技术领域
[0001] 本
发明涉及地下岩溶结构刻画技术领域，尤其涉及一种地下岩溶结构精细刻画方法及装置。
背景技术
[0002] 许多年来，国内外学者致
力于对
地层岩溶结构刻画技术的研究，此技术在
水资源开发与保护，石油开采，
地热能开发等领域都有广泛应用。井间抽水测试方法就是地层参数刻画技术的其中一种。所谓的井间抽水测试技术，是
指针对目标区域，从抽水井
抽取一定水量而在某距离外的观
测井测定不同时间井内水位的变化，并利用各种
地下水流理论式或图解法分析抽水试验的结果从而获得地层参数的方法。
[0003] 但是，传统的井间抽水试验，在抽水井内的抽水速度或者井内水位是恒定的。这种方法存在着以下的缺点。第一，传统抽水测试会受到一系列的外在因素影响，导致结果不准，例如：地下水流速、河流、
蒸发潮汐等因素。第二，传统抽水试验往往采用是log坐标表示时间，测试周期长，测试时间往往需要几天甚至一周以上。所以，亟需一种周期短、抗干扰性强的抽水试验技术来实现地下岩溶结构的精准刻画。
[0004] 上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是
现有技术。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明提出了一种地下岩溶结构精细刻画方法及装置，旨在解决现有技术无法提供一种周期短、抗干扰性强的抽水试验技术来实现地下岩溶结构的精准刻画的技术问题。
[0006] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0007] 一方面，本发明提供了一种地下岩溶结构精细刻画方法，所述地下岩溶结构精细刻画方法包括以下步骤：
[0008] S1，将水井分为观测井以及抽水井两组，建立时间流速
算法，获取待计算数据，根据时间流速算法进行计算，获取流速数值，根据该流速数值对抽水井进行抽水，记录所有水井内水位变化数据；
[0009] S2，设定比较数值
阈值，根据观测井水位变化数值以及抽水井水位变化数值确定获取待比较数值，将比较数值阈值与待比较数值进行比较，根据比较结果对地下岩溶结构进行刻画。
[0010] 在以上技术方案的
基础上，优选的，步骤S1中，建立时间流速算法，获取待计算数据，根据时间流速算法进行计算，获取流速数值，还包括以下步骤，所述待计算数据包括：流速周期变化振幅、流速平均值以及注水周期，所述流速平均值根据历史流速通过平均算法获得。
[0011] 在以上技术方案的基础上，优选的，还包括以下步骤，所述时间流速算法为：
[0012] Q(t)＝-QAcos(ωt)+Qm；
[0013] 其中，QA代表流速周期变化振幅，ω代表
频率， Qm代表流速平均值，t代表时间，Q(t)代表流速，T代表注水周期。
[0014] 在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S1中，获取流速数值，根据该流速数值对抽水井进行抽水，记录所有水井内水位变化数据，还包括以下步骤，根据该水位变化数据获取水位变化曲线，将观测井水位变化曲线转化为曲线图形，判断该曲线图形是否存在周期性变化，若存在，根据观测井水位变化数值以及抽水井水位变化数值确定获取待比较数值；若不存在，则重新选择抽水井。
[0015] 在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S2中，设定比较数值阈值，根据观测井水位变化数值以及抽水井水位变化数值确定获取待比较数值，将比较数值阈值与待比较数值进行比较，根据比较结果对地下岩溶结构进行刻画之前，还包括以下步骤，获取曲线函数格式，根据该曲线函数格式将水位变化数据转化为水位变化曲线函数，通过傅里叶变换对所述水位变化曲线函数进行分解，所述水位变化曲线函数分解为：
[0016] h(x,y,t)＝hosc(x,y,t)+hlin(x,y,t)；
[0017] 其中，h(x,y,t)代表水位变化函数，hosc(x,y,t)代表水位变化三
角函数，hlin(x,y,t)代表水位变化线性函数，x代表水位的宽度，y代表变化水位的高度，t代表时间。
[0018] 在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S2中，根据观测井水位变化数值以及抽水井水位变化数值确定获取待比较数值，还包括以下步骤，获取观测井水位变化三角函数以及抽水井水位变化三角函数，将观测井水位变化三角函数与抽水井水位变化三角函数进行比较，获取观测井水位变化三角函数的振幅占抽水井水位变化三角函数的振幅的百分比数值以及观测井水位变化三角函数相对于抽水井水位变化三角函数的
相位差值。
