CN114859414B - 从地震数据中自动提取地层倾角信息的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从地震数据中自动提取地层倾角信息的方法和装置，其中，该方法包括：获取地震数据；对地震数据进行地震层位同时追踪，生成地震地层体；根据地震地层体，对地震数据中每个地震道进行倾角时差分析，生成每个地震道对应的倾角时差序列；根据预先设置的地层倾角时差有效范围，对每个地震道对应的倾角时差序列进行滤波处理，得到每个地震道滤波后的倾角时差序列；以每个地震道的起始采样点和终止采样点作为插值范围，对每个地震道滤波后的倾角时差序列进行插值处理，得到每个地震道的等间隔倾角时差序列；根据各个地震道的等间隔倾角时差序列，生成地层倾角体。本发明能提高从地震数据中提取地层倾角信息的稳定性、可靠性和可控制性。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理勘探领域，尤其涉及一种从地震数据中自动提取地层倾角信息的方法和装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
地震勘探，是一种利用地下介质弹性和密度差异，通过观测和分析地层对人工激发地震波的响应，来推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是钻探前勘测石油天然气资源和固体矿产资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面也得到广泛应用。
经过地震采集、叠加、偏移等复杂的处理过程，可形成地震数据体。地震数据体通常是由一系列规则排列的地震道组成的，每个地震道可视为一个延续数秒的地震波形。地震波形是地下介质的地震响应，且随地震波传播时间而变化。
根据地震勘探理论，叠后地震反射消除了地震波旅行路径差异后，等效于垂直入射。这样，叠后地震反射波同相轴的倾斜角度和展布情况与地下反射层基本对应。最直观的现象是，在沿某一方向所抽取的地震剖面上，由相邻地震波形的同相性所形成的地震同相轴可指示地层界面的位置和形态。
基于以上原因，通过计算地震反射波同相轴的倾角和方位角来推知地层的倾角和方位角是可行的，利用地震勘探可以对地下地质构造进行成像。利用地震波形及地震同相轴对地下地质构造进行分析，能够获取到地下构造的形态信息(如地层的界面空间形态、地层厚度、地层中的断裂发育特征等)。在这一过程中，地震同相轴的倾角信息(因地震同相轴倾角主要反映地层的倾斜形态，通常将其称之为“地层倾角”)扮演着关键的角色。从本质上说，地层倾角是地层层面最大倾斜线的下倾方向与其在水平面上的投影线所夹的夹角，这一定义常被称为“真倾角”。真倾角的定义表明，要描述地层倾角，需要有两个要素：方位角和倾角。方位角指定地层倾角的测量方向，倾角表示沿某一测量方向所测出的地层面与水平面的夹角。对于非平面型地层来说，沿不同测量方向所测出的地层倾角常常是不同的，这些倾角被称为“视倾角”。只有当沿着地层层面最大倾斜线所在方位(简称最大倾斜方位)对地层倾角进行测量才能获得真倾角。在地质分析领域，要获得地层层面的最大倾斜方位是十分困难的，因而要获得真倾角也是十分困难的，且在大多数情况下视倾角能够满足要求，因而，常常使用视倾角代替真倾角。
众所周知，倾角的测量单位是“度”，但要获得以“度”为单位的绝对地层倾角，一般要先测量地层界面的单位倾斜位移，然后对地层倾斜所引起的单位位移进行三角函数运算。由于以“度”为单位的地层倾角测量比较繁琐，且在大部分地层倾角的应用场景中，还需要将“度”转换为单位位移。
为了使用上的便利性，常用表示地层倾斜所引起的相对地层倾角(即前述单位相对位移)代替绝对地层倾角。相对地层倾角又称“倾角时差”。在地震剖面上，倾角时差表现为相邻地震道上同一个地震波形(或地震同相轴)的时移或错动量。
在地球物理勘探中，获得地层倾角的途径有很多种，常用的方法有地质露头测量、电成像测井、VSP测井和基于地球物理资料估算。在地球物理资料中，由于地震资料具有较好的空间连续性和较高的横向分辨率等特点，利用地震资料可获得较好的地层倾角信息。这些地层倾角及其方位角信息以地震属性的形式存在，可用于描述地层倾角的变化和地理方位，直观地观察地层构造形态的变化特征和复杂程度。
多年来，利用地震资料估算地层倾角一直是一项热门技术，很多人对此进行了深入研究，并提出了诸如复地震道分析、多窗口扫描、平面波分解、最小方差扫描及传统的互相关分析等多种方法。这些方法对局部地层倾角的估算精度较高，适用于倾角导向滤波和地震属性分析等对倾角精度要求较高的情况，但当地震资料信噪比较低时，会出现估算精度差、稳定性差等问题，导致地层倾角的后续利用受到影响，例如，在利用地层倾角信息进行层位自动追踪时，估算精度差的地层倾角信息会引起严重的层位交叉现象，甚至会导致相邻层位杂乱无章。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例中提供了一种从地震数据中自动提取地层倾角信息方法，用以解决现有利用地震资料估算地层倾角的方法，当地震资料信噪比较低时，会出现估算精度差、稳定差的技术问题，该方法包括：获取地震数据，其中，地震数据中包含：多个地震道；对地震数据进行地震层位同时追踪，生成包含层位信息的地震地层体；根据地震地层体，对每个地震道进行倾角时差分析，生成倾角时差序列集合，其中，倾角时差序列集合中包含：每个地震道对应的倾角时差序列；根据预先设置的地层倾角时差有效范围，对倾角时差序列集合中每个地震道对应的倾角时差序列进行滤波处理，得到每个地震道滤波后的倾角时差序列；以每个地震道的起始采样点和终止采样点作为插值范围，对每个地震道滤波后的倾角时差序列进行插值处理，得到每个地震道的等间隔倾角时差序列，其中，每个地震道的起始采样点为每个地震道地震振幅由连续零值变化为非零值或由连续无效值变化为非无效值的采样点，每个地震道的终止采样点为每个地震道上地震波振幅由非零值变化为连续零值或由非无效值变化为连续无效值的采样点；根据各个地震道的等间隔倾角时差序列，生成地层倾角体。
