DE69204241T2

DE69204241T2 - Darstellung von n-dimensionalen seismischen Daten in einem n-1 dimensionalen Format.

Info

Publication number: DE69204241T2
Application number: DE69204241T
Authority: DE
Inventors: Tracy Stark
Original assignee: Exxon Production Research Co
Current assignee: ExxonMobil Upstream Research Co
Priority date: 1991-03-27
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 2012-03-25
Also published as: CA2083846C; AU1747892A; DE69204241D1; CA2083846A1; NO924570D0; EP0531515B1; WO1992017798A3; NO303752B1; EP0531515A1; NO924570L; AU662145B2; WO1992017798A2; US5671344A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren, das zum Verstehen und Erfassen der inneren Struktur eines mehrdimensionalen seismischen Datenvolumens brauchbar ist. Dieses Verfahren nimmt N- dimensionale Daten, wobei N die Datendimension wiedergibt, und gibt sie in einem (N-1)-dimensionalen Format wieder, während in dieser verminderten Dimension wichtige Informationen erhalten bleiben.
Praktiker im seismischen Versuchsfeld verwenden dreidimensionale Daten, die an der Oberfläche gesammelt sind, um die Struktur zu bestimmen und die unter der Oberfläche liegenden Eigenschaften abzuleiten.
Es ist in hohem Maße wünschenswert, nicht nur ein qualitatives, sondern auch ein quantitatives Verständnis und eine quantitative Beschreibung der inneren Struktur solcher Datenvolumina zu haben. Im Fall der dreidimensionalen seismischen Daten sind genaue Strukturinformationen für das richtige und optimale Plazieren von Bohrungen erforderlich. Es ist für den Erfolg der Exploration notwendig, ein hohes Maß an Genauigkeit zu erreichen. Diese Strukturinformation ist für etliche geologische Horizonte notwendig, die innerhalb der Grenzen des dreidiinensionalen Datenvolumens auftreten.
Die Extraktion solcher Struktur- und anderen Informationen aus dreidimensionalen seismischen Daten ist derzeit kostspielig und zeitaufwendig. Zusätzlich sind die vorliegenden Techniken nicht wirksam zum Extrahieren der gesamten aus dem Datenvolumen verfügbaren Informationen. In gewissem Ausmaß gilt, daß die Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Interpretation um so größer ist, je mehr Zeit auf die Interpretation der Daten verwendet wird. Allerdings ist aufgrund des Kostenanstiegs und von außen gesetzter Fristenüberlegungen allgemein keine zusätzliche Zeit verfügbar. Die Effektivität der vorliegenden Interpretationsverfahren wird auch nur geringfügig gebessert, indem auf ein Projekt mehr Zeit verwendet wird. Eine typische Methode oder ein typisches Verfahren zum Extrahieren von Informationen, das derzeit verwendet wird, ist das in AAPG Memoir 42, Seiten 44 bis 89, "Interpretations of Three-Dimensional Seismic Data", einer Veröffentlichung von American Association of Petroleum Geologists, Oklahoma, veröffentlicht 1988, Alistair R. Brown, beschriebene seismische Interpretationsverfahren.
Isolinienkarten werden üblicherweise verwendet, um die innere Struktur darzustellen, wenn die Information erst einmal durch seismische Interpretation aus den dreidimensionalen Daten extrahiert worden ist. Diese Karten zeigen Gebiete mit der gleichen Höhe (oder dem gleichen Höhenbereich). Als Ergebnis enthalten die Isolinienkarten sowohl qualitative als auch quantitative Information über die Streichrichtung und Neigungsrichtung der speziellen inneren Sstrukturen. Diese speziellen Strukturen werden normalerweise als Horizonte bezeichnet. Die Kombination von Streichrichtung und Neigungsrichtung eines Horizonts auf einer einzigen Anzeige zeigt die dreidimensionale Information in einem zweidiinensionalen Format.
Die Streichrichtung eines Horizonts ist durch die Linie definiert, die aus der Schnittlinie des Horizonts und einer horizontalen Ebene resultiert. Die Streichrichtung eines Horizonts variiert mit der Position und der Tiefe oder Höhe der horizontalen Ebene.
Die wahre Neigung eines Horizonts ist durch die lokale Senkrechte zu der Streichrichtung definiert. Die Neigung hat sowohl eine Richtung als auch einen Wert. Die Neigungsrichtung ist die Richtung, in der der Horizont tiefer wird. Der Neigungswert ist der Winkel zwischen dem Horizont und der horizontalen Ebene, gemessen in Neigungsrichtung. Die Neigungsrichtung und der Neigungswert können sowohl mit der Position als mit der Tiefe variieren. Der scheinbare Neigungswert ist der, welcher in einer von der wahren Neigungsrichtung verschiedenen Richtung gemessen wird, und ist immer kleiner als der wahre Neigungswert.
Die wahre Neigung und Streichrichtung zeigen, wie sich der Horizont strukturell durch die Datenvolumina hindurch verändert. Die Extraktion der wahren Neigung und Streichrichtung eines Horizonts durch seismische Interpretation ist aufgrund der derzeitigen seismischen Interpretationstechniken ein sehr kostspieliges und zeitaufwendiges Verfahren. Allgemein werden strukturelle und stratigraphische Informationen aus seismischen Daten erhalten, indem spezielle interessierende seismische Ereignisse identifiziert werden und versucht wird, diese Ereignisse durch das dreidimensionale Datenvolumen hindurch zu verfolgen.
Ein seismisches Ereignis besteht typischerweise aus nur einem Typ von Variante. Im derzeitigen Kontext ist eine Variante jedes identifizierbare und isolierbare Attribut (jede identifizierbare und isolierbare Eigenschaft) der Daten, die eine Fläche mit einem begrenzten (endlichen) Ausmaß über das Datenvolumen bildet. Einige Beispiele für Variantentypen sind Maxima, Minima, Nulldurchgänge und Werte der konstanten momentanen Phase, sind aber nicht auf diese begrenzt.
Die am weitesten verbreitete Weise, in der mehrdimensionale Daten untersucht und interpretiert werden, besteht darin, die Datenwerte darzustellen, die sich an dem Schnittpunkt einer zweidimensionalen Ebene mit dem Datenvolumen befinden. Diese Anzeigen sind hauptsächlich deswegen üblich, weil das ursprüngliche Anzeigemedium Papier war. CRT-Bildschirme sind zur Zeit ein beliebtes Medium. Allerdings enthalten diese Anzeigevorrichtungen nur Daten, die auf dieser speziellen Ebene vorhanden sind. Es werden keine Informationen oder Daten von den benachbarten Ebenen dargestellt. Diese Anzeigevorrichtungen enthalten nicht einmal qualitative Informationen darüber, wie die Daten sich in den anderen Dimensionen verändern.
Um zu verstehen, wie sich das Datenvolumen in einer Dimension in einem Winkel zu der Ebene der Darstellung ändert, müssen viele solcher Anzeigen erzeugt werden, indem die zweidimensionale Ebene durch das Datenvolumen bewegt wird. Typischerweise sind diese Ebenen durch konstante Positionen entlang aller bis auf zwei der Datendimensionen definiert.
Im Fall der dreidimensionalen seismischen Daten gibt es drei typische zweidimensionale Anzeigeebenen. Diese Ebenen liegen parallel zu jeder der drei Datendimensionen. Es gibt zwei vertikale Ebenen und eine horizontale Ebene.
Nur die scheinbare Neigungsrichtung und der scheinbare Neigungswert von Reflexionshorizonten kann durch Interpretation einer einzigen vertikalen Ebene bestimmt werden. Die wahre Neigungsrichtung und der wahre Neigungswert können nicht aus einer einzigen Anzeige bestimmt werden, da diese Anzeigen keine Informationen über die Streichrichtung des Ereignisses zeigen. Interpretationen aus mehreren benachbarten und/oder sich schneidenden vertikalen Ebenen können kombiniert werden, um die wahre Streichrichtung und Neigung der interpretierten Horizonte zu erhalten. Die Horizonte müssen interpretiert werden, bevor überhaupt Informationen über die wahre Streichrichtung und Neigung erhalten werden können.
Eine Bewertung der Streichrichtung von Reflexionshorizonten kann bestimmt werden, indem eine einzige horizontale Anzeige interpretiert wird. Nur die wahre Streichrichtung von Nulldurchgängen kann aus einer einzigen horizontalen Ebene bestimmt werden. Auf diesen Anzeigen ist keine Information über die Neigung vorhanden. Es müssen mehrere horizontale Ebenen interpretiert werden, um überhaupt Informationen über die Neigung der Horizonte zu erhalten.
Ein weiteres Verfahren zum Anzeigen mehrdimensionaler Daten besteht darin, zwei oder mehr Ebenen anzuzeigen, die in einem Winkel zueinander orientiert sind. Normalerweise liegen die Ebenen rechtwinklig zueinander und werden in einer einzigen zweidimensionalen Anzeige dargestellt. Diese Anzeigen liefern einige Informationen über die Varianten der inneren Struktur innerhalb des Datenwürfels, indem die Struktur auf den Außenflächen des Würfels gezeigt wird. Allerdings sind diese Informationen bestenfalls spekulativ. Diese Anzeigen werden mitunter als Paneeldiagramme, Blockdiagramme, perspektivische Ansichten oder Sesseldiagramme bezeichnet.
