要重视该方法的科学合理应用,保证其使用更加有效果。

二、地质勘探的阶段划分

固体矿产的地质勘探一般由找矿、普查、详查以及勘探四个阶段组成,四者之间先后顺序不能轻易打乱,否则会对地质勘探工作造成困扰:找矿就是寻找评价具有工业价值的矿产资源为开展普查工作提供依据的过程;普查一般是在已知赋存有工业价值矿产资源的地区或者找矿的基础上进行的。普查的主要任务是对工作地区的矿产资源开发价值做进一步评价,获取一定的矿产资源详查是建立在普查工作的基础之上,对资源条件较好且近期开发有利的地区进行。矿区开发建设的总体设计需要详查为其提供依据,详查成果确定矿区建设规模及井田划分不因地质情况而发生重大变化;特殊水文地质和矿山工程地质等这些影响矿区开发的条件要做出正确客观评价;开发建设井田地段的工作程度要保证满足矿井建设可行性研究的需要,只有将这些工作确认到位,才能确保下步工作顺利进行;精查是直接为矿井设计和建设服务的矿产地质勘查工作。

三、煤矿工程地质勘查的内容

1.剥离物的强度

剥离物强度的研究在煤矿工程地质的勘察当中属于非常有意义的一个部分。通常情况下对剥离物强度进行研究,能够更加准确的确定开采技术所需要使用到的机械设备,而这对于煤矿工程的经济效益的发展来说也有帮助。是以,在进行剥离物的强度研究时,应该要研究清楚岩体的分布与含量以及硬度等级等。对于比较特殊的岩石,应该对其硬度特别调查,再根据调查结果来确定开采时要使用的设备和开采工艺。

2.矿坑边坡的稳定

进行煤矿开采的时候,地表的平衡结构被破坏的情况无法避免,只是这会导致矿坑边坡的稳定性一样受到破坏,以致于给煤矿工程埋下安全隐患、带来安全问题。通过一些有关调查的结果可以得知,在大部分的煤矿开采工程当中,出现因为矿坑边坡滑落而引发的安全事故不在少数,这无疑是对人们的生命与财产都产生了伤害与威胁。会造成这样的现象,很大程度上是由于在进行地质勘察期间,没有对工程环境的水文地质与工程地质做好足够的调查,而在进行煤矿开采的时候,施工人员对于矿坑边坡的设计并不完善,是以在地质环境与工程施工的双重影响之下,便引发了矿坑坑边滑落的情况,引发安全问题。

3.排土场的选择与稳定性

露天矿坑安置废物的场地就是排土场,排土场可以分为外排与内排。外排主要是在开采的初期使用比较频繁,而外排土场对于露天生产的正常工作来说影响很大。因此,应该对排土场地址的选择以及其稳定性的评定都慎重对待。

四、综合地质勘探方法在地质勘探中的应用

1、利用创新整体部署实现地质找矿重大突破

大的找矿突破往往需要建立在打的找矿部署的基础之上,无论是国内还是国外的找矿重大突破,都是以统一部署、集中突破作为基础的,并且涉及到多学科、多工种,是综合集成的结晶。多年以来,我国在地质工作方面已经进入到了体制转换、队伍调整的状态,同时也包括了机制变化、投入不足、风险极大等复杂的情况。由于地质找矿缺少了统一的规划与部署,常常是各自为战而布局又分散,找矿的项目往往小且散而数量有多,这些都是很明显的问题,以致于想要在布局上做出重大突破也很难。面对这样的情况,首先要加强对于找矿部署的研究工作,对找矿整体布局进行创新,并且尽可能的对矿产资源勘察工作的发展做出正确的引导。

要实现创新找矿整体部署,首先需要有稳定研究的队伍,能够将发展需要把握掌控好,对市场动态及时跟踪反应,更要借鉴好国外经验,切实的做到加强矿产勘查部署的研究。其次,全国地质工种的统一规划要尽快推进,矿产资源的勘查规划也要尽快出台,对于公益性的地质勘查或者是商业性地址勘查都要做好统筹与安排工作,要让找矿布局与结构调整都有正确的引导,从根本上预防重复分散的情况发生。最后,要将地质勘查的行业标准不断完善与规范,矿产资源勘查的市场准入也要不断强化,包括业务指导以及监督管理工作都不可松懈。对于找矿过程中要涉及的区域地质调查、物化探和普查、详查与勘查等工作都做好合理部署。