本发明实施例中还提供了一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置，用以解决现有利用地震资料估算地层倾角的方法，当地震资料信噪比较低时，会出现估算精度差、稳定差的技术问题，该装置包括：地震数据获取模块，用于获取地震数据，其中，地震数据中包含：多个地震道；地震地层体分析模块，用于生成包含层位信息的地震地层体；倾角时差分析模块，用于根据地震地层体，对每个地震道进行倾角时差分析，生成倾角时差序列集合，其中，倾角时差序列集合中包含：每个地震道对应的倾角时差序列；滤波模块，用于根据预先设置的地层倾角时差有效范围，对倾角时差序列集合中每个地震道对应的倾角时差序列进行滤波处理，得到每个地震道滤波后的倾角时差序列；规则化处理模块，用于以每个地震道的起始采样点和终止采样点作为插值范围，对每个地震道滤波后的倾角时差序列进行插值处理，得到每个地震道的等间隔倾角时差序列，其中，每个地震道的起始采样点为每个地震道地震振幅由连续零值变化为非零值或由连续无效值变化为非无效值的采样点，每个地震道的终止采样点为每个地震道上地震波振幅由非零值变化为连续零值或由非无效值变化为连续无效值的采样点；地层倾角体生成模块，用于根据各个地震道的等间隔倾角时差序列，生成地层倾角体。
本发明实施例中还提供了一种计算机设备，用以解决现有利用地震资料估算地层倾角的方法，当地震资料信噪比较低时，会出现估算精度差、稳定差的技术问题，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述从地震数据中自动提取地层倾角信息方法。
本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，用以解决现有利用地震资料估算地层倾角的方法，当地震资料信噪比较低时，会出现估算精度差、稳定差的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述从地震数据中自动提取地层倾角信息方法的计算机程序。
本发明实施例中，在获取到地震数据后，对地震数据进行地震层位同时追踪，生成包含层位信息的地震地层体，进而根据地震地层体，对每个地震道进行倾角时差分析，生成每个地震道对应的倾角时差序列，根据预先设置的地层倾角时差有效范围，对每个地震道对应的倾角时差序列进行滤波处理，得到每个地震道滤波后的倾角时差序列，并以每个地震道的起始采样点和终止采样点作为插值范围，对每个地震道滤波后的倾角时差序列进行插值处理，得到每个地震道的等间隔倾角时差序列，最后根据各个地震道的等间隔倾角时差序列，生成地层倾角体。本发明实施例，通过将地震地层体转换为地层倾角体的方式，从地震数据中自动提取地层倾角信息，能够提高从地震数据中提取地层倾角信息的稳定性、可靠性和可控制性。
附图说明
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。在附图中：
图1为本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息方法流程图；
图2为本发明实施例中提供的一种可选的从地震数据中自动提取地层倾角信息的具体实现流程图；
图3为本发明实施例中提供的一种地震地层体分析流程图；
图4为本发明实施例中提供的一种地震道级的倾角时差分析流程图；
图5为本发明实施例中提供的一种层位点级的倾角时差分析流程图；
图6为本发明实施例中提供的一种层位点级的倾角时差分析示意图；
图7为本发明实施例中提供的一个地震数据剖面示意图；
图8为本发明实施例中提供的一个地震地层体剖面示意图；
图9为本发明实施例中提供的一个地层倾角体剖面示意图；
图10为本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本发明实施例中提供了一种从地震数据中自动提取地层倾角信息方法，可以应用但不限于地层倾角提取***中。
图1为本发明实施例中提供了一种从地震数据中自动提取地层倾角信息方法流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
S101，获取地震数据，其中，地震数据中包含：多个地震道；
在具体实施时，可以将结构化的三维地震数据或二维数据数据体输入到地层倾角提取***。本发明实施例中，三维地震数据体是指通过三维地震勘探所获得的、包含两个地理坐标轴和一个时间轴的地震数据体，三个坐标轴均为均匀采样。在三维地震数据体中，沿两个地理坐标轴进行均匀采样所获得的一系列节点(每一个节点对应于一个地震道)所组成的节点序列通常被称之为测线，其中一个东西向排列的节点序列被称为主测线，南北方向排列的节点序列被称为联络线；二维地震数据体是指通过二维地震勘探所获得、包含一个地理坐标轴和一个时间轴的地震数据体，两个坐标轴均为均匀采样。在二维地震数据体中，因只有一个地理坐标轴，故不需要区分主测线和联络线。