Eine weitere Technik ist, zwei oder mehr parallele Ebenen entsprechend ihrer unterschiedlichen Position mit einem Farbcode zu versehen und sie auf einer einzigen zweidimensionalen Ebene zu zeigen (Brown 1988, ibid.). Beispielsweise können alle positiven Amplitudenwerte, die in einer einzigen Ebene existieren, in schwarz dargestellt werden. Für eine darunterliegende Ebene werden die positiven Werte durch eine andere Farbe wie blau wiedergegeben. Negative Werte werden mit noch einer anderen kontrastierenden Farbe wie weiß oder hell wiedergegeben. Diese beiden Ebenen werden dann kombiniert, um die relative Position der positiven Werte in bezug auf die Zweiwege-Laufzeit zu zeigen. Einige Informationen über Streichrichtung und Neigung sind in dieser zweidimensionalen Anzeige dargestellt. Allerdings isolieren diese Anzeigetypen weder einen speziellen Variantentyp noch liefern sie quantitative Informationen über die Neigung.
Eine vierte Anzeigetechnik verwendet eine Schwellenwerttechnik, um die Daten in einer isometrischen oder perspektivischen Ansicht anzuzeigen. Nur Amplituden- oder Datenparameter, die in einen speziellen Wertebereich fallen, werden angezeigt. Wiederum gestatten diese Verfahren keine quantitative Extraktion der speziellen Datenvarianten, die zum Interpretieren der inneren Struktur der Datenvolumina verwendet werden.
Ein letztes Verfahren besteht darin, einen speziellen Variantentyp zu nehmen und seine Position nur dann anzuzeigen, wenn er irgendwie mit einer zugeordneten Variante zusammengeschaltet werden kann, wie in dem von William Schneider geschriebenen Artikel mit dem Titel "Developments in Seismic Data Processing and Analysis (1969 bis 1970)", veröffentlicht 1971 in Geophysics, Band 36, Nummer 6, Seiten 1043 bis 1073 diskutiert ist. Diese Anzeigen sind in mehrdimensionalen Anwendungen nicht verwendet worden und erfordern ein gewisses Passen zu an oder "Einrasten" mit Varianten auf benachbarten Spuren.
Interpretationstechniken des Standes der Technik erfordern die Isolierung eines speziellen Variantentyps, um quantitative Informationen über Streichrichtung und Neigung zu erhalten, wie in Isolinienkarten enthalten sind. Selbst wenn die zuvor genannten Anzeigetechniken einige für die Interpretation brauchbare Informationen liefern, muß die tatsächliche Interpretation dennoch mit den Daten vorgenommen werden. Die Interpretation wird typischerweise durch einen menschlichen Interpreter vorgenommen, wird aber auch mitunter (obwohl nicht allzu gut) automatisch mit Computerprogrammen vorgenommen. Es ist zuvor nicht erkannt worden, daß quantivative Informationen über Streichrichtung und Neigung in einer einzigen Anzeige erhalten werden können, ohne zuerst eine gewisse Interpretation entweder durch einen Menschen oder durch eine Maschine vornehmen zu lassen.
Gemäß einem Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung lokaler (N-1)-dimensionaler Darstellungen einer Flächenklasse in einem N-dimensionalen seismischen Datensatz, wobei N die Anzahl der Datendimensionen wiedergibt, bei dem
die Flächenklasse gewählt wird, indem eine Variante gewählt wird,
durch den N-dimensionalen seismischen Datensatz hindurch eine willkürliche Fläche gewählt wird,
eine Darstellungsart für die Existenz und Nichtexistenz dieser Variante gewählt wird,
die Existenz von jedem Vorkommen dieser Variante innerhalb des N-dimensionalen seismischen Datensatzes lokalisiert und dargestellt wird, und
diese Vorkommen über die willkürliche Fläche abgetastet werden, um eine Flächenscheibe zu erzeugen, indem die Existenz von jedem solchen Vorkommen relativ zu der willkürlichen Fläche in der Art wiedergegeben wird, um dadurch die lokale (N-1)-dimensionale Darstellung des N-dimensionalen seismischen Datensatzes zu erzeugen.
Gemäß einem weiteren Aspekt liefert die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen von lokalen (N-1)-dimensionalen Darstellungen einer Flächenklasse in einem N-dimensionalen seismischen Datensatz, wobei N die Anzahl der Datendimensionen wiedergibt, bei dem
die Flächenklasse gewählt wird, indem eine Variante aus dem N-dimensionalen seismischen Datensatz gewählt wird,
eine Darstellungsart für die Existenz und Nichtexistenz dieser Variante gewählt wird,
die Existenz von jedem Vorkommen dieser Variante innerhalb des N-dimensionalen seismischen Datensatzes lokalisiert und dargestellt wird,
eine Anzahl benachbarter Datenabtastwerte gewählt wird, und die Vorkommen der Variante auf die Anzahl der benachbarten Datenabtastwerte kopiert wird, um die lokale (N-1)-dimensionale Darstellung der Flächenklasse zu erzeugen.
Gemäß einem weiteren Aspekt liefert die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung lokaler (N-1)-dimensionaler Darstellungen einer Flächenklasse in einem N-dimensionalen seismischen Datensatz, wobei N die Anzahl der Datendimensionen wiedergibt, bei dein
die Flächenklasse gewählt wird, indem eine Variante gewählt wird,
durch den N-dimensionalen seismischen Datensatz hindurch eine willkürliche Fläche gewählt wird,
ein willkürlicher Abstand relativ zu der willkürlichen Fläche gewählt wird,
eine Darstellungsart für die Existenz und Nichtexistenz dieser Variante gewählt wird,
jedes Vorkommen dieser Variante innerhalb des Abstands relativ zu der willkürlichen Fläche lokalisiert wird, und diese Vorkommen in einer Flächenscheibe kombiniert werden, indem das Vorkommen in der Art dargestellt wird, um dadurch die lokale (N-1)-dimensionale Darstellung des N-dimensionalen seismischen Datensatzes zu erzeugen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wie hier beschreiben ermöglicht die Erzeugung von qualitativen und quantivativen Informationen über lokale innere Strukturen innerhalb eines mehrdimensionalen Datensatzes, ohne Interpretationsverfahren zu erfordern oder zu verwenden. Beispielsweise werden mehrdimensionale Daten mit N Dimensionen lokal in einem (N-1)-dimensionalen Format in einer Form wiedergegeben, die hier als Flächenscheibe bezeichnet wird. Varianten werden auf einer (N-1)dimensionalen Fläche isoliert und mit anderen isolierten Varianten kombiniert, die diese Fläche umgeben, um die Flächenscheibe zu erzeugen. Die Flächenscheibe enthält N-dimensionale Informationen über Strukturen, die die (N-1)-dimensionale Struktur schneiden. Das Verfahren zum Identifizieren und Isolieren aller Vorkommen einer Variante und das Kombinieren dieser Vorkommen auf (N-1)-Flächen liefert sowohl quantitative als auch qualitative Information über sowohl die Streichrichtung als auch die Neigung dieser Strukturen.
Flächenscheiben enthalten unterschiedliche Informationen in Abhängigkeit von der gewählten Variante und der Art, in der die Variante auf der Flächenscheibe dargestellt ist. Wenn die Variante durch ihre Amplitude wiedergegeben wird, wird eine Amplitudenflächenscheibe erzeugt, die sowohl die Streichrichtung als auch den Neigungswert der sich schneidenden Flächen liefert. Wenn die Variante durch ihre relative Position in dem Datensatz wiedergegeben wird, beispielsweise durch ihre Position zu einem Zeitpunkt, wird eine Zeitflächenscheibe erzeugt. Zusätzlich dazu, daß eine Zeitflächenscheibe sowohl Streichrichtungs- als auch Neigungswertinformationen enthält, liefert sie auch Informationen über die Neigungsrichtung.
Wenn eine Flächenscheibe erst einmal erzeugt worden ist, kann sie auf vielerlei Art angezeigt werden. Beispielsweise können Veränderungen der Zeit oder Amplitude unterschiedlich durch Farben oder Schattierungen abgebildet werden, um die resultierenden Informationen zu zeigen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Damit die Weise, nach der die oben genannten Merkmale, Vorteile und Ziele der Erfindung sowie andere, die offensichtlich werden, erreicht werden, detailliert erläutert werden kann, wird eine genauere Beschreibung der oben kurz zusammengefaßten Erfindung in bezug auf ihre in den Zeichnungen illustrierten Ausgestaltungen erhalten, wobei die Zeichnungen einen Teil der Beschreibung bilden. Es ist allerdings zu beachten, daß die angefügten Zeichnungen nur bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung illustrieren und somit nicht als den Bereich der Erfindung eingrenzend betrachtet werden sollen, da sich die Erfindung auch auf andere gleichwertige Ausgestaltungen erstrecken kann.

