計(jì)算地層不連續(xù)性屬性值的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種計(jì)算地層不連續(xù)性屬性值的方法及裝置，所述方法包括：讀取三維地震數(shù)據(jù)體中各個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)；根據(jù)讀取的地震數(shù)據(jù)，獲得梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣；從梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣的每個(gè)元素中抽取與三維地震數(shù)據(jù)體中的一個(gè)點(diǎn)的位置相對應(yīng)的位置處的數(shù)據(jù)，并將抽取的數(shù)據(jù)按所對應(yīng)的元素在梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣中的位置排列，以構(gòu)成所述一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣；計(jì)算所述一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣的特征值；基于所述特征值，計(jì)算所述一個(gè)點(diǎn)的不連續(xù)性屬性值。通過所述方法能夠快速準(zhǔn)確地計(jì)算出地層的不連續(xù)性屬性值，從而能夠清晰地反映斷層和巖性的變化。
【專利說明】計(jì)算地層不連續(xù)性屬性值的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油地震勘探數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種計(jì)算地層不連續(xù)性屬性值的方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球石油天然氣產(chǎn)量有一半以上分布于裂縫性儲層中。在我國，也廣泛地發(fā)育有這樣的裂縫性儲層，如四川、華北、長慶、塔里木、克拉瑪依、勝利、吉林、遼河、青海、玉門等許多地方都發(fā)現(xiàn)了裂縫性油氣田。因此，準(zhǔn)確地預(yù)測作為石油天然氣通道的裂縫的發(fā)育情況對于理解地下地質(zhì)儲層的真實(shí)狀態(tài)、降低勘探風(fēng)險(xiǎn)、提高鉆探成功率有著重大的意義。地層的不連續(xù)性屬性可反映斷層和巖性的變化，被廣泛應(yīng)用于裂縫預(yù)測中。然而，目前應(yīng)用于裂縫預(yù)測的方法中，具有計(jì)算復(fù)雜度高、速度慢、抗噪性能差、不能清晰反映斷層和巖性變化等問題。
[0003]因此，需要一種計(jì)算地層不連續(xù)性屬性值的方法及裝置，以改善上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種地層不連續(xù)性屬性值的計(jì)算方法及裝置，這種方法計(jì)算速度快、抗噪性能強(qiáng)。
[0005]本發(fā)明的一方面提供一種計(jì)算地層不連續(xù)性屬性值的方法，所述方法包括:a)讀取三維地震數(shù)據(jù)體中各個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)；b)根據(jù)讀取的地震數(shù)據(jù)，獲得梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣；c)從梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣的每個(gè)元素中抽取與三維地震數(shù)據(jù)體中的一個(gè)點(diǎn)的位置相對應(yīng)的位置處的數(shù)據(jù)，并將抽取的數(shù)據(jù)按所對應(yīng)的元素在梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣中的位置排列，以構(gòu)成所述一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣；d)計(jì)算所述一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣的特征值；e)基于所述特征值，計(jì)算所述一個(gè)點(diǎn)的不連續(xù)性屬性值。
[0006]可選地，所述一個(gè)點(diǎn)的不連續(xù)性屬性值通過如下等式獲得:

【權(quán)利要求】
1.一種計(jì)算地層不連續(xù)性屬性值的方法，所述方法包括: a)讀取三維地震數(shù)據(jù)體中各個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)； b)根據(jù)讀取的地震數(shù)據(jù)，獲得梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣； c)從梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣的每個(gè)元素中抽取與三維地震數(shù)據(jù)體中的一個(gè)點(diǎn)的位置相對應(yīng)的位置處的數(shù)據(jù)，并將抽取的數(shù)據(jù)按所對應(yīng)的元素在梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣中的位置排列，以構(gòu)成所述一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣； d)計(jì)算所述一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣的特征值； e)基于所述特征值，計(jì)算所述一個(gè)點(diǎn)的不連續(xù)性屬性值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一個(gè)點(diǎn)的不連續(xù)性屬性值通過如下等式獲得:
其中，Cn為所述一個(gè)點(diǎn)的不連續(xù)性屬性值，Tns(i，j)為所述一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣中位于第i行第j列的元素，λη1、An2, λη3為所述一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣的三個(gè)特征值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: f)分別針對三維地震數(shù)據(jù)體中的其他點(diǎn)，重復(fù)步驟c)_e)來計(jì)算所述其他點(diǎn)的不連續(xù)性屬性值。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b)包括: bl)分別計(jì)算三維地震數(shù)據(jù)體中各個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在線號、道號、時(shí)間三個(gè)方向的梯度，以得到線號梯度體、道號梯度體、時(shí)間梯度體，并形成包括線號梯度體、道號梯度體、時(shí)間梯度體的梯度體向量； b2)基于所述梯度體向量，構(gòu)建梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟b)還包括: b3)對構(gòu)建的梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣進(jìn)行平滑。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟bl)中， 得到線號梯度體的步驟包括:計(jì)算三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在線號方向的梯度，并將各個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)的梯度按對應(yīng)點(diǎn)在三維地震數(shù)據(jù)體中的位置排列，以構(gòu)成線號梯度體； 得到道號梯度體的步驟包括:計(jì)算三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在道號方向的梯度，并將各個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)的梯度按對應(yīng)點(diǎn)在三維地震數(shù)據(jù)體中的位置排列，以構(gòu)成道號梯度體； 得到時(shí)間梯度體的步驟包括:計(jì)算三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在時(shí)間方向的梯度，并將各個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)的梯度按對應(yīng)點(diǎn)在三維地震數(shù)據(jù)體中的位置排列，以構(gòu)成時(shí)間梯度體； 形成梯度體向量的步驟包括:將線號梯度體、道號梯度體、時(shí)間梯度體按線號梯度體、道號梯度體、時(shí)間梯度體的順序縱向排列，以構(gòu)成梯度體向量。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，計(jì)算三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在線號方向的梯度的步驟包括:將與線號方向?qū)?yīng)的卷積核與三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)沿線號方向進(jìn)行卷積，以得到三維地震數(shù)據(jù)體中各個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在線號方向的梯度； 計(jì)算三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在道號方向的梯度的步驟包括:將與道號方向?qū)?yīng)的卷積核與三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)沿道號方向進(jìn)行卷積，以得到三維地震數(shù)據(jù)體中各個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在道號方向的梯度； 計(jì)算三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在時(shí)間方向的梯度的步驟包括:將與時(shí)間方向?qū)?yīng)的卷積核與三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)沿時(shí)間方向進(jìn)行卷積，以得到三維地震數(shù)據(jù)體中各個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在時(shí)間方向的梯度。
8.如權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,與線號方向?qū)?yīng)的卷積核、與道號方向?qū)?yīng)的卷積核、與時(shí)間方向?qū)?yīng)的卷積核分別通過將一維零均值離散高斯核函數(shù)的導(dǎo)數(shù)在離散變量為相應(yīng)的取值范圍內(nèi)的各個(gè)整數(shù)值時(shí)的函數(shù)值按對應(yīng)的離散變量的從小到大的順序排列構(gòu)成，所述各卷積核中的函數(shù)值的計(jì)算式為:
其中，G, (t)為一維零均值離散高斯核函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，t為離散變量，t的取值范圍為[-Ri, +Ri]，Ri2 = 42 O J, Ri為核半徑，O i為預(yù)定尺度因子，i e {x, y, z}, O χ為與線號方向?qū)?yīng)的預(yù)定尺度因子，Rx為與線號方向?qū)?yīng)的核半徑，σ y為與道號方向?qū)?yīng)的預(yù)定尺度因子，Ry為與道號方向?qū)?yīng)的核半徑，σ ζ為與時(shí)間方向?qū)?yīng)的預(yù)定尺度因子，Rz為與時(shí)間方向?qū)?yīng)的核半徑。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟b2)中通過下面的等式構(gòu)建梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣:
其中，τ為梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣，g為梯度體向量
，gx為線號梯度體，gy為道號