需要说明的是，本发明实施例中的地层倾角是指一种用相邻地震道的地震波传播时差来表示地层倾斜程度的度量信息，是一种不同于传统的绝对地层倾角的表达方式，又称相对地层倾角。相对地层倾角具有方位性和相对性。由于地层倾角具有方位性，在描述地层倾角时要先设定一个方位；由于在本发明中地层倾角以时差来表示，地层倾角具有相对性，因而在描述地层倾角时要先设定地层倾角的计算方向。
与绝对地层倾角一样，相对地层倾角也具有方位性，因而当描述一个倾角时差时，必须指出测量该倾角时差时的方位。在本发明实施例中，将地震测线(包括三维地震数据中的主测线和联络线)的延伸方位作为地层倾角的测量方位，并将测线序号增长方向和地震道序号增长方向作为地层倾角计算方向。
在具体实施时，本发明实施例中提供的从地震数据中自动提取地层倾角信息方法，可以将地震测线序号增长方向和地震道序号增长方向确定为地层倾角计算方向。
上述S101中获取的地震数据可以是二维地震数据，也可以是三维地震数据。对于三维地震数据，需要地震测线序号增长方向(即主测线方向)的地层倾角体和地震道序号增长方向(即联络线方向)的地层倾角体共同描述地层倾角变化特征；对于二维地震数据，仅需要地震道序号增长方向的地层倾角体即可描述地层倾角变化特征。
因而，当上述S101获取的地震数据为二维地震数据的情况下，计算地震道序号增长方向的地层倾角体；当上述S101获取的地震数据为三维地震数据的情况下，计算地震测线序号增长方向的地层倾角体和地震道序号增长方向的地层倾角体。
S102，对地震数据进行地震层位同时追踪，生成包含层位信息的地震地层体。
需要说明的是，本发明实施例中的地震地层体，是指利用地震数据中所蕴含的地质特征和沉积特征所获得的能够表征地层界面的一系列地震反射界面的组合。由于这些地震反射界面可用标定后的层位对这些地震反射界面进行校正，使其蕴含更多的地层构造信息，并以与地震数据具有同样的形式进行存储，故称其为地震地层体。
地震地层体是根据地震地层学理论，在“相对年代地层体”概念的基础上提出的。与相对年代地层体不同的是，地震地层体是一种矢量化的年代地层体，由按一定规则(最常用的排序规则是按照地质年代从新到老排列)排列的一系列矢量化层位所组成，并可用地质露头、钻井、测井和先验信息等资料对地震地层体中各层位进行标定并进行校正，在层位与地层之间建立更准确的对应关系。通过以上标定和校正，这些层位会蕴含更多的地层构造信息，更符合真实的地质构造形态。
在地震地层体中，每一个层位表示了地层界面的空间形态。在地震测量空间中的一个特定共中心点(简称CMP)和特定采样点处的相邻地震道上，层位点存在时差，这种时差是由地层倾斜所引起的，与前述倾角时差的含义完全一致。显然，根据地震地层体的这一特征，可以计算得到地层倾角信息。由于地震地层体是一种与地震数据结构一致的数据体，利用地震地层体所获得的地层倾角体同样具有与地震数据完全一致的结构特征。
利用地震地层体获取地层倾角信息有3大优点。第一，由于地震地层体是一种全空间高密度地层空间形态表达方式，利用地震地层体所获得的地层倾角体是高精度的和稳定的；第二，由于组成地震地层体的层位具有可视性且极易进行修改和编辑，可利用层位解释工具对不合理的部位进行编辑修改，直至与地质特征相符或一致，因而利用地震地层体所获得的地层倾角体的是可靠的和可控制的；第三，在未来的地震解释中，地震地层体分析将是一种常规解释步骤。由于常规地层倾角估算是一个耗时的过程，当获得地震地层体后，以其为基础进行地层倾角估算可显著提高工作效率。
本发明实施例中，对地震数据进行地震地层体分析，形成地震地层体，是指一种从地震数据体中自动提取地层构造形态信息的技术，并将反映地层构造形态的层位组合为一个与地震数据结构一种的数据体。一个地震地层体由数个至数千个层位组成，这些层位按时间从新到老的顺序排列。
S103，根据地震地层体，对每个地震道进行倾角时差分析，生成倾角时差序列集合，其中，倾角时差序列集合中包含：每个地震道对应的倾角时差序列。
在具体实施时，上述S103可以通过如下步骤来实现：根据地震地层体，对地震数据中每个地震道进行倾角时差分析；根据地震数据中各个地震道的空间位置，将各个地震道对应的倾角时差序列组合为倾角时差序列集合。
可选地，在对地震数据中每个地震道进行倾角时差分析的时候，可以对地震数据中每个地震道进行地震道级别的倾角时差分析和层位点级别的倾角时差分析。
在具体实施时，可以通过如下步骤对地震数据中每个地震道进行地震道级别的倾角时差分析和层位点级别的倾角时差分析：设置目标地震道和参考地震道；对参考地震道和目标地震道进行层位点级别的倾角时差分析，得到目标地震道各层位点的倾角时差；将目标地震道各层位点的倾角时差，组合为目标地震道对应的倾角时差序列。
在本发明实施例中，目标地震道为待分析的地震道；参考地震道为目标地震道的前一个地震道(即地震道序号比目标地震道小的那个地震道)。
在一个实施例中，可通过如下步骤对参考地震道和目标地震道进行层位点级别的倾角时差分析：设置目标层位；提取目标层位在目标地震道上的目标层位值和参考地震道上的参考层位值；将目标层位值与参考层位值的差值，确定为目标地震道目标层位点的倾角时差。在具体实施时，依次从地震地层体中取出一个层位并将该层位设置为目标层位，然后提取目标层位点的位置并计算目标层位点处的倾角时差，最后将目标层位点位置和目标层位点处的倾角时差组合为一个倾角时差数据对。