In den Zeichnungen

ist Figur 1 eine Darstellung einer einzigen planaren Fläche innerhalb eines dreidimensionalen Datenvolumens,
ist Figur 2 eine dreidimensionale Darstellung von seismischen Daten für einen gegebenen Bereich gemäß der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung,
zeigen Figuren 3A und 3B erfindungsgemäße graphische zweidimensionale Darstellungen einer Zeitflächenscheibe und einer Amplitudenflächenscheibe,
ist Figur 4 eine zweidimensionale graphische Darstellung von zwei Horizonten mit zwei unterschiedlichen Neigungen,
zeigen Figuren 5A, 5B und 5C die Flußdiagramme, die drei bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung illustrieren,
ist Figur 6 eine Darstellung einer einzigen seismischen Spur für eine gegebene Position,
ist Figur 7 ein Diagramm, das verschiedene Arten der erfindungsgemäßen Darstellung der Variantenexistenz zeigt,
zeigt Figur 8 ein dreidimensionales Datenvolumen einschließlich einer nicht planaren Neigungsebene mit benachbarten ähnlich gestalteten willkürlichen Flächen,
repräsentiert Figur 9 ein dreidimensionales Datenvolumen, das den Abstand von einer nicht planaren Neigungsebene zeigt,
zeigen Figuren 10A und 10B eine Zeitflächenscheibe beziehungsweise eine Amplitudenflächenscheibe, die unter Verwendung einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung aus den Daten erzeugt worden sind.

