轨道周期调谐的地层堆积样式正演模拟方法技术

本发明专利技术涉及轨道周期调谐的地层堆积样式正演模拟方法，属于地质技术领域。本发明专利技术解决了现有技术中只出现等间距层理组合而不出现轨道周期层理“束状体”的大套地层中轨道周期识别问题以及复杂岩性组合地层中轨道周期识别问题。本发明专利技术按照轨道周期理论，分别构建具有不同尺度、不同周期强度、不同信噪比条件下的轨道周期叠加测井信号，应用计算机技术，对构造的不同轨道周期组合的模拟曲线进行分类研究，并用不同的岩性代表所分的类，从而构造出轨道周期组合的岩性模拟模型，根据不同轨道周期组合的岩性模拟模型得出的规律对露头岩层中记录的轨道周期层进行推断，为进一步的研究提供借鉴依据。本发明专利技术主要运用于地质和矿产勘探等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道周期调谐的地层堆积样式正演模拟方法，属于地质

技术介绍
地球轨道周期的变化对气候变化的驱动和影响已被米兰科维奇天文周期理论所证实。轨道周期变化在地层记录中多表现为岩石矿物成分及其含量、岩石结构及沉积构造等地层属性的变化，进而影响岩石可钻性、研磨性等技术指标。但如何正确解决轨道周期在地层记录中的显现问题，是地质和地球物理领域的关键问题。记录于沉积地层中的轨道周期性变化能以碎屑岩的厚度变化、颗粒大小、丰度、矿物成分、有机质含量和沉积物的结构与构造变化表现出来，并能在测井曲线上得到很好地反映。而且，轨道周期量级是米级或略大，这也恰好落在测井分辨率的范围内，因此，可选择适宜的数学统计方法和数据处理程序从测井曲线中识别轨道周期。旋回地层学的研究方法目前主要集中在从地层记录中识别提取轨道周期信息，要么从岩石的堆叠样式，要么从岩石的物理信号中提取轨道周期信息成分，但这只是问题的一个方面，属于问题反演方面。其实在问题的正演模型没有建立的情况下，反演结果往往具体多解和不确定性。在野外露头开展轨道周期研究中的最大困难就是常常遇到大套的等间距层理组合而不出现轨道周期层理“束状体”，在用测井信号识别轨道周期时，最大的困难是有些层段保留的轨道周期信号弱而不被识别，因此需要应用计算机技术按照轨道周期理论值，分别构建具有不同尺度、不同周期强度、不同信噪比条件下的轨道周期叠加测井信号，开展正演模拟的研究，需要大量组合试验工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有轨道周期反演识别研究方法存在的上述缺陷，提出了一种轨道周期调谐的地层堆积样式正演模拟方法，借助计算机应用技术，通过构建了部分参数组合条件下的模拟模型，按照轨道周期理论，人工模拟轨道周期信号，按照一定方案驱动地层的堆积过程，形成理想状态下轨道周期驱动的地层结构，并不断改进完善，模拟并比对实际地层堆积样式，从另一方面对地层米氏周期的记录加以确认。发展和完善旋回地层学研究理论与方法。本专利技术是采用以下的技术方案实现的：一种轨道周期调谐的地层堆积样式正演模拟方法，包括下列步骤：步骤一：利用正弦或余弦函数的周期性构造出轨道周期的测井曲线模型：第一步：指定2π、π/2分别代表地球公转轨道的偏心率长周期和短周期400ka、100ka，π/5代表黄赤交角的变化周期，π/10代表岁差变化周期20ka，其符合轨道周期的主要周期比20ka：40ka：100ka：400ka≈1：2：5：20；第二步：将符合轨道周期的主要周期比通过函数y＝sinx，y＝sin4x，y＝sin10x，y＝sin20x来实现，把不同函数复合在一起便得到轨道周期的测井曲线模型；第三步：通过上述复合后的函数，得到不同轨道周期组合的模拟响应曲线；第四步：分析轨道周期在测井曲线中的体现；步骤二：对构造的不同轨道周期组合的模拟曲线进行分类研究，并用不同的岩性代表所分的类，从而构造出轨道周期组合的岩性模拟模型；步骤三：构建加入噪音信号的轨道周期组合的模型，与未加入噪音信号的模型对比分析。进一步地，步骤一第二步中不同的函数复合在一起就得到了不同轨道周期组合的模拟响应曲线；因地质记录是非常复杂的，故略掉了单一周期的模型建立，主要选择两种周期组合，三种周期组合和四种周期组合共11种组合，并得到不同复合后的函数的小波波谱图，即：y＝sinx+sin4x，y＝sinx+sin10x，y＝sinx+sin20x，y＝sin4x+sin10x，y＝sin4x+sin20x，y＝sin10x+sin20x，y＝sinx+sin4x+sin10x，y＝sinx+sin4x+sin20x，y＝sin4x+sin10x+sin20x，y＝sinx+sin10x+sin20x，y＝sinx+sin4x+sin10x+sin20x。进一步地，步骤一第二步的测井曲线中，x的取值是从0到10π之间的2000个数，其取值间隔均为2π/400，并指定取值间隔2π/400代表实际测井的采样间距0.125m，换算后即为模拟信号对应的深度列。进一步地，步骤一第二步中，轨道周期的测井曲线模型中所包含的时间周期分别为0.314，0.628，1.571，6.283，对应的厚度周期分别是2.5m，5m，12.5m，50m，周期个数为100，50，20，5个。进一步地，步骤二中每种周期组合的模拟岩性呈现出规则的旋回变化，并且不同周期组合得到的模拟岩性组合也是不同的。进一步地，步骤二中多层且薄层的岩层形成于周期大小差别悬殊的周期组合。进一步地，在地质时期内，同一岩性的大套岩层的沉积受天文周期中的低频信息的驱动，同一岩性的薄层岩层的沉积受天文周期中的高频信息的驱动。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述的轨道周期调谐的地层堆积样式正演模拟方法，与现有技术相比，野外钻井取芯或观察岩层露头剖面时，我们可以根据露头剖面的岩性组合模式初步推断地层记录的轨道周期旋回层，即若是遇到同一岩性大套出现的岩层层段，就可以推断此层段处可能保存相对大周期的旋回层；相反若是遇到同一岩性薄层岩层层段，可以推断此层段处保存小周期的旋回层，而对复杂岩性互层组合则可根据本正演模拟岩性组合模型加以判识，这对于进一步深入研究沉积环境，矿产勘探等具有借鉴意义。总之，根据不同轨道周期组合的岩性模拟模型得出的规律对露头岩层中记录的轨道周期层进行推断，为进一步的研究提供借鉴依据。附图说明图1是本专利技术的正演模拟信号。图2是本专利技术的岩性模拟图。图3是本专利技术的轨道周期组合岩性模拟图。图4是加噪前后模拟岩性对比图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实例，对本专利技术提出的轨道周期调谐的地层堆积样式正演模拟方法进行详细说明。本专利技术提出了构建方法，并构建了部分参数组合条件下的模拟模型，两种周期叠加条件下四种及两种岩性组合地质模型、三种周期叠加条件下四种及三种岩性组合地质模型、四种周期叠加条件下四种及三种岩性组合地质模型等。一、理想信号条件下的模拟方法利用正弦或余弦函数的周期性构造出轨道周期的测井曲线模型，指定2π、π/2分别代表地球公转轨道的偏心率长周期和短周期400ka、100ka，π/5代表黄赤交角的变化周期40ka，π/10代表岁差变化周期20ka，其符合轨道周期的主要周期比20ka：40ka：100ka：400ka≈1：2：5：20。对应的函数分别为y＝sinx，y＝sin4x，y＝sin10x，y＝sin20x，把不同的函数复合在一起就得到了不同轨道周期组合的模拟响应曲线。地质记录是非常复杂的，故排除了单一周期的模型建立，分别研究了两种周期组合，三种周期组合和四种周期组合共11种组合，即：y＝sinx+sin4x，y＝sinx+sin10x，y＝sinx+sin20x，y＝sin4x+sin10x，y＝sin4x+sin20x，y＝sin10x+sin20x，y＝sinx+sin4x+sin10x，y＝sinx+sin4x+sin20x，y＝sin4x+sin10x+sin20x，y＝sinx+sin10x+sin20x，y＝sinx+sin4x+sin10x+sin20x。图1所示为y＝sinx+sin4x+sin10x、y＝sinx+sin4x+s本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道周期调谐的地层堆积样式正演模拟方法，其特征在于：包括下列步骤：步骤一：利用正弦或余弦函数的周期性构造出轨道周期的测井曲线模型：第一步：指定2π、π/2分别代表地球公转轨道的偏心率长周期和短周期400ka、100ka，π/5代表黄赤交角的变化周期，π/10代表岁差变化周期20ka，其符合轨道周期的主要周期比20ka：40ka：100ka：400ka≈1：2：5：20；第二步：将符合轨道周期的主要周期比通过函数y＝sinx，y＝sin4x，y＝sin10x，y＝sin20x来实现，把不同函数复合在一起便得到轨道周期的测井曲线模型；第三步：通过上述复合后的函数，得到不同轨道周期组合的模拟响应曲线；第四步：分析轨道周期在测井曲线中的体现；步骤二：对构造的不同轨道周期组合的模拟曲线进行分类研究，并用不同的岩性代表所分的类，从而构造出轨道周期组合的岩性模拟模型；步骤三：构建加入噪音信号的轨道周期组合的模型，与未加入噪音信号的模型对比分析。