2.地质找矿的预测应用综合勘查技术

对于当前的矿产勘查来说,它的主要发展趋势就是地质找矿的预测应用综合勘查技术。这种综合勘查技术是利用不同的勘查手段进行组合搭配与互补协作,从而完成降低多解性的目标。如果仅仅是利用单一的化探或物探手段,是很难做到对隐伏矿的找矿预测取得显著成果的。在使用化探或物探手段的时候,必须要以矿地质当作重要基础,且将两者的信息与成矿地址条件结合起来进行说明。在化探或物探的勘查过程当中,应该将实践和地址理论结合在一起,来对整体勘查思路做出综合的判断与分析。在这里,也应该注意不要和成矿地址条件分离了而选择单一的勘查手段,这样才能够利用一系列有效措施将地质找矿工作正确处理好以及将地址勘查过程中存在的问题解决好。

3.地址找矿技术的增强

当前的地址找矿方法多种多类,传统的找矿思路慢慢的已经被从地表到内部的新型找矿思路所取代,此外,还以进行综合技术的运用作为基础去更加全面的考虑各项找矿技术。也就是说,以岩石物理性质各有不同作为基本,再去掌握和了解地表到内部的具体情况以及成矿的规律。利用新型的科学技术无疑能够让地质找矿技术有效提高,而通过地球物理仪器所特有的精密度进行实施测量,能够获得足够准确与真实并且来源可靠的数据。在这里,还应该利用好信息体系,把等到的数据转换成图标,并且提供给技术人员作为一个很好的参考。至于地质研究人员、地球物理研究人员、地质勘探人员等都应该协作好,并且相互之间友好配合,努力达成强化地质找矿质量的目标。

五、结束语

综上所述,综合地质勘探方法应用在地质勘探中,必须要明确应用的法则和应用的对策,这样才能够提升综合地质勘探的应用效果,让综合地质勘探的作用发挥出来。

【参考文献】

[1]胡俊峰.煤矿深部开采综合地质勘探方法研究[J].科技致富向导,2012(19).

金属矿山勘探数据处理 篇7

金属矿山的生产方式复杂,生产设备数量巨大,信息量巨大。因此对存储数据进行处理在金属矿山数字化过程中起重要的作用。金属矿山数字化在地质勘探需要长时间地采集记录海量数据。SD卡因具备体积小、功耗低、可擦写以及非易失性等特点而被广泛应用于存储电子产品中,其核心是利用SD卡作为设备载体,采用单片机控制系统读取SD卡内容,并根据设备当前工作状态按照预先设定的工作模式控制设备继续工作[1]。系统整体原理框图如图1所示,其工作过程为:单片机采用SPI通信模式获取SD卡内文件数据,同时单片机采用RS232通信协议把获得的数据发送到PC上测试。

2、数据分析接口设计

2.1 硬件设计

SD卡支持SD模式和SPI模式。本设计中就采用了SPI模式接口与控制器的连接如图2所示。SD卡提供9Pin的引脚接口便于外围电路对其进行操作,9Pin的引脚随工作模式的不同有所差异。在SPI模式下,引脚1 (DAT3)作为SPI片选线CS用,引脚2 (CMD)用作SPI总线的数据输出线MOSI,而引脚7 (DAT0)为数据输入线MISO,引脚5用作时钟线(CLK)。除电源和地,保留引脚可悬空处理。

采用SPI通信模式,与SD卡连接的单片机引脚功能对应发生变化(图3)。

单片机通过SPI通信模式与SD卡建立起信息传递模式。单片机在此过程中起到中间件的作用。

2.2 软件设计

2.2.1 SD卡技术规范

SD卡符合FAT32文件系统规范。此文件系统由四部分组成,分别是:引导扇区、FAT表、文件目录区、数据区。

通过对FAT32文件系统分区结构分析得出以下结论:

(1)保留扇区包含:主引导区MBR其它保留扇区。主引导区记录了关键数据簇中的扇区数、每个扇区字节数(nCountSection)、FAT1的物理地址(FAT1_HeadAddr)、FAT1所占扇区数(nCountSectionOfFAT)、FAT的数(nCountFAT);

(2) 根据FAT2是FAT1备份的特性可计算出根目录区的物理首地址 (RootCatalogAddr) ;