Beschreibung der bevorzugten Ausaestaltunuen

Um dreidimensionale Daten in einem graphischen Format darzustellen, ist es üblich, Daten von sich schneidenden orthogonalen Ebenen zu zeigen. Beispiele für eine solche Anzeige sind in US- A-4 063 216 und in Figuren 3 bis 26 der zuvor angegebenen AAPG- Memoir-Druckschriften offenbart.
Da ein CRT-Bildschirin oder ein Blatt Papier im wesentlichen flach oder zweidimensional ist, wird eine isometrische Ansicht graphisch dargestellt, bei der die Daten in einer ersten Ebene in der vordersten Ebene (der Ebene des Bildschirms oder Papiers) eines isometrischen "Blocks" gezeigt werden und die Daten in der zweiten Ebene in einer Seitenwinkelebene dieses selben Blocks gezeigt werden, wenn orthogonale Ebenen von Daten auf dem CRT- Bildschirm oder dem Papierblatt wiedergegeben werden, um dem Betrachter einen dreidimensionalen Eindruck zu geben. Indem zusätzliche Datenebenen vorhanden sind, die zu einer oder beiden dieser ersten und zweiten Ebenen parallel sind, können diese Datenpunkte für die oberste Ebene des Blocks aufgetragen werden. Natürlich können auch andere Ebenen parallel zu der obersten Ebene entwickelt werden, um so zusätzliche dreidimensionale graphische Darstellungen zu ergeben.
Es gibt ein bestimmtes Ausmaß an Verzerrung in der gerade beschriebenen Darstellung, da die Seitenansicht und die obere Ansicht sich in Winkeln zu der vorderen Ebene befinden. Außerdem sind genaugenommen eine Reihe von Ansichten erforderlich, um dreidimensionale Daten genau zu zeigen, nicht eine einzige Ansicht, die die Daten nur auf drei planaren Flächen eines dreidimensionalen Blocks zeigt. Damit dreidimensionale Daten in einem echten zweidimensionalen Format graphisch dargestellt werden können, muß ein Verfahren dafür sorgen, daß die dreidimensionalen Daten in zweidimensionale Daten konvertiert oder reduziert werden, während die dreidimensionale Information erhalten bleibt. Im allgemeinen Fall konvertiert oder reduziert das nachfolgend beschriebene Verfahren N-dimensionale Daten zur Anzeige oder zu anderen Zwecken auf (N-1)-dimensionale Daten. Die bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung betrifft die lokale Reduktion von dreidimensionalen Daten auf zweidimensionale Daten unter Erhalt von wichtigen Aspekten des dreidimensionalen Inhalts des Originals.
In Bezugnahme auf die Zeichnungen und zuerst auf Fig. 1 wird ein dreidimensionales Datenvolumen 10 gezeigt, das eine einzige geneigte Ebene enthält. Die scheinbaren Neigungsrichtungen 21 und 23 und die scheinbaren Neigungswerte 20 und 22 der Neigungsebene 12 sind jeweils an einer der beiden sichtbaren vertikalen Außenflächen 14 und 16 gezeigt. Jede vertikale Außenfläche dieses Volumens gibt nur die scheinbare Neigungsrichtung und den scheinbaren Neigungswert wieder. Eine einzige vertikale Außenfläche schließt weder Informationen über die Streichrichtung der geneigten Ebene 12 noch über den wahren Neigungswert 24 ein. Eine einzige horizontale Außenseite wie Außenseite 18 zeigt die Streichrichtung 19 von Ebene 12, liefert aber keine Neigungsinformationen.
Eine einzige Außenfläche eines dreidimensionalen Datenvolumens liefert nicht sowohl Streichrichtung als auch Neigung einer Ebene, die in dem Datenvolumen lokalisiert ist. Die wahre Streichrichtung und die wahre Neigung einer Ebene können aus beliebigen zwei Außenseiten durch das Datenvolumen hindurch bestimmt werden, vorausgesetzt daß (1) dieselbe geneigte Ebene passend auf beiden Außenflächen identifiziert wird und (2) der Winkel zwischen den beiden Außenflächen bekannt ist, wenn sie nicht parallel sind, oder ihr Abstand bekannt ist, wenn sie parallel sind.
Diese Erfindung liefert ein Verfahren zum Erhalten von Informationen über Streichrichtung und Neigung einschließlich Neigungswert und in einigen Fällen auch Neigungsrichtung vollständig in einer einzigen zweidimensionalen Darstellung, die hier nachfolgend als Flächenscheibe bezeichnet wird.
Diese Erfindung ist besonders brauchbar zum Analysieren von dreidimensionalen seismischen Daten. Figur 2 zeigt einen Teil eines dreidimensionalen seismischen Datenvolumens. Entlang der X-Achse 30 lokalisierte Daten geben die Daten wieder, die für einen bestimmten Abstand in der X-Richtung gesammelt wurden. Entlang der Y-Achse 32 lokalisierte Daten geben die Daten wieder, die für einen bestimmten Abstand in der Y-Richtung gesammelt wurden. Die X- und Y-Achse sind normalerweise orthogonal und geben die relativen geographischen Positionen der Datenpunkte wieder. Entlang der Z-Achse 31 angeordnete Daten geben die Zweiwege-Laufzeit abwärts in die Untergrundfläche und zurück wieder, die ein seismisches Signal zurückgelegt hat. Die Z-Achse wird normalerweise als Orthogonale zu sowohl der X-Achse als auch der Y-Achse dargestellt.
Geneigte seismische Reflexionshorizonte 34 erscheinen auf der vertikalen Seite 37 des Volumens. Nur der scheinbare Neigungswert 36 und die scheinbare Neigungsrichtung 38 sind aus einer einzigen vertikalen Seite extrahierbar. Die horizontale Ebene 33 durch das Volumen hindurch liefert die Streichrichtung der geneigten seismischen Reflexionshorizonte 35, die sich mit dieser Ebene schneiden. Auf dieser einzigen horizontalen Ebene gibt es keine Informationen über die Neigung.
Eine Flächenscheibe enthält mehr Informationen über die geneigten Horizonte als eine einzige horizontale oder vertikale Ebene. Beispielsweise werden Informationen aus den Daten, die eine horizontale oder vertikale Ebene umgeben, kombiniert und auf dieser Ebene wiedergegeben. Der Typ der bereitgestellten Information hängt davon ab, wie die Daten auf der Flächenscheibe dargestellt sind. Das fertige Ergebnis ist eine zweidimensionale Darstellung der Daten aus drei Dimensionen.
Diese Erfindung liefert Verfahren zum Erzeugen einer Vielzahl von Flächenscheiben. Figuren 3A und 3B geben zwei unterschiedliche Arten von Flächenscheiben wieder, die erzeugt werden können. Eine Zeitflächenscheibe ist in Figur 3A gezeigt und eine Amplitudenflächenscheibe ist in Figur 3B gezeigt. Beide Arten von Flächenscheiben können aus einem dreidimensionalen Datenvolumen wie den in Figur 2 gezeigten seismischen Daten erzeugt werden. Drei geneigte Flächen 40, 42 und 44, die es in dem Datenvolumen gibt und die die Flächenscheiben schneiden, sind in beiden Figuren 3A und 3B gezeigt. Beide Flächenscheiben enthalten Informationen über Streichrichtung und Neigung für die drei geneigten Flächen 40, 42 und 44.
Flächenscheiben enthalten die Positionen, an denen innerhalb der Dicke der Scheibe Flächen mit einer bestimmten Variante existieren oder nicht. Die Bereiche, über denen die Flächen nicht existieren, werden als Bereiche "ereignislose" Bereiche ("no event"-Bereiche) bezeichnet. Die Bereiche, in denen die Flächen existieren, werden so wiedergegeben, daß sie Informationen über sowohl die Streichrichtung als auch die Neigung dieser Flächen enthalten.
Die Zeitflächenscheibe, Fig. 3A, enthält etliche Zeitkonturen 46, 48 und 50, die Daten aus unterschiedlichen Zweiwege- Lauf zeiten wiedergeben, die in dem dreidimensionalen Datenvolumen vorhanden sind, aus dem die Flächenscheibe erzeugt wurde. Die Anzahl der Konturen pro Darstellung ist abhängig von der Erzeugung der Darstellung und ist gleich der Dicke der Fläche und dem Isolinienintervall. Die Konturen zeigen, wo Flächen oder Horizonte 40, 42 und 44 existieren und wie sie sich innerhalb der wenige Konturen dicken Fläche ändern und zeigen damit lokale Streichrichtung, Neigungsrichtung und Neigungswert
Die Neigungsrichtung wird durch die Richtung bestimmt, in der sich die Zeitisolinien 46, 48 und 50 ändern. Beispielsweise sind die Neigungsrichtungen 53 und 54 der Horizonte 42 beziehungsweise 44 zu der unteren rechten Ecke der Flächenscheibe geneigt unter der Annahme, daß die Zeitdauer 50 größer ist als die Zeitdauer 46.
Die lokale Streichrichtung eines Horizonts ist definiert als die Tangente zu der Linie, die durch die Schnittlinie der horizontalen und einer vertikalen Ebene gebildet wird. Beispielsweise sind in Figur 3A die Zeitgrenzen 56, 57, 58 und 59 der Zeitkonturen 46, 48 und 50 solche Schnittlinien. Daher enthält Figur 3A Informationen darüber, wie sich die Streichrichtung mit Horizont, Laufzeit und Position ändert. Dies wird durch die Veränderungen der Tangente an den Grenzen der Konturen 56, 57, 58 und 59 gezeigt.
Der Neigungswert von jedem Horizont ist proportional zu der Dicke der Scheibe in bezug auf die Zeit und der Breite der Ereignisexistenzdarstellung, die beispielsweise durch die Länge von Linie 52 abgebildet ist. Die lokalen Veränderungen der Breite der individuellen Zeitkonturen 46, 48 und 50 liefern Details über den sich ändernden Neigungswert. Die Bedeutung der Breitenmessung ist in Fig. 4 illustriert.
Figur 4 zeigt zwei Horizonte 70 und 72, die die vertikale Ebene 74 schneiden, die als die Papierebene wiedergegeben wird. Der Winkel 76 zwischen Horizont 70 und der horizontalen Ebene ist etwa doppelt so groß wie der Winkel 78, den Horizont 72 zu der horizontalen Ebene hat, was anzeigt, daß Horizont 70 eine scheinbare Neigung hat, die fast doppelt so steil wie die scheinbare Neigung von Horizont 72 ist.
Wenn diese beiden Horizonte in gleicher Weise in der vertikalen Richtung abgetastet werden, werden ihre Positionen bei dem nächstgelegenen Abtastwert wiedergegeben. Dieses vertikale Abtasten führt zu den Treppenstufendarstellungen 80 der Horizonte. Die Anzahl der Stufen ist proportional zu der Abtastrate und der Länge des Horizonts. Die Höhe von jeder Stufe 82 ist konstant, gleich dem Abstand zwischen den Abtastwerten und unabhängig von der Neigung. Die Breite von jedem Abtastwert ist von dem Neigungswert abhängig und damit proportional zu dem Winkel des Horizontes mit der Horizontalen und der Höhe von jeder Stufe. In diesem Fall ist die Breite 84a, 84b,...,84x des steileren Horizontes 70 genau die Hälfte der Breite 86a, 86b,...,86x des anderen Horizontes 72.
