地震層位骨架化的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2009年4月24日、申請(qǐng)?zhí)枮?200980118674. 9 (PCT/US2009/041671)、發(fā)明名稱為"地震層位骨架化"。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0003] 本申請(qǐng)要求在2008年5月22日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/128, 547 ;在2008年 6月9日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/131，484;和在2009年4月14日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) 61/169, 122 的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明一般涉及地球物理和地質(zhì)勘探領(lǐng)域，更具體地涉及地震數(shù)據(jù)的分析。具體 地，本發(fā)明是為了突出可能包含烴的區(qū)域產(chǎn)生目標(biāo)諸如表面和地質(zhì)體（geobody)并且自動(dòng) 分析它們的方法。本發(fā)明一種具體的實(shí)施方式是從地震數(shù)據(jù)體（seismicdatavolume)中 同時(shí)產(chǎn)生并分析許多地層學(xué)一致的表面。
【背景技術(shù)】
[0005] 在地震數(shù)據(jù)處理和解釋中將地震數(shù)據(jù)體減少至其基于內(nèi)反射的表面或?qū)游皇怯?利的。這些表面共同形成地震體（seismicvolume)的骨架（skeleton)。已經(jīng)描述了許多 通過(guò)地震數(shù)據(jù)體一次地抽取或跟蹤一個(gè)層位或表面的方法。這些方法中的大多數(shù)都產(chǎn)生 最終相互重疊的表面。因此，同一表面可具有與同一空間位置相關(guān)的多個(gè)深度（或反射時(shí) 間）。一些方法通過(guò)放棄每個(gè)位置除了一個(gè)以外的所有值防止多值表面。一般地，它們只存 儲(chǔ)在執(zhí)行該方法期間遇到的第一個(gè)值，只是不記錄后面的值。而且，如果多個(gè)表面被跟蹤， 一個(gè)表面可能在一個(gè)位置處與另一表面相重疊，而在另一位置出現(xiàn)相反的關(guān)系。這些情況 可總稱為拓?fù)洳灰恢?。迄今為止公布的方?-其中一些在下面進(jìn)行了概述--很大程度 上忽視了拓?fù)湟恢滦裕╰opologyconsistency)。
[0006] 在〃TheBinaryConsistencyCheckingSchemeandItsApplicationsto SeismicHorizonDetection,〃IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachine Intelligence, 11,439-447(1989)中，Cheng和Lu描述了從二維數(shù)據(jù)中抽取地震骨架的方 法。第三維引入的問(wèn)題既沒(méi)討論也沒(méi)解決。該程序采用迭代方法，其中強(qiáng)的層位被首先跟 蹤，而較弱的層位在后面的迭代中進(jìn)行跟蹤。在任意迭代時(shí)，跟蹤被局限于較早迭代中已經(jīng) 跟蹤的層位所描繪的區(qū)域。通過(guò)將多個(gè)鄰近的跡線同時(shí)關(guān)聯(lián)進(jìn)行跟蹤。結(jié)合兩種方法使得 將地質(zhì)組構(gòu)（geologicfabric)合并成結(jié)果。該方法還被描述在〃AnIterativeApproach toSeismicSkeletonization,〃LuandCheng,Geophysics55,1312-1320(1990)中。
[0007] 在"SeismicSkeletonization:ANewApproachtoInterpretationof SeismicReflectionData,''JournalofGeophysicalResearch-SolidEarth 102,8427-8445(1997)中，Li、Vasudevan和Cook描述了利用地震骨架解釋地震數(shù)據(jù)的應(yīng) 用。地震骨架是兩維的，并且當(dāng)層位裂開時(shí)，跟隨哪一個(gè)分支的決定沒(méi)有地質(zhì)學(xué)根據(jù)。相反， 該方法嘗試以使傾角變化最小化的方式使三條鄰近跡線的事件相關(guān)聯(lián)。該方法僅包括層位 的迭代生長(zhǎng)。