(3) FAT32文件中长文件由短文件组成。根据短文件

目录项,每32个字节表示一个文件(同文件夹)。32个字节的表示定义可以从文件的属性项等信息[2]。

2.2.2 读取SD卡单个文件算法分析

(1) 获取FAT1中下一簇数据地址算法如下:

(2) 文件格式判断算法

3、测试方案

采用单片机STC12C5410AD与PC之间的串口通信,使得单片机STC12C5410AD从SD卡采集到的数据显示在PC上。系统中采用89C51单片机作为下位机,运行WindowsXP的机作为上位机,二者通过RS232串行口进行通信。RS-232接口使用的是RS-232电平,是负逻辑定义的。其电气特性要求:规定逻辑"1"的电平低于-3V,而逻辑"0"电平高于+3V;与TTL电平截然相反。要使这两种电平能够连,必须加入相应的电平转化电路[3]。在本设计中采用集成平转换芯片MAX232进行RS-232/TTL电平转换。单片机STC12C5410AD与PC之间串口通讯的硬件转换电路如图5所示。

结束语

通过串口将本系统连接到PC进行测试,测试结果表明本系统完成对FAT32文件系统的读写。将运用到采集系统的设计,减少系统的尺寸,提高系统的可靠性,为长期大量的地质数据采集、存储提供了技术支持。

摘要:金属矿山数字化可以充分利用资源, 能够高效对矿山生产进行监控, 提高矿山企业经济、社会效益。为了达到这个目的, 提出利用金属矿山实现数字化管理。采用SD卡的SPI通信模式, 用单片机编程模拟SPI总线时序, 同时对实现对SD卡内FAT32文件系统格式勘探数据进行处理。

关键词:金属矿山,数字化,SPI,FAT32

参考文献

[1]葛健、董浩武、郑海兵.嵌入式SD卡存储器设计[J].电子技术应用, 2010, 5139-142

[2]朱大锐、张团善、高文..ATmega128L单片机的Micro SD卡读写[J].单片机与嵌入式系统应用.2009, 5.37-39.

油气勘探开发数据模型标准化 篇8

数据模型是数据库技术研究的重要内容之一,它是关于数据组织结构或模式的一种表述方式。从层次上分,数据模型包括概念模型、逻辑模型、物理模型。概念模型主要刻画数据实体以及实体之间的联系,是对有关数据的归纳和概括;逻辑模型则从信息技术角度,按照关系模型、层次模型或网状模型,对概念模型进一步描述;物理模型则完全依赖于某一具体的数据库管理系统(DBMS),对数据在计算机内的存储和存取方法进行定义。其中,逻辑模型尤为重要,它直接影响数据库系统的诸多性能,如数据存取效率、数据完整性控制等。通常所说的数据模型,即指逻辑模型。

随着计算机和数据库技术的广泛应用,一些企业或部门出于管理或科研的需要,建立了不同规模的数据库系统。为了规范和统一这些数据库的结构,以便在企业内部推广、减少重复开发、促进数据共享和交换,有必要将这些数据库数据模型进行规范,作为企业标准或行业标准推出。中石油以及国外一些大油气公司在油气勘探开发数据标准化方面都做了大量工作,取得了显著效果并积累了宝贵的经验。

2 数据模型与应用系统

2.1 数据模型对应用系统的影响

数据模型影响应用系统中数据库的存取访问。数据模型不但定义了不同数据之间的逻辑关系,还定义了不同数据项(数据元)的命名或代码、数据类型、数据的合理取值区间等。数据模型决定了数据库的结构,其设计的优劣、规范化程度、所满足的范式,直接影响数据库的数据完整性与一致性,并对数据库的系统性能产生重要影响。

数据库数据的存取过程一般经过两级:硬盘和内存,而磁盘操作占用存取操作的主要时间。DBMS对数据访问的管理,首先是通过不同的存取路径,将要存取的数据以存储块为单位读入计算机内存进行缓存,之后再对内存中的数据进行各种关系运算(对关系模型而言),最后将操作的结果返回给用户。

在关系型数据库中,一个关系模型可以简单理解为一个二维数据表,表中的一行数据称作一条记录,表中一列对应一个数据字段。如果在模型设计时关系模型分解过细,关系表过多,亦即数据分组太多,就会导致应用过程中跨表连接操作多,效率低。但如果在模型设计时缺少必要的分解,一个数据表包含过多的数据字段,也会导致数据存取操作效率降低。因为用户一次存取访问的可能只是一个或几个表中少量的数据字段,而DBMS内部存取机制是一次按块(整行)读取,如果记录行过长,则一次磁盘存取过程无效的数据项(非用户所需要的)就增多,从而影响效率。