在设置目标层位后，提取目标层位在目标地震道处的层位值，并将其作为目标层位点的位置；然后分别从层位中提取目标地震道处的层位值(简称为目标层位值)和参考地震道处的层位值(简称为参考层位值)，并将目标层位值和参考层位值的差值作为目标层位点的倾角时差；倾角时差组合模块用于将目标地震道上所有的层位点及其倾角时差组合为倾角时差序列。当所有地震道的倾角时差序列提取完毕后，这些倾角时差序列组成一个以地震道为单位的倾角时差序列集。
在设置目标地震道和参考地震道的时候，可以通过如下步骤来实现：依次从地震数据中提取一个地震道，设置为目标地震道；将与目标地震道相邻的前一个地震道(即地震道序号比目标地震道小的那个地震道)，设置为参考地震道。在设置目标层位的时候，可以通过如下步骤来实现：依次从地震数据中提取一个层位，设置为目标层位。
在一个实施例中，本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息方法还可以包括如下步骤：判断目标层位值和参考层位值是否为无效值；当目标层位值和参考层位值中的任意一个为无效值的情况下，将相应目标层位点的倾角时差设置为无效值。
在提取目标层位在目标地震道处的层位值后，并将其作为目标层位点的位置；然后分别从层位中提取目标地震道处的层位值(简称为目标层位值)和参考地震道处的层位值(简称为参考层位值)，并将目标层位值和参考层位值的差值作为目标层位点的倾角时差。如果目标层位值与参考层位值至少有一个为无效值，则将目标层位点的倾角时差设置为无效值。其中，无效值是一个用于标识空白层位点、无法计算的倾角时差节点的浮点数，可统一将无效值设置为-9999.0。
进一步地，在确定各层位点的倾角时差后，可将各层位点级倾角时差组合为倾角时差序列，即按层位点位置从小到大的顺序将各层位点所对应的倾角时差数据对组合为倾角时差序列。倾角时差序列由两个子序列组成，即层位点位置序列和时差量序列。
S104，根据预先设置的地层倾角时差有效范围，对倾角时差序列集合中每个地震道对应的倾角时差序列进行滤波处理，得到每个地震道滤波后的倾角时差序列。
在执行104之前，本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息方法还可以包括如下步骤：根据地质特征信息，设置地层倾角时差最小值和地层倾角时差最大值，得到地层倾角时差有效范围。
本发明实施例中，对倾角时差序列集中各倾角时差序列进行滤波，是指根据倾角时差有效范围分别对倾角时差序列集中的倾角时差序列进行处理，剔除那些在有效范围之外的倾角时差节点。根据倾角时差有效范围对倾角时差序列进行滤波处理，能够剔除那些在有效范围之外的倾角时差节点。
S105，以每个地震道的起始采样点和终止采样点作为插值范围，对每个地震道滤波后的倾角时差序列进行插值处理，得到每个地震道的等间隔倾角时差序列，其中，每个地震道的起始采样点为每个地震道地震振幅由连续零值变化为非零值或由连续无效值变化为非无效值的采样点，每个地震道的终止采样点为每个地震道上地震波振幅由非零值变化为连续零值或由非无效值变化为连续无效值的采样点。
在具体实施时，以目标地震道(待分析的地震道)的起始采样点和终止采样点作为插值范围，对目标地震道的倾角时差序列进行线性插值或样条插值，形成与地震数据采样间隔一致的等间隔倾角时差序列。为保持倾角时差序列的完整性，可将起始采样点和终止采样点之外的采样点处的倾角时差值设置为无效值。
如果某地震道的第一个采样点的振幅不为零，则起始采样点号等于0。如果某地震道的最后一个采样点的振幅不为零，则终止采样点号等于地震道采样点数减去1。
本发明实施例中，通过插值处理，能够实现倾角时差序列的规则化，形成与地震数据采样间隔一致的等间隔倾角时差序列。在具体实施时，可将所有的起始点组合为起始采样点集，将所有的终止点组合为终止采样点集。
S106，根据各个地震道的等间隔倾角时差序列，生成地层倾角体。
在获取到地震数据体中所有地震道所对应的等间隔倾角时差序列后，可按地震道的空间位置及顺序，将地震数据体中所有地震道所对应的等间隔倾角时差序列组合为一个结构化地层倾角体。在生成结构化地层倾角体后，可以输出该结构化地层倾角体。
由上可知，本发明实施例中，利用将地震地层体转换为地层倾角体的方式，从地震数据中自动提取地层倾角信息，能够显著增强地层倾角信息的稳定性、可靠性和可控制性。
图2示出了从地震数据中自动提取地层倾角信息的具体实现流程图，如图2所示，主要包括：
S201，地震道有效范围搜索：搜索地震数据中各地震道的有效范围并形成起始采样点集和终止采样点集。
该步骤的基本操作流程是，根据地震振幅的有效性搜索每一个地震道的起始采样点和终止采样点，并将所有的起始点组合为起始采样点集，将所有的终止点组合为终止采样点集。其中，起始采样点，是指在一个地震道上地震振幅由连续为零变为不为零的采样点。如果某地震道的第一个采样点的振幅不为零，则起始采样点号等于0；终止采样点，是指在一个地震道上地震振幅由不为0变为连续为零的采样点。如果某地震道的最后一个采样点的振幅不为零，则终止采样点号等于地震道采样点数减去1。
S202，地震地层体分析：对地震数据进行地震地层体分析，形成地震地层体。
该步骤的基本操作流程是，基于多层位同时追踪技术从地震数据体中自动提取地层构造形态信息，并将其按时间从新到老的顺序组合为一个与地震数据结构相似的数据体。该数据体由多个层位组成，层位数量从数个至数千个不等。其中，地震地层体，是一种利用地震数据中所蕴含的地质特征和沉积特征所获得的能够表征地层界面的一系列层位的组合。由于这些地震反射界面可用标定后的层位进行校正，使其蕴含更多的地层构造信息，并以与地震数据具有同样的形式进行存储，故将其称为地震地层体。