[0008] 此夕卜，''AdaptationofSeismicSkeletonizationforOtherGeoscience Applications,''Vasudevan,Eaton,andCook,GeophysicalJournalInternational 162,975-993(2005)是早期工作的繼續(xù)，實(shí)現(xiàn)了骨架化（剖面線條化，skeletonization)具 有除地震處理和解釋以外的地球科學(xué)應(yīng)用。
[0009] 在〃BranchAndBoundSearchForAutomaticLinkingProcessOfSeismic Horizons,''Huang,PatternRecognition23,657-667(1990)中，Huang公開了層位生長(zhǎng)的 兩維方法，其允許層位相互交叉和穿透，這違反了地質(zhì)地層不交叉的地層學(xué)范例。該方法 只揭示了地層的產(chǎn)生，這是通過(guò)挑選事件例如峰，在這些事件之間建立所有可能連接的樹， 然后選擇產(chǎn)生最線性層位的事件。對(duì)連接樹的分支進(jìn)行選擇以使層位非線性的價(jià)格函數(shù) (costfunction)最小化。
[0010]"HowToCreateAndUse3DWheelerTransformedSeismicVolumes,"de Groot，deBruin,andHemstra，SEG2006公開了一種解釋方法，所述方法通過(guò)依照局部的 傾角和走向用重采樣分辨（二次抽樣決定，sub-sampleresolution)內(nèi)插層位，將這些層 位以連續(xù)的順序組織，并且通過(guò)沿著層位將層位或?qū)傩泽w（attributevolume)整平使沉積 域中這些層位或其上的屬性可視。具體地，該算法要求輸入需要用可選方法諸如手工挑選 法挑選的主要層位。在主要層位包括（bracket)的層段內(nèi)，次要層位或者與頂部層位或底 部層位平行地內(nèi)插，在其間線性地內(nèi)插，或者沿著從地震屬性估計(jì)的局部?jī)A角和走向。通過(guò) 構(gòu)建，內(nèi)插的次要層位沒(méi)有相互交叉。
[0011]在為 2008 年 6 月 9-12 日意大利羅馬舉行的 70thEAGE(EuropeanAssociation ofGeoscientistsandEngineers)ConferenceandExhibition提交的且從 2008 年 5月26日開始可從www.earthdoc.org下載獲得的名稱為〃AnApproachofSeismic InterpretationBasedonCognitiveVision〃的論文中，Verney等公開通過(guò)米用基于"認(rèn) 知視覺（cognitivevision)"的人工智能工具以地質(zhì)學(xué)為基礎(chǔ)解釋地震數(shù)據(jù)的方法。利用 地震數(shù)據(jù)中的體素連通性（voxelconnectivity)檢測(cè)第一順序反射層連續(xù)性。然后，進(jìn)行 視覺表征步驟。例如，基于反射層位于彼此的上方或者下方建立地質(zhì)年代順序關(guān)系。最后， 通過(guò)融合所有節(jié)點(diǎn)--(a)共享類似的視覺屬性（振幅、厚度、傾角），并且（b)位于與至少 一個(gè)其它反射層相似的距離處，從反射層中確定地質(zhì)層位。結(jié)果是一組按年代順序排列的 層位。
[0012] 授予Dunn和Czernuszenko的美國(guó)專利號(hào) 7, 024, 021，"MethodforPerforming Stratigraphically-BasedSeedDetectionina3-DSeismicDataVolume，'公開了 一種三維地質(zhì)體挑選器和分析器。在該專利中，挑選幾種精選的地質(zhì)體，其可包括屬性值 在指定范圍內(nèi)的地質(zhì)體或者鄰近某屬性值的地質(zhì)體。在挑選期間，地質(zhì)體采用圖示標(biāo)準(zhǔn) (mapviewcriteria)進(jìn)行分析以檢測(cè)和消除自身重疊地質(zhì)體，并且代替地產(chǎn)生復(fù)合地質(zhì) 體（compositegeobody)。復(fù)合地質(zhì)體至少滿足沒(méi)有自身重疊的拓?fù)錀l件，但地質(zhì)體之間的 邊界通過(guò)體素（voxel)被檢測(cè)到的順序進(jìn)行確定。