总之,对不同的数据存取需求,没有任何一种模型总是最优,因此,只有针对具体需求做出权衡,进而优化设计。

2.2 油田勘探开发应用系统数据需求特点

不同的勘探开发应用系统,有不同的数据访问功能和性能需求。

油田勘探开发信息化应用从系统的特征上,可以分为两类:信息系统与专业研究系统。两者几乎都离不开数据库系统的支持,但却有着不同的数据访问与操作特点。

信息系统:主要包括数据源信息采集与汇交系统、信息集中管理系统、辅助决策系统等。顾名思义,信息系统以信息采集、存储管理、信息查询应用为主要特征。

面向现场的业务活动主要指物探采集、钻井录井、测井、试油测试、油层改造、开发生产等,这些环节数据应用特点是专业化分工明细,各类数据的采集、管理和使用相对独立、单一。因此,数据库严格按照专业分工设计,数据库操作以数据批量加载为特征,要求数据输入输出快速、高效。

数据中心的数据管理面向整个油田,数据来源多、信息种类多、数据量大、用户面广,不同的用户需求不同。因此,要求数据库具有更丰富的数据背景信息、分类信息、标识信息。

专业研究系统:指油田勘探开发研究过程使用的专业软件,如:地震处理解释软件、测井解释软件、地质综合分析软件、油藏评价软件等。其中一些主流软件已经成为各家油气公司长期使用的标准化平台,这些平台的底层数据库是项目研究成果数据共享应用的数据环境。该环境要求能够按照用户群、项目(组)来划分和管理数据,由于对数据的存取操作通常都隐含在应用模块中,以数据计算、加工处理为主要特征,对数据的读取效率有更高的要求,因此,要求数据库结构简洁,只需将有用的数据组织到一起,并充分考虑软件功能模块的数据访问需求。

由此可见,不同的应用系统要求不同的数据库结构,并无通用的结构标准能够完全适应不同的应用。

3 勘探开发数据模型标准化现状

3.1 国内方面

中石油勘探开发数据模型标准化工作起步较早,上个世纪80年代末,为了在整个石油行业规范勘探开发数据管理,推动勘探开发数据应用,中石油开始组建数据库设计总体组,开展勘探开发数据库设计和标准化工作,并于1987年推出SY 5311-87《石油勘探数据库文件格式》,1996年推出修订版SY/T6239-1996,2000年推出SY/T 6184-2000《油田开发数据库表结构》。上述两项标准是石油行业最具影响力的数据模型标准,分别规定了勘探开发信息分类原则及数据库结构,适用于油气勘探开发的数据收集、录入、存储和信息交换。一些油气田公司根据各自科研生产管理的特点,在此基础上做了一些补充修改,推出了自己的企业标准。

上述两项标准的显著特点是按照勘探开发业务对信息进行分类,强调对信息的采集和管理,尤其适用于信息管理系统建设。但也存在一些不足,例如,个别关系表规范化程度不高,直接面对生产报表,将日数据、月累计数据、年累计数据组织在一起,造成数据冗余多,数据一致性差。尽管如此,它们的作用仍是巨大和深远的,目前各家油田公司面向现场数据源采集管理的专业数据库建设仍然遵循这两项标准。

2004年,中石油启动“十一五”信息化项目A1、A2建设,其中一项重要内容是勘探开发数据中心主库建设,由此开始了主库数据模型标准化工作。主库建设采取了引进技术产品,核心产品是Openwell和Petrobank。

Openwell不是一个单纯的信息管理系统,它是一个专业应用功能丰富、覆盖数据类别广的综合应用系统,它不但支持井筒数据的集中管理,还直接支持地质工程师开展地质分析和解释工作,其底层数据模型(Engineer Data Model,EDM)声称符合公共石油数据模型(Public Petroleum Data Model,PPDM)标准。Openwell底层数据库管理的数据主要包括钻井、地质录井、测试、试油试采、井下作业、采油生产和经济评价等与井相关的地质和工程施工数据。