Bei konventionellen seismischen Daten ist die Abtastrate konstant und für einen speziellen Datensatz bekannt und damit ist die Breite der Treppenstufe immer proportional zu der Neigung des Horizonts. Je enger die Stufen sind, um so steiler ist der Horizont. In Figur 4 entspricht die Tangente des Neigungswinkels der Dicke der Scheibe (oder der Zeitabtastwerte), geteilt durch die Breite der Treppenstufe.
Figur 4 illustriert auch die Beschaffenheit der Zeitkonturengrenzen aus Figur 3A. Diese Grenzen werden durch die Kanten der Stufen in Fig. 4 wiedergegeben. Diese Stufen beginnen und enden immer in der Mitte zwischen den Abtastpunkten. Die Tatsache, daß sie zu einer konstanten Zeit auftreten, ist der Grund dafür, daß diese Konturengrenzen verwendet werden können, um die Streichrichtung genau zu bestimmen.
Wiederum in bezug auf Figur 3B enthält die Amplitudenflächenscheibe die lokale Streichrichtung 60 und 61 und Neigungs- Werte 62 und 63 für jeden der Horizonte 42 und 44, die beide in der gleichen Weise wie oben für die Zeitflächenscheibe erwähnt extrahiert worden sind. Informationen über die Neigungsrichtung ist im Gegensatz zu der Zeitflächenscheibe (Fig. 3A) nicht vorhanden, da die Schattierung nicht die Zeit wiedergibt. Die unterschiedliche Schattierung 65 in einer Amplitudenflächenscheibe repräsentiert Veränderungen einiger geinessener Attribute des Horizonts, wie der seismischen Amplitude.
Die obigen Beschreibungen, die mit einem vertikal abgetasteten seismischen Datenvolumen verbunden sind, sind auch auf ein Datenvolumen anwendbar, das eine kontinuierliche Funktion seiner Dimensionen ist. Die Daten sind noch in einer Ebene sichtbar und eine spezielle Dicke wird zum Aufbau der Flächenscheiben gewählt. Die resultierenden Flächenscheiben haben Grenzen wie bei den Zeitflächenscheiben und den Amplitudenflächenscheiben, wobei die Grenzen zu bestimmten Zeiten zwischen Gebieten auftreten, in denen der Ereignistyp innerhalb der gewählten Scheibe existiert oder nicht. Die Tangente an diesen Grenzen liefert Information über die Streichrichtung, und die Breite (senkrecht zu der lokalen Streichrichtung) liefert den Neigungswert, wie oben in bezug auf die Zeitflächenscheiben erklärt. Die Neigungsrichtung wird aus der Abbildung der Veränderungen der Position des Ereignisses innerhalb der Dicke der Scheibe bestimmt. Grundsätzlich müssen kontinuierliche Daten auf einem gewissen Niveau abgetastet werden, um unter Verwendung der derzeitigen Computer-und-Anzeigevorrichtung-Technologie verändert und angezeigt werden zu können. Kontinuierliche Daten reduzieren sich daher immer auf den abgetasteten Fall, aber mit einer extrem feinen Abtastrate im Vergleich zu der durchschnittlichen Abtastrate von vertikal abgetasteten seismischen Daten.
Es gibt drei Ausgestaltungen der Erfindungen, die drei Wege zum Erzeugen einer Flächenscheibe wiedergeben. Die Figuren 5A, 5B und 5C zeigen drei Blockdiagramme, die den drei Verfahren zum Erzeugen einer Flächenscheibe entsprechen.
Figur 5a enthält ein Blockdiagramm, das die Erzeugung einer Flächenscheibe für einen N-dimensionalen Datensatz von diskret abgetasteten Daten illustriert. Obwohl der bevorzugte Modus in einigen Punkten das in Figur 5a dargestellte Verfahren sein kann, ist eine solche Ausführungsform derzeit nicht wirklich in Gebrauch genommen worden. Dieses Verfahren kann verwendet werden, um jede beliebigen N-dimensionalen Datenwerte auf eine lokale (N-1)-dimensionale Darstellung der Werte oder die sogenannte "Flächenscheibe" zu reduzieren.
Flächenscheiben sind besonders brauchbar zum Analysieren von dreidimensionalen seismischen Daten. Daher kann für die Zwecke dieser Beschreibung angenommen werden, daß der dreidimensionale Datensatz aus mehreren seismischen Kurven besteht, die zu einem Volumen angeordnet sind, das relativ zu seiner geographischen Position und der Zweiwege-Laufzeit geordnet ist. Eine seismische Spur hat eine konstante geographische Position und Variationen der Zweiwege-Laufzeit.
Stufe 100 in diesem Verfahren erfordert die Auswahl eines Datensatzes wie eines dreidimensionalen Datensatzes. Seismische Daten enthalten aufgrund ihrer Beschaffenheit viele geneigte Flächen durch das Volumen hindurch. Figur 2 ist ein Beispiel für seismische Daten mit Neigungsereignissen 34 durch das Volumen hindurch.
Figur 6 zeigt ein Beispiel für einen Teil einer individuellen seismischen Spur, allgemein als 180 bezeichnet. Eine Sammlung von vielen solchen seismischen Spuren, die zahlreiche Messungen aus der Untergrundfläche in x- und y-Richtung wiedergeben, ist in Figur 2 gezeigt. Die Spur wird mit konstanter Rate aufgezeichnet. Abtastpunkte 182a, 182b...182x repräsentieren die Positionen, an denen die Spur aufgenommen wurde. Die Gesamtanzahl der Abtastpunkte ist proportional zu der Abtastrate und der Länge der Spur. Der axiale Abstand zwischen den Abtastpunkten 182a und 182b gibt die Rate wieder, mit der die Spur 180 abgetastet wurde. Die seismische Amplitude an jedem Abtastpunkt wird durch den Abstand von der Achse 195 zu dem Abtastpunkt dargestellt.
Stufe 102 aus Figur 5A erfordert die Auswahl einer Datenvariante, die dann die Klasse der erzeugten Flächenscheiben bestimmt. Einige Varianten wie solche, die in Figur 6 gezeigt sind, stellen Flächen mit konstanter Phase dar. Solche Flächen schließen lokale Maxima 184 und 186, lokale Minima 188 und 190, Plus-zu-Minus-Nulldurchgänge 192 und Minus-zu-Plus-Nulldurchgänge 194 dar. Jede Flächenscheibenklasse enthält unterschiedliche Typen von Flächenscheiben. Der Typ der Flächenklasse hängt von der gesuchten Information ab.
Wiederum in bezug auf Figur 5A erfordert Stufe 104, wenn erst einmal die Variante und damit die Flächenklasse gewählt worden sind, die Auswahl einer willkürlichen, aber bekannten, Fläche, die sich durch das Datenvolumen hindurch erstreckt. Typischerweise ist bei der Analyse seismischer Daten die willkürliche Fläche ein horizontaler Schnitt, der eine konstante Ankunftzeit wiedergibt. Dennoch ist es kein Erfordernis, daß die willkürliche Fläche planar ist. Beispielsweise kann diese willkürliche Fläche ein bereits interpretierter seismischer Reflexionshorizont oder eine etwas komplexe geometrische Gestalt sein.
Wenn die willkürliche Fläche erst einmal ausgewählt ist, erfordert Stufe 106 die Auswahl einer Art zur Darstellung der Existenz und der Nichtexistenz der Variante.
Es gibt zwei Gattungstypen von Flächenscheiben, Amplitudenflächenscheiben und Zeitflächenscheiben. Eine Zeitflächenscheibe ist eine, bei der die Variante durch ihre Position (ihre Lage) innerhalb des Datenvolumens dargestellt wird. Die interessierende Position wird in den meisten Fällen entweder durch ihre Zweiwege-Laufzeit oder ihre Abtastnuinmer bestimmt. Ein weiteres Verfahren zum Identifizieren der interessierenden Position wie in Figur 7 illustriert ist durch den Abstand 210 der Variante von einer willkürlichen Fläche 217.
Alle weiteren Darstellungen der Variante sind spezielle Typen von Amplitudenflächenscheiben. Die am weitesten verbreitete Amplitudenflächenscheibe ist eine, bei der die seismische Amplitude verwendet wird, um die Existenz der Variante darzustellen. Dies wird durch Linie 212 in Figur 7 dargestellt. Allerdings gibt es viele andere Wege zum Darstellen der Variante. Beispielsweise kann die Variante durch die Fläche unter der Kurve 214 abgebildet werden, die durch die Spur 215 und die Achse 216 festgelegt wird. Es gibt andere Spurencharakteristika, die von Fachleuten berechnet werden können und sich auf die Existenz der Variante beziehen.
Die Nichtexistenz einer Variante wird durch einen "ereignislosen" Wert dargestellt. Die optimale Wahl des ereignislosen Wertes hängt davon ab, wie die Existenz der Variante dargestellt wird. Zur Betonung der Daten, die die Existenz der Variante darstellen, kann die Nichtexistenz der Variante in kontrastierender Weise dargestellt werden. Beispielsweise funktionieren ein ereignisloser Wert von Null oder jeder negativen Zahl gut für die meisten Nur-Zeitflächenscheiben und Positivamplitude-Amplitudenflächenscheiben
Die nächste Stufe des Verfahrens, Stufe 108, besteht darin, alle Vorkommen der Existenz und Nichtexistenz der Variante in dem ursprünglichen Datensatz zu identifizieren und sie in der vorher gewählten Art darzustellen. Dies kann die Erzeugung eines neuen Datensatzes beinhalten. Interpolation kann verwendet werden, um die Positionen der Existenz der Variante und die Werte der Existenz der Variante zu bestimmen, die zwischen den Abtastpunkten vorkommen.
Die letzte Stufe zur Erzeugung einer einzigen Flächenscheibe, Stufe 110, besteht darin, den neuen Datensatz entlang der gewählten willkürlichen Fläche abzutasten, um eine Flächenscheibe zu erzeugen. Wenn dies das erste Mal ist, bei dem die willkürliche Fläche betrachtet werden muß, kann Stufe 104 herausgezögert werden bis nach entweder Stufe 106 oder 108. Wenn allerdings die Existenz der Variante relativ zu der willkürlichen Fläche dargestellt wird, muß Stufe 104 vor Stufe 108 liegen.
Der Gattungstyp der resultierenden Flächenscheibe wird durch die Art bestimmt, in der die Variante dargestellt wird. Wenn die Variante beispielsweise durch ihre Position an einem Zeitpunkt wiedergegeben wird, ist die resultierende Flächenscheibe eine Zeitflächenscheibe mit einer einzigen Zeitkontur. In Figur 3A gibt Zeitkontur 46 eine einzige Zeitkontur wieder.
Wenn ein Anwender mehr Information benötigt, als in einem einzigen Zeitabtastwert geliefert wird, sind zwei Methoden verfügbar, um dies zu erreichen. Die Methoden unterscheiden sich in der Art, wie Informationenen aus benachbarten Zeitabtastwerten auf einer einzigen Flächenscheibe plaziert werden.