图3为本发明实施例中提供的一种地震地层体分析流程图，如图3所示，地震地层体分析包括S301～S304所示的四个关键子步骤，即种子地震道设置、多层位同时追踪、层位序列组合和基准层位控制法层位校正。其中，种子地震道设置用于选择地层厚度最大处作为起始地震道，并根据起始地震道的波峰和波谷设置种子点序列(将起始地震道上的所有波峰和波谷作为层位自动追踪的种子点)；多层位同时追踪是一种可同时对多个层位进行自动追踪的技术，与单层位自动追踪相比，多层位同时追踪可避免地层层位出现交叉现象；层位序列组合是指将所有追踪得到的层位按照地层由新到老的顺序组合为一个数据体即地震地层体；基准层位控制法层位校正是指利用一个和多个层位对地震地层体进行校正，以使其更符合地层沉积规律。
本发明实施例中，利用图3所示的地震地层体分析流程，能够从地震数据中自动提取与地层界面空间形态有关的地震层位，并将这些层位按地层从新到老的顺序组成地震地层体。
S203，倾角时差有效范围设置：根据地质特征设置倾角时差最小值和最大值，其目的是剔除不合理的地层倾角异常值。
在具体实施时，根据地质特征设置倾角时差最小值和最大值。设置倾角时差最小和最大值得目的是控制地层倾角的值域范围，减少异常值。地质特征，包括地层的陡缓程度和断距大小。当地层陡、断距大时，倾角时差最小值和最大值应设置得大一些。一般地，将倾角时差最小值和最大值设置为-5.0和5.0能满足大多数要求。
S204，倾角时差分析：对地震数据中各地震道进行倾角时差分析，形成倾角时差序列集。首先以地震道为单位将地震地层体所蕴含的地层倾角信息提取出来，形成倾角时差序列，然后按各地震道的空间位置将倾角时差序列组合为倾角时差序列集。
需要说明的是，本发明实施例中倾角时差分析包含2个级别：地震道级别的倾角时差分析和层位点级别的倾角时差分析。地震道级别的倾角时差分析，是指对地震数据中的一个地震道进行时差分析，形成一个倾角时差序列。
图4为本发明实施例中提供的一种地震道级的倾角时差分析流程图，如图4所示，地震道级别的倾角时差分析包括S401～S404所示的四个关键子步骤，即目标地震道设置、参考地震道设置、目标地震道倾角时差分析和倾角时差组合。其中，层位点级倾角时差分析是指根据地震地层体计算目标地震道与地震地层体中某一个层位交叉点处的倾角时差。利用图4所示的地震道级的倾角时差分析流程，能够以地震道为单位进行倾角时差分析，形成倾角时差序列。一个倾角时差序列对应于一个地震道。当所有地震道分析完毕后，形成一个离散采样的倾角时差序列集。
图5为本发明实施例中提供的一种层位点级的倾角时差分析流程图，如图5所示，层位级倾角时差分析包括S501～S503所示的三个关键子步骤，即目标层位设置、目标层位点提取和目标层位点倾角时差计算。利用图5所示的层位点级的倾角时差分析流程，可根据地震地层体中的一个地震层位在目标地震道和参考地震道上的层位值计算倾角时差。
在地震道级倾角时差分析流程中，设置目标地震道，是指依次从地震数据中取出一个地震道，将其设置为目标地震道；设置参考地震道，是指将与目标地震道相邻的前一个地震道(即地震道序号比目标地震道小的那个地震道)设置为参考地震道；对目标地震道进行层位点级倾角时差分析，是指依次从地震地层体中取出一个层位并将该层位设置为目标层位，然后提取目标层位点的位置并计算目标层位点处的倾角时差，最后将目标层位点位置和目标层位点处的倾角时差组合为一个倾角时差数据对；将各层位点倾角时差组合为倾角时差序列，是指按层位点位置从小到大的顺序将各层位点所对应的倾角时差数据对组合为倾角时差序列。倾角时差序列由两个子序列组成，即层位点位置序列和时差量序列。
在层位级倾角时差分析流程中，目标层位是指地震地层体中的一个待分析的层位。提取目标层位点位置，是指从地震地层体中提取出目标层位在目标地震道处的层位值，并将其作为目标层位点的位置；计算目标层位点处的倾角时差，是指分别从层位中提取目标地震道处的层位值(简称为目标层位值)和参考地震道处的层位值(简称为参考层位值)，并将目标层位值和参考层位值的差值作为目标层位点的倾角时差。
图6为层位点级别的倾角时差分析示意图。其中，目标地震道和参考地震道在图4所示的地震道级别的倾角时差分析流程中设置，目标层位点利用图5所示的目标层位点提取得到，Δt表示目标地震道和参考地震道在目标层位点处的倾角时差。设目标层位在目标地震道处的层位值设置为目标时间t0，目标层位在参考地震道处的层位值设置为参考时间tr，则目标层位点在目标地震道上的倾角时差为
Δt＝t0-tr (1)
如果目标层位值与参考层位值至少有一个为无效值，则将目标层位点的倾角时差设置为无效值。其中，无效值，是一个用于标识空白层位点、无法计算的倾角时差节点的浮点数，在本发明实施例中，统一将无效值设置为-9999.0。
S205，倾角时差序列滤波：对倾角时差序列集中各倾角时差序列进行滤波。
该步骤的目的是根据倾角时差有效范围分别对倾角时差序列集中的倾角时差序列进行处理，剔除那些在有效范围之外的倾角时差节点。
S206，倾角时差序列规则化：对倾角时差序列集中各倾角时差序列进行规则化，形成等间隔倾角时差序列。
在具体实施时，以目标地震道的起始采样点和终止采样点作为插值范围，对目标地震道的倾角时差序列进行线性插值或样条插值，形成与地震数据采样间隔一致的等间隔倾角时差序列。为保持倾角时差序列的完整性，将起始采样点和终止采样点之外的采样点处的倾角时差值设置为无效值。