Petrobank主要用来管理地震大块数据,包括采集和处理的数据体,其数据模型相对独立。中石油为了满足一体化管理的需要,在EDM基础上进行了数据映射、重组和扩展,并增加了地质目标区(盆地和构造单元等)、油气田(区块)、地震工区等基础实体,形成了一套新的结构标准,2010年形成石油勘探开发数据模型(Exploration and Production Data Model,EPDM)标准1.0版本。EPDM的一个显著特点是强调勘探开发数据的一体化管理,它是目前中石油勘探开发数据资产化管理、数据银行运作模式的存储标准,该模型的改进和完善工作仍在进行。

3.2 国际方面

公共石油数据模型PPDM在国际石油行业具有一定影响力,其由国际上非盈利联盟组织PPDM倡导提出。该组织在20世纪80年代末90年代初成立,包括美国BP、雪佛龙、壳牌、埃克森、斯伦贝谢等100多个成员,涉及能源公司、政府部门、软件和数据供应商、服务公司等。该组织不但制定数据模型用以方便和简化数据库建设和维护,同时还开发基于可扩展标记语言(XML)的数据转换模式标准。目前它的数据模型标准在主流石油软件平台中都有不同程度的体现。

中心数据石油数据模型Epicenter,其为上世纪90年代,国际上专门从事石油数据标准研究的非盈利组织石油开放软件协会POSC推出的七个石油软件集成标准之一。该模型是一个纯粹的逻辑模型,既非关系模型,也非网状或层次模型,声称面向对象模型。它脱离任何一个具体应用,运用面向对象的分析方法和设计技术,对石油勘探开发数据进行抽象、分类和集成,包含了E&P领域所有的技术和业务对象,共大约1 500个实体。POSC标准的核心思想是使石油软件和数据都模块化、组件化、标准化,使得支持这些标准协议的软件和数据可以随意组合拼装,实现软件模块的共享和数据共享。该标准前后经历10余年,最后发展到3.2精简版。由于该模型结构太过复杂,难于理解,且缺少数据库管理系统的支持,几乎无法直接应用。尽管如此,该数据模型提出的对象、活动及特性几个概念,以及对勘探开发业务进行的11个超类实体抽象,体现了先进的勘探开发信息分类思想,对其他数据模型标准产生了积极而深远的影响。

4 数据模型标准化原则

根据多年的工作实践,数据模型标准化的基本原则总结如下:

(1)目标驱动原则。模型标准的制定,数据模型的设计,要紧紧围绕系统应用的目标需求,符合业务需求特点。如前所述,没有一个标准能够满足所有的应用需求,要针对不同的系统目标,划分层次,建立不同的模型标准。

大庆油田勘探数据库系统建设按照面向现场的数据采集应用的专业库系统、面向勘探开发专业研究的项目库系统、面向数据资产管理与服务的主库系统三层体系架构进行设计,分别采用不同的数据模型标准,充分体现了该原则。专业库包括录井专业库、测井专业库、试油测试专业库等,模型标准基本遵从两项行业标准SY/T 6239-1996和SY/T 6184-2000;项目库建设的目标是适应不同的专业软件应用,如在建的地震解释项目库,将地震解释密切相关的井筒数据、解释层位数据、断层数据有机组织到一起,支持地震解释及其成果应用;主库建设目标是集中管理油田勘探开发各类数据,不针对具体应用,数据模型标准采用的是中石油勘探开发数据模型标准EPDM。

这三个层次管理和应用数据的范围不同,对数据的处理要求和方法、查询检索、存取的性能要求不同,因而底层的数据库结构也不尽相同。目标驱动,就是强调这种应用的差异性,尊重模型标准的差异性。

(2)结构开放原则。标准的管理和实施过程,要有灵活性、可裁减性、易扩充性。由于目前应用最多的模型是关系模型,在技术上没有问题,关键在于管理过程中对标准的适用范围、采用程度要灵活处理。信息标准多为推荐性标准本身也体现出开放性。

(3)数据元一致原则。统一数据项的类型定义、名称或代码定义、唯一标识定义,使得同一数据在不同应用系统中都有唯一的一致性解释。

(4)统一规划原则。标准的提出与制定,要有系统性、规划性。既保证不同标准交叉部分的数据定义一致,也尽量避免不必要的标准内容重叠。这就需要在标准体系框架指导下,根据不同业务领域应用发展的需求,结合信息资源规划,统筹规划未来几年有关标准的制修订计划,然后分步实施。