[0013] 在"SystemandMethodforDisplayingSeismicHorizonswith Attributes" (PCT專利申請(qǐng)公布號(hào)W0 2007046107)中，James公開了一種地震自動(dòng)挑選器， 其產(chǎn)生單值層位并且當(dāng)層位裂開時(shí)通常選取正確的分支。解釋程序通過(guò)在地震數(shù)據(jù)體積內(nèi) 手工選擇一個(gè)或多個(gè)種子點(diǎn)（seedpoint)將該方法初始化。該算法利用種子點(diǎn)從鄰近跡 線中挑選一組次要點(diǎn)--其然后被作為新的種子點(diǎn)進(jìn)行處理，并且重復(fù)該程序。導(dǎo)致自身 重疊的次要挑選被舍棄，但是沒(méi)有顯示與其它層位的拓?fù)湟恢滦?。該算法主要基于受控?前進(jìn)式（marching) 〇
[0014]授予Cacas的美國(guó)專利號(hào) 7,257,488("MethodofSedimentologic InterpretationbyEstimationofVariousChronologicalScenariosofSedimentary LayersD印osition")公開了一種采用上/下關(guān)系將地震和地質(zhì)層位組織成層次以便于其 地層學(xué)解釋的方法。該方法通過(guò)利用對(duì)沉積層沉積的實(shí)際地質(zhì)年代情況的估計(jì)自動(dòng)從地震 數(shù)據(jù)中抽取沉積學(xué)解釋有關(guān)的信息。該算法通過(guò)設(shè)定地震數(shù)據(jù)閾值并采用形態(tài)學(xué)細(xì)化以產(chǎn) 生單個(gè)層位而開始。如果多個(gè)層位交叉，那么將最線性的一對(duì)組合而將其它的明確分離。該 方法然后迭代地估計(jì)沉積層沉積的第一和第二地質(zhì)年代情況，分別假定各個(gè)反射層沉淀在 沉積層沉積過(guò)程期間的最早和最晚可能時(shí)刻。以參考層位開始，該算法基本上列舉了之上 和之下的層位以建立相對(duì)順序。最終進(jìn)行這兩個(gè)地質(zhì)年代情況的解釋以便重建沉積層的沉 積情況。
[0015] 相對(duì)順序上的差異被用于估計(jì)情況（scenario)不確定性。
[0016]授予Cacas的英國(guó)專利號(hào) 2,444,I67("MethodforStratigraphic InterpretationofSeismicImages")公開了一種地震圖象的地質(zhì)學(xué)解釋以便確定地下 的沉積歷史的方法。該方法涉及自動(dòng)跟蹤產(chǎn)生至少一個(gè)層位的事件，選擇具有在所述層位 處或附近的窗口抽取的類似地震屬性的層位，以及沿所選擇的層位將地震體整平。
[0017]授予Borgos的美國(guó)專利號(hào) 7, 248, 539(''ExtremaClassification"）公開了 一 種通過(guò)波形簇和碎片特性中共同的成員（commonmembership)進(jìn)行層位碎片（horizon patch)形成和合并的方法。該方法通過(guò)抽取例如所有的峰挑選層位，但是通過(guò)將波形簇集 使它們相關(guān)聯(lián)。屬于同一簇的挑選被用于定義按照特性諸如簇指標(biāo)、位置或地震屬性合并 成較大層位的層位碎片。具體地，方法通過(guò)3D地震輸入體（inputvolume)的極值表示法 用二次抽樣精密度定義了地震層位的位置。對(duì)于各個(gè)極值，它得自表示極值位置附近地震 波形的形狀的系數(shù)，并且通過(guò)利用這些系數(shù)無(wú)人監(jiān)督的或有監(jiān)督的分類將極值位置分成具 有相似波形的組。它然后抽取原始表面作為表面層段，其沿著地震體的極值空間上連續(xù)并 且在分類體的分類指標(biāo)中連續(xù)。通過(guò)對(duì)與每個(gè)碎片相連的特性諸如分類指標(biāo)、位置、屬性值 等進(jìn)行過(guò)濾，一組碎片可被組合成最終的層位解釋。揭示了原始表面的三個(gè)基本應(yīng)用：將原 始表面組合成完整層位進(jìn)行解釋；將地震體內(nèi)的閉合容