[发明专利]复杂地质体井中重力三分量计算方法、装置、设备及介质

说明书

复杂地质体井中重力三分量计算方法、装置、设备及介质，确定目标区域，构建内部包含所述目标区域的棱柱体模型；对棱柱体模型进行网格剖分，剖分成若干个小棱柱体单元，根据目标区域的密度分布给每个小棱柱体单元密度赋值；采用三维离散卷积法，计算所有小棱柱体单元在井中观测点处产生的井中重力。本发明其能够适应于任意密度分布、复杂形状地质体井中重力三分量的快速、高精度计算，实现了任意密度分离复杂形状地质体井中重力三分量在计算精度和计算效率上的统一。

技术领域

本发明属于重力场数值模拟技术领域，特别涉及一种任意密度分布、复杂形状地质体井中重力三分量计算方法、装置、设备及介质。

背景技术

相比地面和航空重力，井中重力因距离场源体更近，能更好反映场源体位置等信息。井中重力对场源体的密度和形状变化更加敏感，是固体矿产和油气资源勘探、环境监测领域重要观测手段，伴随井中重力观测设备的发展，井中重力测量日渐成为一种重要的勘探、监测方法。为适应地面-井中重力三分量数据联合反演需求，井中重力三分量高效计算成为亟待解决的问题。相比地面和航空正演，因井中观测点位于地下场源内部，场源点与观测点位于同一位置时格林函数是奇异的，严重影响计算精度。

对于任意密度分布、复杂形状的地质体井中重力三分量计算，目前井中重力三分量计算的研究文献较少，最常用的计算思路是将地下空间剖分成许多规则的小棱柱体体，将小棱柱体产生的场进行累加逼近复杂地质体井中重力，这种方法的最大缺点是计算速度慢。剖分方式和计算方法共同决定了井中重力三分量计算的效率和精度。计算效率和计算精度是一对矛盾体。累加方法存在的最大问题是不能同时保证计算效率和计算精度，无法满足地面-井中重力数据联合反演成像、人机交互建模和解释对计算效率的需求。

因此，寻找一种计算效率高、同时能保证计算精度的地质体井中重力三分量计算方法具有重要的现实意义。

发明内容

针对目前现有井中重力三分量计算方法计算精度低的问题，同时考虑满足地面-井中重力数据联合反演成像、人机交互建模和解释对计算效率的需求，本发明提出了复杂地质体井中重力三分量计算方法、装置、设备及介质，其能够适应于任意密度分布、复杂形状地质体井中重力三分量的快速、高精度计算。

为实现上述技术目的，本发明提出的技术方案为：

一方面，本发明提供一种复杂地质体井中重力三分量计算方法，包括：

确定目标区域，构建内部包含所述目标区域的棱柱体模型；对棱柱体模型进行网格剖分，剖分成若干个小棱柱体单元，根据目标区域的密度分布给每个小棱柱体单元密度赋值；

计算所有小棱柱体单元在井中观测点处产生的井中重力。

进一步地，本发明所述目标区域中每个小棱柱体单元密度为常值，不同小棱柱体单元密度取值不同，以此刻画任意密度分布、复杂几何形状地质体，位于空气部分的小棱柱体单元的密度值设为零，以此刻画起伏地形。

进一步地，本发明采用三维离散卷积法计算所有小棱柱体单元在井中观测点(x₀,y₀,z_n)处产生的井中重力，包括3个分量，分别是g_x(x₀,y₀,z_n)、g_y(x₀,y₀,z_n)、g_z(x₀,y₀,z_n)，计算公式分别为：