只有坚持上述原则,标准才能统而不死、有的放矢,发挥应有作用。

5 结语

数据模型对于数据库系统建设和应用有着重要影响,数据模型的标准化对于企业加快同类应用系统开发、促进数据共享、方便数据交换、加强数据资产管理等都有重要作用。因此,企业管理者对该项工作的关注度越来越高,无论是中石油总部还是下属油田公司,都在不断发展和完善不同级别的相关标准,中石油自主的数据模型标准目前基本上是面向信息管理,国际上的数据模型标准主要面向应用系统。在数据模型标准制定和实施过程中,有必要遵循前文所述的原则,准确把握标准的需求定位,只有这样才能使这些标准形成体系、相辅相成,最大化地发挥应有的作用。

参考文献

勘探数据库 篇9

1 规范审校

就是把数据按规范统一起来。数据本身不一定有错误,表述不同计算机就会认为他们是错误。日常生活中,或者平日的资料里会对同一个事物或属性进行不同的描述。比如完井报告中描述试油结果是“工业油流”,也有的完井报告写“工业油层”。看报告的人会认为一个样,计算机就会认为不同,这就是说计算机中一个信息(数据)就是确定的数据,不允许不同或有二义性。比如:井号,有时会说“XX”,还会说“XX井”;斜井中大写的“X”与小写的“x”;地理位置中会出现“霸县”与“坝县”;“候”与“侯”;层位中会有“二”与“2”等等情况,不胜枚举。平时看到都会正确理解领会,在计算机中就成了两个截然不同的数据,查询时就会得出不同的结论,所以必须避免和排除。对待这类问题,我们创建了辅助数据表,枚举所有问题,临时出现的就及时增加进去,对新入库的每个字段都进行遍历,进行统一。比如搜索入库井号字段,把“坝”替换为“霸”;“X”替换为“x”;同样搜索其他可以归类出标准代码的字段,检查其内容是否被包含在代码表中,如果代码表中没有其内容则给出怀疑报告,提交人工处理。

2 单位统一校对

来自不同途径的数据其单位就有所不同,录入数据库中就要求单位统一。同一类数据单位不一致,在数据库中会表现出数值异常,据此可以提出疑问,提示校对者复查。比如:纸质资料中表述原油产量用单位“吨”,表述天然气产量常用“立方米”;数据库中统一到一个字段“油气产量”,其单位是“吨”,如果该井该字段是日产5000,那么就有可能是混淆了单位,很可能是5000立方米气,应当查看原资料落实。又比如:分析化验资料中渗透率的单位达西(mD),常常会因为渗透率的高低而使用达西或毫达西,出现异常高的渗透率就是异常的,应当再落实。套管尺寸、钻头直径等字段的单位是毫米,不能是英寸;温度是摄氏,不是华氏。尽管原始资料中单位各式各样,录入数据库中就要统一表达。

3 值域校对

就是校对取值在一定范围的数据,超出这个范围就是问题数据。比如井深,不会大于4位数,即几千米,目前还没有大于7000米的深井,那么就搜索大于7000米的井深,发现后则给出怀疑报告,提交人工处理。今后可能会出现更深的探井,届时再调整这个数值。又比如井位xy坐标,油田的探区相对固定,那么井位就不会超出探区的范围,也就是xy坐标有范围值,用计算机检索大于或小于其范围值的数据就是可疑数据,就要提交人工处理。钻头直径、井斜、方位角等等都有范围,超出这些范围就是疑点,就要提交人工查看、校验。

4 自我审校,内部统一

就是用数据的关联性相互比对发现矛盾。油气勘探数据中部分数据是相互制约,相互支持的,找出数据间的相互关系,用计算机查对这种关系从而发现不服从这种关系的数据。与纸质原件对照不一定能发现此类错误,因为原始资料本身就可能存在错误。比如:开钻日期<完钻日期<完井日期;又比如:钻头直径>套管直径;顶界深度<底界深度;补心海拔=地面海拔+补心距;地层厚度=底界深度-顶界深度;事故发生时间<事故解除时间,发挥计算机比对迅速的优势,很容易找出这类疑点,提交人工验证。