【技术特征摘要】
1.一种轨道周期调谐的地层堆积样式正演模拟方法，其特征在于：包括下列步骤：步骤一：利用正弦或余弦函数的周期性构造出轨道周期的测井曲线模型：第一步：指定2π、π/2分别代表地球公转轨道的偏心率长周期和短周期400ka、100ka，π/5代表黄赤交角的变化周期，π/10代表岁差变化周期20ka，其符合轨道周期的主要周期比20ka：40ka：100ka：400ka≈1：2：5：20；第二步：将符合轨道周期的主要周期比通过函数y＝sinx，y＝sin4x，y＝sin10x，y＝sin20x来实现，把不同函数复合在一起便得到轨道周期的测井曲线模型；第三步：通过上述复合后的函数，得到不同轨道周期组合的模拟响应曲线；第四步：分析轨道周期在测井曲线中的体现；步骤二：对构造的不同轨道周期组合的模拟曲线进行分类研究，并用不同的岩性代表所分的类，从而构造出轨道周期组合的岩性模拟模型；步骤三：构建加入噪音信号的轨道周期组合的模型，与未加入噪音信号的模型对比分析。2.根据权利要求1所述的轨道周期调谐的地层堆积样式正演模拟方法，其特征在于：步骤一第二步中不同的函数复合在一起就得到了不同轨道周期组合的模拟响应曲线；因地质记录是非常复杂的，故略掉了单一周期的模型建立，主要选择了两种周期组合，三种周期组合和四种周期组合共11种组合，并得到不同复合后的函数的小波波谱图，即：y＝sinx+sin4x，y＝sinx+sin10x，y＝sinx+sin20x，y＝sin4x+sin10x，y＝sin4x+sin20x，...

【专利技术属性】
技术研发人员：余继峰，赵向光，付文钊，寻知锋，袁学旭，卢磊，杨子群，张鸿君，石锁，乔文彦，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37