S207，地层倾角体组合：将规则化后的倾角时差序列集组合为地层倾角体。
该步骤的目的是指按地震道的空间位置及顺序将所有等间隔倾角时差序列组合为地层倾角体并进行输出。其中，地层倾角体具有与地震数据一致的结构和大小。
以上步骤组成了一个完整的基于地震地层体的地层倾角信息提取流程。
图7～图9示出了一个地层倾角信息提取实施例。在该实施例中，采用地震地层体倾角时差分析技术将地震地层体转换为地层倾角体。其中，图7是一个地震剖面，图8是从该地震剖面所对应的地震数据中经过地震地层体分析而得到的地震地层体剖面，图9是以地震地层体和地震数据体为基础经过倾角时差分析而得到的地层倾角体。由于地震地层体是对地震数据进行一系列处理与分析而获得的，基于地震地层体而获得的地层倾角体可视作是从地震数据中所提取的。与传统的地层倾角估算方法相比，本专利方法和装置拥有两大优点。首先，由于地震地层体是一种全空间高密度地层空间形态表达方式，利用地震地层体所获得的地层倾角体是高精度的和稳定的；其次，由于组成地震地层体的层位具有可视性且极易进行修改和编辑，可利用层位解释工具对不合理的部位进行修改，直至与地质特征相符或一致，因而利用地震地层体所获得的地层倾角体的是可靠的，且可控制的。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置，如下面的实施例。由于该装置解决问题的原理与从地震数据中自动提取地层倾角信息方法相似，因此该装置的实施可以参见从地震数据中自动提取地层倾角信息方法的实施，重复之处不再赘述。
图10为本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置示意图，如图10所示，该装置包括：地震数据获取模块101、地震地层体分析模块102、倾角时差分析模块103、滤波模块104、规则化处理模块105和地层倾角体生成模块106。
其中，地震数据获取模块101，用于获取地震数据，其中，地震数据中包含：多个地震道；地震地层体分析模块102，用于生成包含层位信息的地震地层体；倾角时差分析模块103，用于根据地震地层体，对每个地震道进行倾角时差分析，生成倾角时差序列集合，其中，倾角时差序列集合中包含：每个地震道对应的倾角时差序列；滤波模块104，用于根据预先设置的地层倾角时差有效范围，对倾角时差序列集合中每个地震道对应的倾角时差序列进行滤波处理，得到每个地震道滤波后的倾角时差序列；规则化处理模块105，用于以每个地震道的起始采样点和终止采样点作为插值范围，对每个地震道滤波后的倾角时差序列进行插值处理，得到每个地震道的等间隔倾角时差序列，其中，每个地震道的起始采样点为每个地震道地震振幅由连续零值变化为非零值或由连续无效值变化为非无效值的采样点，每个地震道的终止采样点为每个地震道上地震波振幅由非零值变化为连续零值或由非无效值变化为连续无效值的采样点；地层倾角体生成模块106，用于根据各个地震道的等间隔倾角时差序列，生成地层倾角体。
在一个实施例中，本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置还包括：地层倾角时差有效范围设置模块107，用于根据地质特征信息，设置地层倾角时差最小值和地层倾角时差最大值，得到地层倾角时差有效范围。
在一个实施例中，本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置中，倾角时差分析模块103还用于：根据地震地层体，对地震数据中每个地震道进行倾角时差分析；根据地震数据中各个地震道的空间位置，将各个地震道对应的倾角时差序列组合为倾角时差序列集合。
在一个实施例中，本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置中，倾角时差分析模块103包括：地震道级别倾角时差分析模块1031，用于对地震数据中每个地震道进行地震道级别的倾角时差分析；层位点级别倾角时差分析模块1032，用于对地震数据中每个地震道进行层位点级别的倾角时差分析。
在一个实施例中，本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置还包括：地震道设置模块108，用于设置目标地震道和参考地震道；其中，层位点级别倾角时差分析模块1032还用于对参考地震道和目标地震道进行层位点级别的倾角时差分析，得到目标地震道各层位点的倾角时差；地震道级别倾角时差分析模块1031还用于将目标地震道各层位点的倾角时差，组合为目标地震道对应的倾角时差序列。
在一个实施例中，本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置中，地震道设置模块108还用于：依次从地震数据中提取一个地震道，设置为目标地震道；将与目标地震道相邻的前一个地震道，设置为参考地震道。
在一个实施例中，本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置还包括：层位设置模块109，用于设置目标层位；层位点级别倾角时差分析模块1032还用于提取目标层位在目标地震道上的目标层位值和参考地震道上的参考层位值；以及将目标层位值与参考层位值的差值，确定为目标地震道目标层位点的倾角时差。
