一种用于浅地层多参数勘测的海床静力触探系统和方法与流程

本发明涉及海洋地质勘察，尤其涉及一种用于浅地层多参数勘测的海床静力触探系统和方法。

背景技术：

1、现有技术中，测井技术在石油勘探中得到了广泛应用和发展。常规测井技术包括电阻率测井、声波测井、伽马射线测井等，这些技术通过测量地下岩石和流体的物理特性，为石油勘探和开发提供了关键的地质和储层信息。

2、但是，现有测井技术主要都适用于深埋（埋深大于1000米）的油藏，而对于浅表地层，特别是海洋环境中的海上风电、海洋碳封存等新能源浅表地层的探测，传统测井技术存在一定局限性。主要的局限性有以下几点：首先，传统测井技术需要通过钻井操作将测井工具放入地下井孔，但钻井作业在浅层地层中可能面临困难，如地层松软、井孔塌陷等问题。其次，由于浅层地层的松软性质和井经扩径的情况，传统测井方法无法获得准确的地层数据，制约了地层评估的准确性和开发的可行性。第三，传统的测井方法是使用放射性源进行测量，存在放射性污染和安全隐患的风险。这在海洋环境中显得尤为敏感和重要。此外，传统测井方法独立于其它原位测试操作，增加了海上作业时间，并可能导致数据的不一致性，对整体勘探效率带来挑战。

3、因此，现有技术需要改进和提高。现有技术还需要探索新的解决方案，包括但不限于发展灌入式探测技术、推动无放射性源的测井技术、研制适用于浅表地层的测井工具，并将测井技术与其他原位测试操作融合等，以满足新能源浅表地层探测的要求，为海上风电、海洋碳封存等领域的发展提供强有力的支持和保障。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于浅地层多参数勘测的海床静力触探系统和方法，旨在解决现有技术中测井技术主要都适用于深埋（埋深大于1000米）的油藏，而对于浅表地层，特别是海洋环境中的海上风电、海洋碳封存等新能源浅表地层的探测，传统测井技术存在一定局限性的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供一种用于浅地层多参数勘测的海床静力触探系统，其中，所述系统包括：

4、勘测设备模块，用于组装多功能勘测设备，其中，所述多功能勘测设备的多参数传感器安装在多功能探针上；

5、参数勘测模块，用于确定目标勘测位置，通过推进器将所述多参数传感器下放至目标勘测位置的海床，将所述多功能探针灌入所述海床的不同地层，勘测并采集不同地层的若干参数的实测数据，其中，所述参数包括锥尖阻力、侧壁阻力、孔隙水孔压、孔隙度、密度、电阻率和渗透率；

6、数据处理模块，用于通过人工智能算法实时比对岩土物理模型中的预测参数数据与所述实测数据，根据比对结果，校准所述岩土物理模型的参数数据。

7、在一种实现方式中，所述勘测设备模块包括所述多功能探针、所述多参数传感器、推进器、信号和数据传输电缆和数据记录系统。

8、在一种实现方式中，所述多参数传感器上安装有可控中子源、电阻率和cpt测量传感器。

9、在一种实现方式中，所述可控中子源包括一个中子发射器、若干个中子接收器和若干个伽马接收器。

10、第二方面，本发明实施例还提供一种用于浅地层多参数勘测的海床静力触探系统的海床静力触探方法，其中，所述方法包括：

11、组装多功能勘测设备，其中，所述多功能勘测设备的多参数传感器安装在多功能探针上；

12、确定目标勘测位置，通过推进器将所述多参数传感器下放至目标勘测位置的海床，将所述多功能探针灌入所述海床的不同地层，勘测并采集不同地层的若干参数的实测数据，其中，所述参数包括锥尖阻力、侧壁阻力、孔隙水孔压、孔隙度、密度、电阻率和渗透率；

13、通过人工智能算法实时比对岩土物理模型中的预测参数数据与所述实测数据，根据比对结果，校准所述岩土物理模型的参数数据。

14、在一种实现方式中，所述组装多功能勘测设备之前，包括：

15、获取所述若干参数的初始数据，基于所述初始数据构建基于人工智能的若干岩土物理模型，所述岩土物理模型包括孔隙度模型、饱和度模型和渗透率模型；

16、所述孔隙度模型包括：阿奇孔隙度模型：

17、，

18、其中 ，m和 a 0是物理参数， a e是经验可调参数,  r 0是原位实测地层完全水饱和电阻率， r w是地层纯水电阻率，φ是孔隙度，以及

19、伽马射线密度孔隙度模型：

20、，

21、其中，ρma 和ρf 是物理参数， a e是经验可调参数，ρb 是原位实测密度，ρma 是岩土模型中骨架密度，ρw是海水密度；

22、所述饱和度模型包括：伽马射线密度饱和度模型：

23、，

24、其中， s w是饱和度，ρma ，ρw 和ρhc 是物理参数，ae是经验可调参数，ρhc是油气密度，以及电阻率饱和度模型：

25、，

26、其中，n是物理参数， a e是经验可调参数，rt是含油气地层的原位实测电阻率；

27、所述渗透率模型包括：

28、，

29、其中， k 0和 a 0是物理参数，ae是经验可调参数， k 0为参考点的静态实测渗透率， φ 0是参考点的孔隙度， k s是推算的动态连续原位渗透率。

30、在一种实现方式中，所述勘测并采集不同地层的若干参数的实测数据之后，所述多功能探针通过逆向推进的方式从海床中取出。

31、在一种实现方式中，所述根据比对结果，校准所述岩土物理模型的参数数据之后，输出最终勘测参数和分析报告。

32、第三方面，本发明实施例还提供一种终端设备，其中，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的用于浅地层多参数勘测的海床静力触探程序，处理器执行所述用于浅地层多参数勘测的海床静力触探程序时，实现上述方案中任一项所述的海床静力触探方法的步骤。

33、第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质上存储有用于浅地层多参数勘测的海床静力触探程序，所述用于浅地层多参数勘测的海床静力触探程序被处理器执行时，实现上述方案中任一项所述的海床静力触探方法的步骤。

34、有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种用于浅地层多参数勘测的海床静力触探系统，包括：勘测设备模块，用于组装多功能勘测设备，其中，所述多功能勘测设备的多参数传感器安装在多功能探针上，多功能探针的多参数传感器与探针探头相连接。然后，参数勘测模块，用于确定目标勘测位置，通过推进器将所述多参数传感器下放至目标勘测位置的海床，将所述多功能探针灌入所述海床的不同地层，勘测并采集不同地层的若干参数的实测数据，其中，所述参数包括锥尖阻力、侧壁阻力、孔隙水孔压、孔隙度、密度、电阻率和渗透率。最后，数据处理模块，用于通过人工智能算法实时比对岩土物理模型中的预测参数数据与所述实测数据，根据比对结果，校准所述岩土物理模型的参数数据。本发明的勘测设备采用静力触探的方式，将多功能探针直接灌入海床，能够克服传统测井技术在浅表层地层中的局限性，实现对浅地层参数的勘测与采集，且多功能勘测设备中的多功能探针还能一次采集多种地层参数，进一步提高了数据采集的效率。同时，本发明中还构建了基于人工智能的岩土物理模型算法，通过不断地校准岩石物理模型，能够提高所构建的岩石物理模型中参数的准确性。