Die erste Methode beinhaltet die Verwendung dieser Ausgestaltung der Erfindung, um mehrere aufeinanderfolgende benachbarte Flächenscheiben aus mehreren ähnlich gestalteten willkürlichen Flächen zu erzeugen, die durch einen Datenabtastwert getrennt sind. Wenn diese Flächenscheiben erst einmal erzeugt worden sind, werden mehrere benachbarte Flächenscheiben zu einer einzigen "dicken" Flächenscheibe kombiniert. Die Dicke der neuen Flächenscheibe ist proportional zu der Anzahl der in ihr kombinierten ursprünglichen Flächenscheiben.
Die benachbarten willkürlichen Flächen können auf mehreren unterschiedlichen Wegen festgelegt werden. Es gibt zwei Wege, die besonders brauchbar sind. Der erste besteht darin, willkürliche Flächen zu definieren, die durch einen Datenabtastwert wie parallel zu einer der Datendimensionen gemessen getrennt sind. Die vertikale Datendimension ist allgemein am brauchbarsten. Die zweite Weise besteht darin, willkürliche Flächen zu definieren, die durch einen senkrecht zu der willkürlichen Fläche gemessenen Einheitsabstand getrennt sind.
Figur 8 zeigt einen dreidimensionalen Datensatz mit einem Neigungshorizont 220, der innerhalb des Volumens lokalisiert ist. Typischerweise werden im Fall der seismischen Daten, bei denen die ursprüngliche willkürliche Fläche ein horizontaler planarer Schnitt ist, der eine konstante Ankunftzeit 222 wiedergibt, benachbarte willkürliche Flächen 224 parallel zu der Datendimension gemessen (die auch senkrecht zu der Fläche ist). Wenn allerdings die gewählte willkürliche Fläche der tatsächliche Horizont 220 gewesen ist, können die willkürlichen Flächen entweder senkrecht zu der Fläche 227 wie durch die benachbarten willkürlichen Flächen 226 oder parallel zu der vertikalen Dimension 228 dargestellt werden. (Zu beachten ist Figur 8, die eine einzige Fläche zeigt, welche beide Pfeile 227 und 228 verbindet. Dies dient nur der Vereinfachung der Anzeige. Die tatsächlichen Flächen sind etwas anders, können in diesen Zeichnungen aber nicht auf einfache Weise abgebildet werden.) In den meisten Fällen werden die benachbarten Flächen parallel zu den vertikalen Datendimensionen gemessen.
Es ist wichtig, die Anzahl der ursprünglichen Flächenscheiben sorgfältig auszuwählen, die zu dickeren Flächenscheiben kombiniert werden. Das Produkt der Anzahl der ursprünglichen Flächenscheiben und der Datenabtastrate bestimmt die "Dicke" der Flächenscheibe. Um brauchbare Ergebnisse zu erzeugen, soll diese Dicke weniger als entweder die Hauptperiode des Datensatzes oder der lokalen Datenperiode betragen, wobei diese Perioden in der Richtung gemessen werden, in der die zusätzlichen Flächen als benachbart betrachtet werden.
Die Anzahl der ursprünglichen Flächenscheiben liegt allgemein im Bereich von 1 bis 15. Die Anzahl der benachbarten Scheiben und damit die Dicke kann über den Datensatz konstant sein oder als Funktion der Datendimensionen variieren. Eine konstante Dicke ist typisch.
In bezug auf die Positionen relativ zu der ursprünglichen willkürlichen Fläche können die zusätzlichen Flächen entweder etwa mittig um die ursprüngliche willkürliche Fläche oder über oder unter der ursprünglichen willkürlichen Fläche positioniert sein.
Überlappungen von Ereignissen kommen an den Positionen vor, an denen zwei oder mehr Vorkommen der gewählten Variante innerhalb der Dicke der Scheibe existieren. In Abhängigkeit davon, wie die ursprünglichen Flächenscheiben kombiniert werden, um die neue Flächenscheibe zu bilden, können Überlappungen von Ereignissen zur Fehlinterpretation von speziellen Vorkommen der gewählten Variante führen. Daher soll, wenn die neue Flächenscheibe erzeugt wird, diese abgetastet werden, um Überlappungen von Ereignissen zu entdecken und alle damit verbundenen Fehlinterpretationen der Existenz einer Variante zu identifizieren oder zu korrigieren.
Das zweite Verfahren, Informationen aus mehr als nur einen Zeitabtastwert einzuschließen, wird dadurch initiiert, daß in Stufe 112 aus Figur 5A mit Ja geantwortet wird. Als Teil dieser Aussage "Ja" muß die Anzahl der zu kombinierenden Abtastwerte und damit die Dicke der gewünschten Flächenscheiben bestimmt werden.
Die Anzahl der zu kombinierenden benachbarten Datenabtastwerten liegt allgemein im Bereich von 1 bis 15. Die Auswahl eines Wertes von "1" ist identisch mit der Aussage "Nein" in Stufe 112 von Figur 5A. Die geeignetste Auswahl der Anzahl der benachbarten Datenabtastwerte richtet sich nach der gleichen Logik, wie bei dem ersten Verfahren verwendet wurde. Um die besten Resultate zu erhalten, soll die Anzahl der zu kombinierenden Abtastwerte geringer sein als die Anzahl der Abtastwerte in der lokalen Datenperiode.
Die nächste Stufe, Stufe 114, ist die Stufe, die die Daten aus der bestimmten Anzahl der Datenabtastwerte kombiniert. Dies wird bewirkt, indem die Existenzdarstellung der Variante auf die vorher festgelegte Anzahl der benachbarten Datenabtastwerte kopiert wird, bevor entlang der willkürlichen Fläche abgetastet wird.
Die Kombinationsstufe kann auf vielerlei Weise bewirkt werden. Eine gut funktionierende Weise ist, die Daten mit einem einfachen Filter aufzurollen. Bei diesem einfachen Filter sind alle der Koeffizienten gleich 1 und die Anzahl der Koeffizienten ist gleich der Anzahl der Abtastwerten, die kombiniert werden. Die Filterverzögerung kann entweder positiv oder negativ sein, aber seine Größe ist normalerweise geringer als oder gleich seiner Länge.
Die Auswirkung der Kombinationsstufe ist, Informationen aus einem Abtastwert auf benachbarte Abtastwerte auszubreiten. Nach der Durchführung von Stufe 110 enthält die Flächenscheibe aufgrund der Kombinationsstufe Informationen aus mehreren Abtastwerten. Diese Informationen können aus Flächen über, unter oder sowohl über und unter der willkürlichen Fläche kommen. Von wo sie kommen, ist dadurch bestimmt, wie die Daten kombiniert werden. In dem Fall, wo der Filter zur Durchführung des Kombinierens verwendet wird, bestimmt der Verzögerungswert, von wo die zusätzliche Information kommt.
Eine wahlweise Stufe in dem Verfahren ist, statische Verschiebungen auf das Datenvolumen anzuwenden, um eine vorher gewählte willkürliche Fläche zu glätten. Die willkürliche Fläche wird als Bezugsniveau bezeichnet. Diese Verschiebungen können entweder vor oder nach der Kombinationsstufe 114 angewendet werden. Die vorher gewählte willkürliche Fläche kann ein horizontaler Schnitt sein, der eine konstante Ankunftzeit, einen zuvor interpretierten seismischen Reflexionshorizont oder eine geometrische Fläche wiedergibt.
Die Anwendung der statischen Verschiebung ist potentiell ein sehr mächtiges Werkzeug. Wir nehmen an, daß die willkürliche Fläche ein spezieller, zuvor interpretierter, seismischer Reflexionshorizont ist. Die an dem Bezugsniveau genommene Flächenscheibe enthält Informationen über die gewählte Variante an der Position des Horizonts. In vielen Gebieten sind seismische Horizonte allgemein parallel. Daher enthalten Flächenscheiben, die nahe am Bezugsniveau liegen, allgemein nur Informationen über einen einzigen Horizont. Die Anzahl der Flächenscheiben, in denen ein im wesentlichen paralleler Horizont enthalten sein wird, ist direkt mit der Dicke der Flächenscheiben und dem Unterschied der Neigung zwischen dem benachbarten Horizont und dem Bezugsniveauhorizont verknüpft.
Nachfolgend wird die tatsächlich arbeitende Ausgestaltung der Erfindung beschrieben, die derzeit verwendet wird. Es ist auch der beste Modus der Erfindung, der tatsächlich zur Ausführung gekommen ist. Diese Ausführungsform betrifft insbesondere die Erzeugung von lokalen zweidimensionalen Darstellungen einer vorab gewählten Klasse von seismischen Reflexionshorizonten aus dreidimensionalen seismischen Daten, die am Anfang als vertikale sequentielle Spuren geordnet waren. Obwohl diese Ausführungsform spezifisch seismische Daten betrifft, ist sie auf jeden Typ von N-dimensionalen Daten anwendbar, die in vertikaler sequentieller Weise geordnet sind. Figur 5B zeigt das Flußdiagramm für dieses Verfahren.
Zuerst fordert Stufe 116 einen Anwender auf, einen Datensatz auszuwählen, der aus als vertikale sequentielle Spuren gespeicherten seismischen Daten besteht. Die seismischen Daten können entweder gestapelte dreidimensionale seismische Daten oder vorab gestapelte seisinische Daten sein, die als seismische Daten mit drei Dimensionen behandelt werden.
Stufe 118 erfordert die Auswahl einer Klasse von seismischen Horizonten, indem aus den seismischen Daten eine Variante gewählt wird. Wiederum kann man sich die meisten Varianten als Flächen mit konstanter Phase vorstellen. Figur 6 zeigt eine Darstellung einer typischen vertikalen seismischen Spur. Beispiele für Varianten, die Flächen mit konstanter Phase sind, sind Maxima 184, lokale Maxima 186, Minima 188, lokale Minima 190, Plus-zu-Minus-Nulldurchgänge 192 und Minus-zu-Plus-Nulldurchgänge 194.
Wenn eine Variante erst einmal gewählt worden ist, muß auch die spezifische Weise ihrer Darstellung gewählt werden, Stufe 120. Die Existenz und Nichtexistenz einer Variante kann auf vielen unterschiedlichen Wegen dargestellt werden. Jeder unterschiedliche Weg erzeugt einen anderen speziellen Typ von Flächenscheibe. Beispielsweise ist in bezug auf Figur 7 die Variante ein Maximum. Ein solches Maximum kann entweder durch seine Amplitude 212, Position zu einem Zeitpunkt oder Abtastnummer, Abstand 210 von einer beliebigen bekannten willkürlichen Fläche 217, Fläche unter der Kurve 214 oder durch jeden vorab bestimmten Wert dargestellt werden, der mit einer Verstärkungsfunktion malgenommen werden kann, um die Position der Variante innerhalb des Datenvolumens wiederzugeben.
Wenn die Existenz der Variante bei einigen Darstellungsweise durch ihre Position wiedergegeben wird, wie ihren Wert in Zweiweg-Laufzeit, enthält die resultierende Flächenscheibe quantitativ Information über die lokale Neigungsrichtung des Horizontes. Wenn die Variante durch einen vorab festgelegten Wert wiedergegeben wird, beispielsweise 1, kann sie mit einer Verstärkungsfunktion malgenommen werden, um die Existenz der Variante als Funktion ihrer Position innerhalb des Datenvolumens wiederzugeben. Dies liefert auch quantitative Informationen über die lokale Neigungsrichtung des Horizonts.