在一个实施例中，本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置中，层位设置模块109还用于：依次从地震数据中提取一个层位，设置为目标层位。
在一个实施例中，本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置中，层位点级别倾角时差分析模块1032还用于：判断目标层位值和参考层位值是否为无效值；当目标层位值和参考层位值中的任意一个为无效值的情况下，将相应目标层位点的倾角时差设置为无效值。
在一个实施例中，本发明实施例中提供的一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置还包括：地层倾角计算模块110，用于将地震测线序号增长方向和地震道序号增长方向确定为地层倾角计算方向。
可选地，当上述地震数据获取模块101获取的地震数据包括：二维地震数据和三维地震数据的情况下；地层倾角计算模块110还用于：当地震数据为二维地震数据的情况下，计算地震道序号增长方向的地层倾角体；当地震数据为三维地震数据的情况下，计算地震测线序号增长方向的地层倾角体和地震道序号增长方向的地层倾角体。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种计算机设备，用以解决现有利用地震资料估算地层倾角的方法，当地震资料信噪比较低时，会出现估算精度差、稳定差的技术问题，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述从地震数据中自动提取地层倾角信息方法。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，用以解决现有利用地震资料估算地层倾角的方法，当地震资料信噪比较低时，会出现估算精度差、稳定差的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述从地震数据中自动提取地层倾角信息方法的计算机程序。
综上，本发明实施例中提供了一种从地震数据中自动提取地层倾角信息方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质，在获取到地震数据后，对地震数据进行地震层位同时追踪，生成包含层位信息的地震地层体，进而根据地震地层体，对每个地震道进行倾角时差分析，生成每个地震道对应的倾角时差序列，根据预先设置的地层倾角时差有效范围，对每个地震道对应的倾角时差序列进行滤波处理，得到每个地震道滤波后的倾角时差序列，并以每个地震道的起始采样点和终止采样点作为插值范围，对每个地震道滤波后的倾角时差序列进行插值处理，得到每个地震道的等间隔倾角时差序列，最后根据各个地震道的等间隔倾角时差序列，生成地层倾角体。本发明实施例通过将地震地层体转换为地层倾角体的方式，从地震数据中自动提取地层倾角信息，能够提高从地震数据中提取地层倾角信息的稳定性、可靠性和可控制性。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种从地震数据中自动提取地层倾角信息方法，其特征在于，包括：
获取地震数据，其中，所述地震数据中包含：多个地震道；
对所述地震数据进行地震层位同时追踪，生成包含层位信息的地震地层体；
根据所述地震地层体，对每个地震道进行倾角时差分析，生成倾角时差序列集合，其中，倾角时差序列集合中包含：每个地震道对应的倾角时差序列；
根据预先设置的地层倾角时差有效范围，对倾角时差序列集合中每个地震道对应的倾角时差序列进行滤波处理，得到每个地震道滤波后的倾角时差序列；
以每个地震道的起始采样点和终止采样点作为插值范围，对每个地震道滤波后的倾角时差序列进行插值处理，得到每个地震道的等间隔倾角时差序列，其中，每个地震道的起始采样点为每个地震道地震振幅由连续零值变化为非零值或由连续无效值变化为非无效值的采样点，每个地震道的终止采样点为每个地震道上地震波振幅由非零值变化为连续零值或由非无效值变化为连续无效值的采样点；
根据各个地震道的等间隔倾角时差序列，生成地层倾角体；
在根据预先设置的地层倾角时差有效范围，对倾角时差序列集合中每个地震道对应的倾角时差序列进行滤波处理之前，所述方法还包括：
根据地质特征信息，设置地层倾角时差最小值和地层倾角时差最大值，得到地层倾角时差有效范围；
其中，根据所述地震地层体，对每个地震道进行倾角时差分析，生成倾角时差序列集合，包括：
根据所述地震地层体，对所述地震数据中每个地震道进行倾角时差分析；
根据地震数据中各个地震道的空间位置，将各个地震道对应的倾角时差序列组合为倾角时差序列集合；
其中，对所述地震数据中每个地震道进行倾角时差分析，包括：
对所述地震数据中每个地震道进行地震道级别的倾角时差分析和层位点级别的倾角时差分析；
其中，对所述地震数据中每个地震道进行地震道级别的倾角时差分析和层位点级别的倾角时差分析，包括：
设置目标地震道和参考地震道；
对参考地震道和目标地震道进行层位点级别的倾角时差分析，得到目标地震道各层位点的倾角时差；
将目标地震道各层位点的倾角时差，组合为目标地震道对应的倾角时差序列；
其中，设置目标地震道和参考地震道，包括：
依次从地震数据中提取一个地震道，设置为目标地震道；
将与目标地震道相邻的前一个地震道，设置为参考地震道；
其中，对参考地震道和目标地震道进行层位点级别的倾角时差分析，得到目标地震道各层位点的倾角时差，包括：
设置目标层位；