[0019] 在以上技术方案的基础上，优选的，将比较数值阈值与待比较数值进行比较，根据比较结果对地下岩溶结构进行刻画，还包括以下步骤，设定比较数值阈值以及对应的判断结果，所述判断结果分为三类，对振幅的百分比数值进行判断，当振幅的百分比数值为零时，获取第一类判断结果，并对地下岩溶结构进行刻画；当当振幅的百分比数值不为零时，将
相位差值与比较数值阈值进行比较，当相位差值小于比较数值阈值时，获取第二类判断结果，并对地下岩溶结构进行刻画；当相位差值大于比较数值阈值时，获取第三类判断结果，并对地下岩溶结构进行刻画。
[0020] 更进一步优选的，所述地下岩溶结构刻画装置包括：
[0021] 记录模
块，用于将水井分为观测井以及抽水井两组，建立时间流速算法，获取待计算数据，根据时间流速算法进行计算，获取流速数值，根据该流速数值对抽水井进行抽水，记录所有水井内水位变化数据；
[0022] 刻画模块，用于设定比较数值阈值，根据观测井水位变化数值以及抽水井水位变化数值确定获取待比较数值，将比较数值阈值与待比较数值进行比较，根据比较结果对地下岩溶结构进行刻画。
[0023] 第二方面，所述地下岩溶结构精细刻画方法还包括一种设备，所述设备包括：
存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的地下岩溶结构精细刻画方法程序，所述地下岩溶结构精细刻画方法程序配置为实现如上文所述的地下岩溶结构精细刻画方法的步骤。
[0024] 第三方面，所述地下岩溶结构精细刻画方法还包括一种介质，所述介质为计算机介质，所述计算机介质上存储有地下岩溶结构精细刻画方法程序，所述地下岩溶结构精细刻画方法程序被处理器执行时实现如上文所述的地下岩溶结构精细刻画方法的步骤。
[0025] 本发明的一种地下岩溶结构精细刻画方法相对于现有技术具有以下有益效果：
[0026] (1)通过将抽水井抽水流速设置为以时间为自变量的余弦函数，不仅可以提供更多的有效信息，而且抗干扰因素比较强，减少了测试的时间，提高了整个地下岩溶结构刻画过程的效率；
[0027] (2)通过利用傅里叶变换将曲线函数分解为一个三角函数和一个线性函数的
叠加，根据三角函数来对岩溶结构进行判断，能够精准且快速获取岩溶结构，提高了整个刻画过程的效率。
附图说明
[0028] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029] 图1是本发明实施例方案涉及的
硬件运行环境的设备的结构示意图；
[0030] 图2为本发明地下岩溶结构精细刻画方法第一实施例的流程示意图；
[0031] 图3为本发明地下岩溶结构精细刻画方法第一实施例的功能模块示意图。
具体实施方式
[0032] 下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0033] 如图1所示，该设备可以包括：处理器1001，例如
中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户
接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如
键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的
随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的
非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
[0034] 本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对设备的限定，在实际应用中设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0035] 如图1所示，作为一种介质的存储器1005中可以包括
操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及地下岩溶结构精细刻画方法程序。
[0036] 在图1所示的设备中，网络接口1004主要用于建立设备与存储地下岩溶结构精细刻画方法系统中所需的所有数据的
服务器的通信连接；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明地下岩溶结构精细刻画方法设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在地下岩溶结构精细刻画方法设备中，所述地下岩溶结构精细刻画方法设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的地下岩溶结构精细刻画方法程序，并执行本发明实施提供的地下岩溶结构精细刻画方法。
[0037] 结合图2，图2为本发明地下岩溶结构精细刻画方法第一实施例的流程示意图。
[0038] 本实施例中，所述地下岩溶结构精细刻画方法包括以下步骤：