Um zwischen Existenz und Nichtexistenz einer Variante zu unterscheiden, kann die Nichtexistenz der Variante durch einen vorab festgelegten Wert wiedergegeben werden. Der vorab festgelegte Wert soll kein Wert sein, der verwendet wird, um die verschiedenen Existenzen der Variante wiederzugeben. Null ist mitunter ein zweckmäßiger Wert, um die Nichtexistenz einer Variante an einem speziellen Abtastpunkt wiederzugeben. Wenn Varianten zwischen Abtastwerten lokalisiert sind, kann ihre Existenz durch Interpolation bestimmt werden.
Die vierte Stufe, Stufe 122 in dem Verfahren, ist, alle Vorkommen der Existenz und Nichtexistenz der Variante in dem ursprünglichen Datensatz zu identifizieren und sie in der vorab gewählten Weise darzustellen. Diese Stufe kann mit allen Daten auf einmal vorgenommen werden, um einen neuen Datensatz zu erzeugen, oder eine Spur zur Zeit.
Die letzte Stufe 124 des Verfahrens beinhaltet das Kopieren der Existenz der Variante auf eine Anzahl von vorab festgelegten benachbarten Datenabtastwerten. Die Anzahl der benachbarten Datenabtastwerte soll geringer sein als die Anzahl der Abtastwerte in der lokalen Datenperiode. Ein Weg zur Durchführung der Kopierfunktion schließt das Aufrollen der Daten mit einem Filter ein, wie in der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben.
Eine wahlweise Stufe in dem Verfahren besteht darin, statische Verschiebungen auf das Datenvolumen anzuwenden, um eine vorab gewählte willkürliche Fläche zu glätten. Dies wird in der gleichen Weise vorgenommen, wie in der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Wenn die Kopierstufe vollendet ist, beinhalten die Daten eine lokale zweidimensionale Darstellung der vorab gewählten Klassen von seismischen Reflexionshorizonten. An diesem Punkt sind die Daten noch als vertikale sequentielle Spuren angeordnet. Um die Anzeige oder Interpretation der Daten zu erleichtern, können die Daten aus diesem vertikalen Format durch Fachleuten bekannte mathematische Bearbeitungen in ein horizontales Datenformat umsortiert werden. In einem solchen Fall enthält eine horizontale Ebene zu jeder interessierenden konstanten Ankunftzeit ausreichend Informationen, um eine Flächenscheibe zu sein.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen von lokalen (N-1)-dimensionalen Darstellungen einer vorab gewählten Flächenklasse aus einem N-dimensionalen Datensatz von konventionellen Daten, wobei diese Daten entweder kontinuierlich oder diskret sind. Es wird angenommen, daß die Ausführungsform dieses Verfahrens in einigen Situationen bevorzugt ist, aber eine solche Ausführungsform ist derzeit noch nicht tatsächlich zur Durchführung gekommen. Figur 5C zeigt das Blockdiagramm für dieses entsprechende Verfahren. Obwohl diese Ausführungsform zur Analyse beliebiger N-dimensionaler Daten verwendet werden kann, ist zur Illustration die Diskussion auf die Verarbeitung von dreidimensionalen Daten beschränkt.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den beiden anderen Aus führungs formen dahingehend, daß, wenn erst einmal ein Datensatz ausgewählt ist, eine willkürliche Fläche durch diesen Datensatz hindurch gewählt wird und alle Vorkommen einer vorab gewählten Variante innerhalb eines bestimmten Abstandes von dieser willkürlichen Fläche dann auf die willkürliche Fläche kombiniert werden. In den anderen Ausführungsformen werden die gesamten Daten in dem Datensatz durchsucht, um die Existenz der Varianten zu lokalisieren. Dann werden die Flächenscheiben durch die jeweiligen Verfahren wie zuvor beschrieben erzeugt.
In bezug auf Figur 5C erfordert Stufe 126, daß der Anwender einen interessierenden Datensatz auswählt. Es können entweder kontinuierliche Daten oder diskret abgetastete Daten verwendet werden.
Stufe 128 fordert als nächstes den Anwender auf, eine Flächenklasse zu wählen, indem eine Variante aus den Daten gewählt wird. Die Variante ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Maxima, lokalen Maxima, Minima, lokalen Minima, Plus-zu-Minus- Nulldurchgängen und Minus-zu-Plus-Nulldurchgängen, aber nicht auf diese beschränkt. Wenn die Variante und somit die Flächenklasse gewählt ist, muß eine Weise zur Darstellung der Existenz und Nichtexistenz der Variante gewählt werden, Stufe 130. Dies wird nach dem gleichen Verfahren wie für die anderen Ausführungen gezeigt durchgeführt.
Die nächste Stufe in dem Verfahren, Stufe 132, besteht darin, eine willkürliche Fläche durch den Datensatz hindurch zu wählen. Die willkürliche Fläche kann jede planare Fläche einschließlich einer Fläche, die durch den konstanten Wert von einer der Dimensionen wiedergegeben wird, oder eine nicht planare Fläche sein. Wenn die Daten aus dreidimensionalen seismischen Daten bestehen, kann die Fläche ein horizontaler Schnitt sein, der eine konstante Ankunftzeit wiedergibt, oder die Fläche kann ein seismischer Reflexionshorizont sein.
Stufe 134 erfordert die Auswahl eines Abstandes und einer Richtung relativ zu der gewählten willkürlichen Fläche. Der Abstand kann in einer Richtung gemessen werden, die parallel zu einer der Datendimensionen ist, wie in Figur 9 unter Annahme einer willkürlichen Fläche 250 durch Pfeile 240 dargestellt. Wenn die willkürliche Fläche nicht planar ist, wie Fläche 250, kann der Abstand auch in einer Richtung senkrecht zu der willkürlichen Fläche gemessen werden, gezeigt durch Pfeile 242. (Zu beachten ist, daß Figur 9 eine einzige Fläche zeigt, die beide Pfeile 240 und 242 verbindet. Dies dient nur der Vereinfachung der Anzeige. Die tatsächlichen Flächen sind geringfügig anders, können in diesen Zeichnungen aber nicht in einfacher Weise abgebildet werden). Der Abstand kann über, unter oder etwa auf der willkürlichen Fläche gemessen werden. Der Wert des Abstands kann über den Datensatz konstant sein oder als Funktion der Datendimensionen variieren. Der Wert des Abstandes soll geringer als die Hauptperiode des Datensatzes oder die lokale Datenperiode sein, wobei beide in der gleichen Richtung wie der willkürliche Abstand gemessen werden.
Schließlich wird, wiederum in bezug auf Figur 5C, die Flächenscheibe erzeugt, indem alle Vorkommen der Variante innerhalb des spezifizierten Abstands relativ zu der willkürlichen Fläche lokalisiert werden, wie in Stufe 136 angegeben, und alle Vorkommen der Varianten auf der willkürlichen Fläche kombiniert werden, wie in Stufe 138 spezifiziert. Die Nichtexistenz der Variante wird durch einen vorab bestimmten Wert wie Null wiederge geben, der mit der Darstellung der Existenz der Variante kontrastiert.
Wenn der Anwender mehr Informationen wünscht, als mit dem ursprünglich gewählten Abstand geliefert werden, sind zwei Verfahren verfügbar. Zuerst kann das in Figur 5C beschriebene Verfahren wiederholt werden, wobei lediglich ein größerer Abstand von der willkürlichen Fläche gewählt wird. Alternativ werden mehrere ähnlich gestaltete willkürliche Flächen, die durch vorab gewählte Abstände getrennt sind, erzeugt und zu einer neuen Flächenscheibe kombiniert. Eine solche neue Flächenscheibe, die für N Flächenscheiben repräsentativ ist, ist die gleiche wie eine einzige Flächenscheibe, die einen willkürlichen Abstand verwendet, der N mal größer ist als der, welcher zur Erzeugung der individuellen Scheiben der ursprünglichen Flächenscheibe verwendet worden ist.
Ungeachtet der verwendeten Ausführungsform wird eine Flächenscheibe erzeugt. Figur 10A zeigt eine tatsächliche Zeitflächenscheibe und Figur 10B zeigt eine tatsächliche Amplitudenflächenscheibe. Diese Flächenscheiben wurden aus dem gleichen seismischen Datenvolumen unter Verwendung der zweiten Ausführungsform des Verfahrens wie oben beschrieben erzeugt. Solche Flächenscheiben gestatten, daß ein Interpreter seismische Horizonte in einem genaueren und recht zeitigen Verfahren interpretiert als im Stand der Technik verfügbar.
Zusätzlich können die Informationen graphisch angezeigt werden, um die Existenz der Varianten mit jeweiliger dunklerer Schattierung abzubilden, wie in Figur 10A und 10B zu sehen, oder die Information kann durch unterschiedliche Farben abgebildet werden.
Es ist aus dem zuvor gesagten ersichtlich, daß ein erfindungsgemäßes Verfahren eine lokale (N-1)-dimensionale Darstellung von N-dimensionalen seismischen Daten produziert, die die inneren Struktur der Daten hervorhebt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann eines oder mehrere der folgenden liefern:
a) qualitative Informationen über Veränderungen des Neigungswertes und in einigen Fällen Neigungsrichtung von Flächen, die in einem N-dimensionalen Datensatz vorhanden sind, und die wiederum verwendet werden können, um die jeweiligen quantivativen Informationen über Neigungswert und Neigungsrichtung abzuleiten,
b) detaillierte Informationen über die Streichrichtung in einer einzigen Anzeige,
c) eine einzige zweidimensionale Anzeige, die sowohl Streichrichtungs- als auch Neigungsinformationen einschließlich Neigungswert und in einigen Fällen Neigungsrichtung anzeigt,
d) eine Anzeige, die einen speziellen Variantentyp wie ein Maximum oder Minimum anstelle eines Kontinuums von Varianten isoliert,
e) Informationen über Strukturen innerhalb eines mehrdimensionalen Datensatzes, ohne daß zuvor eine Interpretation entweder durch einen Menschen oder durch einen Computeralgorithmus erfolgen muß,
f) eine Technik zur Anzeige isolierter Teile von gewünschten Strukturen innerhalb eines mehrdimensionalen Datensatzes und
g) eine lokale zweidimensionale Darstellung von dreidimensionalen seismischen Daten.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung lokaler (N-1)-dimensionaler Darstellungen einer Flächenklasse in einem N-dimensionalen seisinischen Datensatz, wobei N die Anzahl der Datendimensionen wiedergibt, bei dem