提取目标层位在目标地震道上的目标层位值和参考地震道上的参考层位值；
将目标层位值与参考层位值的差值，确定为目标地震道目标层位点的倾角时差。
2.如权利要求1的所述方法，其特征在于，设置目标层位，包括：
依次从地震数据中提取一个层位，设置为目标层位。
3.如权利要求2的所述方法，其特征在于，在提取目标层位在目标地震道上的目标层位值和参考地震道上的参考层位值之后，所述方法还包括：
判断目标层位值和参考层位值是否为无效值；
当目标层位值和参考层位值中的任意一个为无效值的情况下，将相应目标层位点的倾角时差设置为无效值。
4.如权利要求1至3任一项的所述方法，其特征在于，所述方法还包括：
将地震测线序号增长方向和地震道序号增长方向确定为地层倾角计算方向。
5.如权利要求4的所述方法，其特征在于，所述地震数据包括：二维地震数据和三维地震数据；
其中，当地震数据为二维地震数据的情况下，计算地震道序号增长方向的地层倾角体；当地震数据为三维地震数据的情况下，计算地震测线序号增长方向的地层倾角体和地震道序号增长方向的地层倾角体。
6.一种从地震数据中自动提取地层倾角信息装置，其特征在于，包括：
地震数据获取模块，用于获取地震数据，其中，所述地震数据中包含：多个地震道；
地震地层体分析模块，用于对所述地震数据进行地震层位同时追踪，生成包含层位信息的地震地层体；
倾角时差分析模块，用于根据所述地震地层体，对每个地震道进行倾角时差分析，生成倾角时差序列集合，其中，倾角时差序列集合中包含：每个地震道对应的倾角时差序列；
滤波模块，用于根据预先设置的地层倾角时差有效范围，对倾角时差序列集合中每个地震道对应的倾角时差序列进行滤波处理，得到每个地震道滤波后的倾角时差序列；
规则化处理模块，用于以每个地震道的起始采样点和终止采样点作为插值范围，对每个地震道滤波后的倾角时差序列进行插值处理，得到每个地震道的等间隔倾角时差序列，其中，每个地震道的起始采样点为每个地震道地震振幅由连续零值变化为非零值或由连续无效值变化为非无效值的采样点，每个地震道的终止采样点为每个地震道上地震波振幅由非零值变化为连续零值或由非无效值变化为连续无效值的采样点；
地层倾角体生成模块，用于根据各个地震道的等间隔倾角时差序列，生成地层倾角体；
所述装置还包括：
地层倾角时差有效范围设置模块，用于根据地质特征信息，设置地层倾角时差最小值和地层倾角时差最大值，得到地层倾角时差有效范围；
其中，所述倾角时差分析模块还用于：
根据所述地震地层体，对所述地震数据中每个地震道进行倾角时差分析；
根据地震数据中各个地震道的空间位置，将各个地震道对应的倾角时差序列组合为倾角时差序列集合；
其中，所述倾角时差分析模块包括：
地震道级别倾角时差分析模块，用于对所述地震数据中每个地震道进行地震道级别的倾角时差分析；
层位点级别倾角时差分析模块，用于对所述地震数据中每个地震道进行层位点级别的倾角时差分析；
所述装置还包括：
地震道设置模块，用于设置目标地震道和参考地震道；
层位点级别倾角时差分析模块还用于对参考地震道和目标地震道进行层位点级别的倾角时差分析，得到目标地震道各层位点的倾角时差；
地震道级别倾角时差分析模块还用于将目标地震道各层位点的倾角时差，组合为目标地震道对应的倾角时差序列；
其中，所述地震道设置模块还用于：
依次从地震数据中提取一个地震道，设置为目标地震道；
将与目标地震道相邻的前一个地震道，设置为参考地震道；
所述装置还包括：
层位设置模块，用于设置目标层位；
层位点级别倾角时差分析模块还用于提取目标层位在目标地震道上的目标层位值和参考地震道上的参考层位值；以及将目标层位值与参考层位值的差值，确定为目标地震道目标层位点的倾角时差。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述层位设置模块还用于：
依次从地震数据中提取一个层位，设置为目标层位。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述层位点级别倾角时差分析模块还用于：
判断目标层位值和参考层位值是否为无效值；
当目标层位值和参考层位值中的任意一个为无效值的情况下，将相应目标层位点的倾角时差设置为无效值。
9.如权利要求6至8任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
地层倾角计算模块，用于将地震测线序号增长方向和地震道序号增长方向确定为地层倾角计算方向。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述地震数据包括：二维地震数据和三维地震数据；地层倾角计算模块还用于：当地震数据为二维地震数据的情况下，计算地震道序号增长方向的地层倾角体；当地震数据为三维地震数据的情况下，计算地震测线序号增长方向的地层倾角体和地震道序号增长方向的地层倾角体。
11.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时实现权利要求1至5任一项所述从地震数据中自动提取地层倾角信息方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述从地震数据中自动提取地层倾角信息方法。
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2021
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