[0039] S10：将水井分为观测井以及抽水井两组，建立时间流速算法，获取待计算数据，根据时间流速算法进行计算，获取流速数值，根据该流速数值对抽水井进行抽水，记录所有水井内水位变化数据。
[0040] 应当理解的是，将水井分为观测井以及抽水井两组之间，会人为
选定要测试底层参数的目标区域，根据要研究的目标来开钻探测井网，同时会设计2-4组抽水试验，来确保刻画的精确性，每一组试验会选定一口井作为抽水井，其它的井作为观测井，为了方便计算，系统会给所有的井分配编号，编号从1号开始，根据井的数量来进行编号，然后会确定待计算数据，所述待计算数据包括：流速周期变化振幅、流速平均值以及注水周期，所述流速平均值根据历史流速通过平均算法获得，历史流速是指系统内部存储的抽水井的水流速度。
[0041] 应当理解的是，之后会进行周期性的抽水测试，建立时间流速算法，根据这个时间流速算法来进行抽水，然后在观测井内观测并记录抽水井以及观测井内的水位变化数值。
[0042] 应当理解的是，所述时间流速算法为：
[0043] Q(t)＝-QAcos(ωt)+Qm；
[0044] 其中，QA代表流速周期变化振幅，ω代表频率， Qm代表流速平均值，t代表时间，Q(t)代表流速，T代表注水周期。
[0045] 应当理解的是，根据实际情况的不同，每组抽水试验至少采用两个不同的周期T进行实验。一个短周期抽水试验足以找出那些恰好位于岩溶结构上的观测井，但是增加一个长周期的抽水试验可以准确地找出那些不在岩溶结构上但是就在岩溶结构附近的观测井。根据现场操作经验，选用1min和5min作为周期效果较好。
[0046] 应当理解的是，系统还会获取曲线函数格式，根据该曲线函数格式将水位变化数据转化为水位变化曲线函数，然后观测井水位变化曲线都没有出现明显的周期性
波动，则此组抽水试验无效，则需要重新选定抽水井以及观测井进行试验；如果出现明显周期性波动，说明抽水井的
位置成功打在了地下岩溶结构上。此组抽水试验可以为我们提供有效信息。
[0047] S20：设定比较数值阈值，根据观测井水位变化数值以及抽水井水位变化数值确定获取待比较数值，将比较数值阈值与待比较数值进行比较，根据比较结果对地下岩溶结构进行刻画。
[0048] 应当理解的是，为了后续方便进行比较，系统会将所有井内的水位变化数据转化为水位变化曲线函数，然后通过傅里叶变换对所述水位变化曲线函数进行分解，将水位变化函数分解为一个三角函数和一个线性函数的叠加，所述水位变化曲线函数分解为：
[0049] h(x,y,t)＝hosc(x,y,t)+hlin(x,y,t)；
[0050] 其中，h(x,y,t)代表水位变化函数，hosc(x,y,t)代表水位变化三角函数，hlin(x,y,t)代表水位变化线性函数，x代表水位的宽度，y代表变化水位的高度，t代表时间。
[0051] 应当理解的是，傅里叶变换是能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数(正弦和/或余弦函数)或者它们的积分的线性组合。在不同的研究领域，
傅立叶变换具有多种不同的变体形式，如连续傅立叶变换和
离散傅立叶变换。
[0052] 应当理解的是，系统会获取观测井水位变化三角函数以及抽水井水位变化三角函数，将观测井水位变化三角函数与抽水井水位变化三角函数进行比较，获取观测井水位变化三角函数的振幅占抽水井水位变化三角函数的振幅的百分比数值以及观测井水位变化三角函数相对于抽水井水位变化三角函数的相位差值，如表1所示。
[0053]
[0054]
[0055] 表1幅度相对大小以及相位差值表
[0056] 应当理解的是，系统会设定相对应的判断条件以及判断结果，判断条件如表2所示，设定比较阈值时判断条件之一，这个阈值由用户自己设定，对振幅的百分比数值进行判断，当振幅的百分比数值为零时，获取第一类判断结果，并对地下岩溶结构进行刻画；当当振幅的百分比数值不为零时，将相位差值与比较数值阈值进行比较，当相位差值小于比较数值阈值时，获取第二类判断结果，并对地下岩溶结构进行刻画；当相位差值大于比较数值阈值时，获取第三类判断结果，并对地下岩溶结构进行刻画。
[0057]
[0058] 表2判断条件
[0059] 应当理解的是，对于表2的判断条件，可以获得如下结论，提高抽水周期导致幅度增加，相位变化下降，观测井距离岩溶结构越远，则幅度越小，相位变化值越高。
[0060] 应当理解的是，通过表2，以表1为例，对表1中的观测井进行判断，如果1号井为抽水井，则2号观测井以及3号观测井都属于第二类；如果2号井为抽水井，则1号观测井以及3号观测井都属于第三类，由此，在结合当前的实际地理情况，就可以刻画出地下岩溶结构。
[0061] 需要说明的是，以上仅为举例说明，并不对本
申请的技术方案构成任何限定。