die Flächenklasse gewählt wird, indem eine Variante gewählt wird,

durch den N-dimensionalen seismischen Datensatz hindurch eine willkürliche Fläche gewählt wird,

eine Darstellungsart für die Existenz und Nichtexistenz dieser Variante gewählt wird,

die Existenz von jedem Vorkommen dieser Variante innerhalb des N-dimensionalen seismischen Datensatzes lokalisiert und dargestellt wird, und

diese Vorkommen über die willkürliche Fläche abgetastet werden, um eine Flächenscheibe zu erzeugen, indem die Existenz von jedem solchen Vorkommen relativ zu der willkürlichen Fläche in der Art wiedergegeben wird, um dadurch die lokale (N-1)-dimensionale Darstellung des N-dimensionalen seismischen Datensatzes zu erzeugen.

2. Verfahren zum Erzeugen von lokalen (N-1)-dimensionalen Darstellungen einer Flächenklasse in einem N-dimensionalen seismischen Datensatz, wobei N die Anzahl der Datendimensionen wiedergibt, bei dem

die Flächenklasse gewählt wird, indem eine Variante aus dem N-dimensionalen seismischen Datensatz gewählt wird,

die Existenz von jedem Vorkommen dieser Variante innerhalb des N-dimensionalen seismischen Datensatzes lokalisiert und dargestellt wird,

eine Anzahl benachbarter Datenabtastwerte gewählt wird, und

die Vorkommen der Variante auf die Anzahl der benachbarten Datenabtastwerte kopiert wird, um die lokale (N-1)- dimensionale Darstellung der Flächenklasse zu erzeugen.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, das die zusätzliche Stufe einschließt, in der statische Verschiebungen auf den N- dimensionalen Datensatz angewendet werden, um eine willkürliche Fläche durch das Datenvolumen hindurch zu glätten.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem die Variante Maxima, lokale Maxima, Minima, lokale Minima, Plus-zu-Minus- Nulldurchgänge und Minus-zu-Plus-Nulldurchgänge ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Variante ein konstanter Wert einer momentanen Phase ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Vorkommen der Variante durch die Amplitude der Variante wiedergegeben wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Vorkommen der Variante durch die Position der Variante wiedergegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Vorkommen der Existenz der Variante quantitative Information über die lokale Neigungsrichtung der Flächenklasse enthält.

9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Nichtexistenz der Variante durch einen vorherbestimmten Wert wiedergegeben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 9 in Anwendung auf Anspruch 2, bei dem die Stufe eingeschlossen ist, in der ein horizontaler Schnitt durch den N-dimensionalen Datensatz vorgenommen wird, um eine Flächenscheibe zu erzeugen.

11. Verfahren nach Anspruch 1, einem der Ansprüche 2 bis 9 in ihrer Anwendung auf Anspruch 1, oder Anspruch 10, bei dem das Vorkommen der Variante Informationen über den lokalen Neigungswert und lokale Streichrichtung der vorgewählten Flächenklasse enthält.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die lokale Breite des Vorkommens der Variante den lokalen Neigungswert der Flächenklasse wiedergibt und eine lokale Tangente an die Vorkommen der Variante die lokale Streichrichtung der Flächenklasse wiedergibt.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das das graphische Wiedergeben der Flächenscheibe einschließt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Vorkommen der Varianten graphisch verschieden mit verschiedenen Schattierungen oder verschiedenen Farben abgebildet sind.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche (außer Anspruch 10) in Anwendung auf Anspruch 1, bei dem der N-dimensionale Datensatz diskret abgetastet wird, so daß diskrete Abtastwerte mit einer konstanten Abtastgeschwindigkeit in mindestens einer Dimension genommen werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der N-dimensionale Datensatz diskret abgetastet wird und die Vorkommen der Variante zwischen den Abtastpunkten durch Interpolation bestimmt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem eine Anzahl von willkürlichen Flächen durch eine Datenabtastung getrennt sind und das die zusätzlichen Stufen einschließt, in denen

eine Anzahl von aufeinanderfolgenden, benachbarten, zusätzlichen Flächenscheiben an jeder der willkürlichen Flächen erzeugt werden, wobei die aufeinanderfolgenden, benachbarten, zusätzlichen, willkürlichen Flächen parallel zu

einer der Datendimensionen gemessen werden, und diese Anzahl der benachbarten Flächenscheiben zu einer neue Flächenscheibe kombiniert werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, das das Absuchen der neuen Flächenscheibe auf Überlappungen der Varianten einschließt, um damit verbundene Fehldarstellungen der Flächenklasse zu identifizieren.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, das die zusätzliche Stufe einschließt, in der das Vorkommen der Variante auf eine Anzahl von benachbarten Datenabtastwerten kopiert wird, bevor über die willkürliche Fläche abgetastet wird, um die Flächenscheibe zu erzeugen.

20. Verfahren nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 4 bis 19 in Anwendung auf Anspruch 3, bei der die willkürliche Fläche ein seismischer Reflexionshorizont ist.

21. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 14 und 20 in Anwendung auf Anspruch 2, das das Absuchen der lokalen (N-1)-dimensionalen Darstellung der Flächenklasse auf Überlappungen der Variante einschließt, um damit verbundene Fehldarstellungen der Reflexionshorizonte zu identifizieren.

22. Verfahren zum Erzeugen lokaler (N-1)-dimensionaler Darstellungen einer Flächenklasse in einem N-dimensionalen seismischen Datensatz, wobei N die Anzahl der Datendimensionen wiedergibt, bei dem

die Flächenklasse gewählt wird, indem eine Variante gewählt wird,

ein willkürlicher Abstand relativ zu der willkürlichen Fläche gewählt wird,

jedes Vorkommen dieser Variante innerhalb des Abstands relativ zu der willkürlichen Fläche lokalisiert wird, und

diese Vorkommen in einer Flächenscheibe kombiniert werden, indem das Vorkommen in der Art dargestellt wird, um dadurch die lokale (N-1)-dimensionale Darstellung des N-dimensionalen seismischen Datensatzes zu erzeugen.

23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die willkürliche Fläche neben mehreren ähnlich konfigurierten willkürlichen Flächen positioniert ist und der Wert mit einer Verstärkungsfunk tion multipliziert wird, um die Vorkommen der Variante als Funktion ihrer Position relativ zu den Varianten auf anderen benachbarten willkürlichen Flächen darzustellen.