自我审校还包括同一库中不同表之间的数据对比,即钻井数据、录井数据、试油数据、测井数据各表中不能出现相互矛盾,通过左右互证发现谬误。

5 统计审校

就是利用不同资料来源的数据,对比其相同数据的和差,计算出的和差相同,那么大体上每个数也是一致的。和差不同时就对比上半部的和差,上半部数据和差相同,再对比下半部数据和差,用这种折半查找法找出不同的数据。此类方法的实施前提是同类资料收集到两套,且来源不同。来源一样的相当于一套,资料不同也失去对比的前提。比如:测井成果数据,收集到了表格版电子文档,又有录入数据库中的数据,则其中的井深、自然电位、声波时差、自然伽马等等都可以用此法对比。

6 计算机朗读辅助校对

就是计算机朗读数据库中的数据,校对人员看着原稿件逐一校对,主要任务是发现不同。平时都是把计算机中的数据打印出来,比照原稿一一校对,也有时用原稿和计算机显示器上的数据进行校对,这样校对人员很辛苦,不停地抬头、低头,还很容易看错行。计算机读出声音,校对人员边听边看原稿数据,可以根据原稿数据出现的顺序,设置成一条记录,一条记录的横着念,也可以设置成一列一列的竖着念。不易疲劳,减轻了工作强度,准确率也提高了。

7 成图后比对

就是将计算机中的数据画成图形和纸质图形比对,找出不同。油气勘探数据有许多是用来成图的,比如:综合录井图,测井曲线;井斜曲线等,用数据库中的数据直接成图再和纸质图形对照,很容易发现突出的异常点,发现异常点再读取相应的数据一一对照,就发现了问题。

总之,数据校对不是简单的劳动,“对”是要保持和原稿件数据一致,要求认真仔细,一丝不苟,“校”是发现原稿件中数据的错误,功夫在学识、心智。计算机程序只是辅助校对人员找出可疑之处,如何修改要依靠校对人员的学识水平和判断能力。

摘要:介绍了计算机辅助审校的7个方面,包括自动校对和协助校对的数据规范、单位统一、值域合理、内部一致、统计审核、语音朗读、成图对比。

浅析三维地震勘探中的方差数据体 篇10

1 方差的基本概念

由概率统计学中的概念可知,方差体定义为:设X是一个随机变量,若E{[X-E(X)]2}存在,则称E{[X-E(X)]2}为X的方差,记为D(X)或Var(X),即:

D(X)=Var(X)=E{[X-E(X)]2} (1)

在应用上还引入与随机变量X具有相同量纲的量D(X),记为σ(X),称为标准差或均方差。

按定义,随机变量X的方差表达了X取值与数学期望的偏离程度。若X取值比较集中,则D(X)较小;反之,若取值比较分散,则D(X)较大。因此,D(X)是刻划X取值分散程度的一个量,它是衡量X取值分散程度的一个尺度。

由定义知,方差实际上就是随机变量X的函数g(X)=[X-E(X)]2的数学期望。于是对于离散型随机变量有:

D(X)=E(Y)=E[g(X)]=k=1g(xk)pk=k=1[xk-E(X)]2pk(2)

其中,p{X=xk}=pk,k=1,2…是X的分布律。

2 方差数据体基本方程及其推导

方差体处理技术是在误差分析理论基础上发展起来的,它通过计算地震道与平均地震道之间的方差值来得到方差体,从而突出由断层或异常地质体所造成的地震反射的突变异常。

三维地震数据体反映了地下一个规则网格的反射情况。当遇到地下存在断层或某个局部区域地层不连续变化时,一些地震道的反射特征就会与其附近地震道的反射特征出现差异,而导致地震道局部的不连续变化信息。

方差体技术的核心就是求取整个三维数据体所有样点的方差值。其步骤是:首先求每个样点的方差值,即通过该点与周围相邻地震道的时窗内所有样点计算出来的平均主值之间的方差,然后再加权归一化即可得到要求取的值。方差体的计算结果即是求取加权移动的方差值。在所感兴趣的区域内计算出每个时间或深度样点的方差。例如,用周围相邻的8道加上本身1道(共9道),并取该样点为中心上、下各1/2时窗长度内的样点数(假设采间隔1 ms,时窗长度为30 ms),先求出9道中每道30 ms时窗长度内所对应样点振幅的平均值,然后计算出时窗长度内9道中每个样点振幅值的方差和,最后再乘以正弦三角函数的加权值并做归一化可得到该样点的方差值(见图1)。

即:如计算t时刻某样点的方差值。

设:第ij时刻对应样点的振幅值为xij

所以,第ij(例如30 ms)时间内所对应样点振幅和为:

X¯ij=x1,t+x2,t++x5,t+x6,t++x9,t=i=19xij (3)

j(30 ms)时间所有i道内的平均振幅值,即主值为:

x¯ij=19×X¯ij=19×i=19xij (4)

再由式(1)得:

t时刻j(30 ms)时间内第i道(共9道)到对应样点的偏离方程为:

D1(xij)=[X-E(X)]2=(xij-x¯ij)2 (5)

⇒t时刻j(30 ms)时间内所有样点的方差值为:

D2(xij)=(x1,j-x¯1,j)2+(x2,j-x¯2,j)2++(x9,j-x¯9,j)2=i=19(xij-x¯ij)2(6)

t时刻整个时窗所有样点的方差值为:

D(xij)=i=19(xi,t-15-x¯i,t-15)2+i=19(xi,t-14-x¯i,t-14)2++i=19(xi,t-x¯i,t)2+i=19(xi,t+1-x¯i,t+1)2++i=19(xi,t+15-x¯i,t+15)2=j=t-15t+15i=19(xij-x¯ij)2(7)

t时刻该样点的方差值为:

δt2=D(xij)j=t-15t+15i=19xij2=j=t-15t+15i=19(xij-x¯ij)2j=t-15t+15i=19xij2 (8)

t时刻该采样点加权后的方差值为:

δw2=δt2j=t-15t+15wj-t=j=t-15t+15i=19(xij-x¯ij)2j=t-15t+15i=19xij2×j=t-15t+15wj-t (9)

w=sinθ,0≤θ≤90°,0≤w≤1 (10)

进而,推广求某样点IL ms时窗长度的方差值公式为:

δt2=D(xij)j=t-L/2t+L/2i=1Ιxij2=j=t-L/2t+L/2i=1Ι(xij-x¯ij)2j=t-L/2t+L/2i=1Ιxij2 (11)

δw2=δt2j=t-L/2t+L/2wj-t=j=t-L/2t+L/2i=1Ι(xij-x¯ij)2j=t-L/2t+L/2i=1Ιxij2×j=t-L/2t+L/2wj-t (12)

w=sinθ,0≤θ≤90°,0≤w≤1 (13)

其中,δt2为某道某个采样点的方差值;δw2为某道某个采样点加权后的方差值;xijj时间i道的地震振幅值;x¯ijj时间所有i道内的平均振幅值即主值;wj-t为某时窗内某采样点的三角加权函数,最大是1,最小是0;L为方差的时窗长度(例如30 ms);I为计算某点方差值时所需要的相邻道数(例如9)。

通过式(11)~式(13)采样点的方差值,最终得到三维方差数据体。

3 方差数据体的应用

数据体的核心是可以求出三维数据体中任意一样点的方差值,为此我们可以利用每个样点方差值之间的关系来实现对面、体的追踪,进而来为断层及构造裂隙带的解释提供依据与参考。

方差体在面追踪的应用可以细分为两个方面:1)在任一剖面对某时深进行追踪;2)在整个数据体中对某时深进行追踪。

在任一剖面上,当我们选中某点作为参考样点后,就以这个参考样点为中心以某一时间长度作时窗计算改道所有样点的方差数据值,并选取方差值最大的样点。然后由于地层沉积的连续性,我们以该点为基准水平顺移到下一道选取新的样点为中心,计算当前道某时间长度内所有样点的方差值(每个样点的计算方法与参考点相同)。而后在取方差值后,我们以新的参考样点为中心水平移动寻找下一道所对应的样点进而向下进行追踪。

在三维数据体中任一个参考样点周围相接27个方向,依次求取该参考样点和周围27个样点的方差数据值。并选取与参考样点方差值最为接近的一个作为新的参考样点,进而依次在整个数据体中追踪。

4结语

方差体技术是检测地下断层及地层不连续变化现象的卓有成效的一种技术,该技术的出现使在三维地震中解释地质突变界面变得相对容易,特别是断层面和构造裂隙带的解释,不论是精度程度还是解释效率都有了极大提高。

摘要:从概率论与数理统计中所提到的方差的基本概念入手,结合三维地震数据体的实际情况,推导出方差数据体的基本方程,以期为方差体技术在构造及裂隙带解释中的应用提供理论先决条件。

关键词:方差,方差体,三维地震勘探

参考文献

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