[0062] 通过上述描述不难发现，本实施例通过将水井分为观测井以及抽水井两组，建立时间流速算法，获取待计算数据，根据时间流速算法进行计算，获取流速数值，根据该流速数值对抽水井进行抽水，记录所有水井内水位变化数据；设定比较数值阈值，根据观测井水位变化数值以及抽水井水位变化数值确定获取待比较数值，将比较数值阈值与待比较数值进行比较，根据比较结果对地下岩溶结构进行刻画。本实施例通过将抽水井抽水流速设置为以时间为自变量的余弦函数，对观测井内水位变化值进行分析，结合抽水井内水位变化值(相位和振幅)，能够准确快速对地下岩溶结构进行精细刻画。
[0063] 此外，本发明实施例还提出一种地下岩溶结构刻画装置。如图3所示，该地下岩溶结构刻画装置包括：记录模块10、刻画模块20。
[0064] 记录模块10，用于设定比较数值阈值，根据观测井水位变化数值以及抽水井水位变化数值确定获取待比较数值，将比较数值阈值与待比较数值进行比较，根据比较结果对地下岩溶结构进行刻画；
[0065] 刻画模块20，用于设定比较数值阈值，根据观测井水位变化数值以及抽水井水位变化数值确定获取待比较数值，将比较数值阈值与待比较数值进行比较，根据比较结果对地下岩溶结构进行刻画。
[0066] 此外，需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
[0067] 另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的地下岩溶结构精细刻画方法，此处不再赘述。
[0068] 此外，本发明实施例还提出一种介质，所述介质为计算机介质，所述计算机介质上存储有地下岩溶结构精细刻画方法程序，所述岩地下岩溶结构精细刻画方法程序被处理器执行时实现如下操作：
[0069] S1，将水井分为观测井以及抽水井两组，建立时间流速算法，获取待计算数据，根据时间流速算法进行计算，获取流速数值，根据该流速数值对抽水井进行抽水，记录所有水井内水位变化数据；
[0070] S2，设定比较数值阈值，根据观测井水位变化数值以及抽水井水位变化数值确定获取待比较数值，将比较数值阈值与待比较数值进行比较，根据比较结果对地下岩溶结构进行刻画。
[0071] 进一步地，所述地下岩溶结构精细刻画方法程序被处理器执行时还实现如下操作：
[0072] 所述待计算数据包括：流速周期变化振幅、流速平均值以及注水周期，所述流速平均值根据历史流速通过平均算法获得。
[0073] 进一步地，所述地下岩溶结构精细刻画方法程序被处理器执行时还实现如下操作：
[0074] 所述时间流速算法为：
[0075] Q(t)＝-QAcos(ωt)+Qm；
[0076] 其中，QA代表流速周期变化振幅，ω代表频率， Qm代表流速平均值，t代表时间，Q(t)代表流速，T代表注水周期。
[0077] 进一步地，所述地下岩溶结构精细刻画方法程序被处理器执行时还实现如下操作：
[0078] 根据该水位变化数据获取水位变化曲线，将观测井水位变化曲线转化为曲线图形，判断该曲线图形是否存在周期性变化，若存在，根据观测井水位变化数值以及抽水井水位变化数值确定获取待比较数值；若不存在，则重新选择抽水井。
[0079] 进一步地，所述地下岩溶结构精细刻画方法程序被处理器执行时还实现如下操作：
[0080] 获取曲线函数格式，根据该曲线函数格式将水位变化数据转化为水位变化曲线函数，通过傅里叶变换对所述水位变化曲线函数进行分解，所述水位变化曲线函数分解为：
[0081] h(x,y,t)＝hosc(x,y,t)+hlin(x,y,t)；
[0082] 其中，h(x,y,t)代表水位变化函数，hosc(x,y,t)代表水位变化三角函数，hlin(x,y,t)代表水位变化线性函数，x代表水位的宽度，y代表变化水位的高度，t代表时间。
[0083] 进一步地，所述地下岩溶结构精细刻画方法程序被处理器执行时还实现如下操作：
[0084] 获取观测井水位变化三角函数以及抽水井水位变化三角函数，将观测井水位变化三角函数与抽水井水位变化三角函数进行比较，获取观测井水位变化三角函数的振幅占抽水井水位变化三角函数的振幅的百分比数值以及观测井水位变化三角函数相对于抽水井水位变化三角函数的相位差值。
[0085] 进一步地，所述地下岩溶结构精细刻画方法程序被处理器执行时还实现如下操作：
[0086] 设定比较数值阈值以及对应的判断结果，所述判断结果分为三类，对振幅的百分比数值进行判断，当振幅的百分比数值为零时，获取第一类判断结果，并对地下岩溶结构进行刻画；当当振幅的百分比数值不为零时，将相位差值与比较数值阈值进行比较，当相位差值小于比较数值阈值时，获取第二类判断结果，并对地下岩溶结构进行刻画；当相位差值大于比较数值阈值时，获取第三类判断结果，并对地下岩溶结构进行刻画。
[0087] 以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