梯度體，gz為時(shí)間梯度體，gT為梯度體向量的轉(zhuǎn)置，梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣τ的任意元素gugv表示gu中的每個(gè)位置的元素與gv中的相同位置的元素相乘，u e {x, y, ζ}, V e {χ, y, ζ}。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對構(gòu)建的梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣進(jìn)行平滑的步驟包括:使用具有預(yù)定尺度因子的三維零均值離散高斯核函數(shù)確定的卷積核與梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣進(jìn)行卷積，以得到平滑后的梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣。
11.一種計(jì)算地層不連續(xù)性屬性值的裝置，所述裝置包括: 讀取數(shù)據(jù)單元，讀取三維地震數(shù)據(jù)體中各個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)； 梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣獲得單元，根據(jù)讀取的地震數(shù)據(jù)，獲得梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣；結(jié)構(gòu)張量方陣構(gòu)成單元，從梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣的每個(gè)元素中抽取與三維地震數(shù)據(jù)體中的一個(gè)點(diǎn)的位置相對應(yīng)的位置處的數(shù)據(jù)，并將抽取的數(shù)據(jù)按所對應(yīng)的元素在梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣中的位置排列，以構(gòu)成所述一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣； 特征值計(jì)算單元，計(jì)算所述一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣的特征值； 不連續(xù)性屬性值計(jì)算單元，基于所述特征值，計(jì)算所述一個(gè)點(diǎn)的不連續(xù)性屬性值。
12.如權(quán)力要求11所述的裝置，其特征在于，不連續(xù)性屬性值計(jì)算單元通過如下等式獲得所述一個(gè)點(diǎn)的不連續(xù)性屬性值:
其中，Cn為所述一個(gè)點(diǎn)的不連續(xù)性屬性值，Tns(i，j)為結(jié)構(gòu)張量方陣構(gòu)成單元所構(gòu)成的所述一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣中位于第i行第j列的元素，λη1、λη2、λη3為所述一個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣的三個(gè)特征值。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，結(jié)構(gòu)張量方陣構(gòu)成單元從梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣的每個(gè)元素中分別抽取與三維地震數(shù)據(jù)體中的其他各個(gè)點(diǎn)的位置相對應(yīng)的位置處的數(shù)據(jù)，并分別將抽取的數(shù)據(jù)按所對應(yīng)的元素在梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣中的位置排列，以分別構(gòu)成其他各個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣；特征值計(jì)算單元分別計(jì)算其他各個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣的特征值；不連續(xù)性屬性值計(jì)算單元分別基于其他各個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)張量方陣的特征值，計(jì)算其他各個(gè)點(diǎn)的不連續(xù)性屬性值。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣獲得單元包括: 梯度體向量計(jì)算單元，分別計(jì)算三維地震數(shù)據(jù)體中各個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在線號、道號、時(shí)間三個(gè)方向的梯度，以得到線號梯度體、道號梯度體、時(shí)間梯度體，并形成包括線號梯度體、道號梯度體、時(shí)間梯度體的梯度體向量； 梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣構(gòu)建單元，基于所述梯度體向量，構(gòu)建梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣獲得單元還包括: 平滑單元，對梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣構(gòu)建單元所構(gòu)建的梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣進(jìn)行平滑。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，梯度體向量計(jì)算單元包括: 線號梯度體計(jì)算單元，計(jì)算三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在線號方向的梯度，并將各個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)的梯度按對應(yīng)點(diǎn)在三維地震數(shù)據(jù)體中的位置排列，以構(gòu)成線號梯度體； 道號梯度體計(jì)算單元，計(jì)算三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在道號方向的梯度，并將各個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)的梯度按對應(yīng)點(diǎn)在三維地震數(shù)據(jù)體中的位置排列，以構(gòu)成道號梯度體； 時(shí)間梯度體計(jì)算單元，計(jì)算三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在時(shí)間方向的梯度，并將各個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)的梯度按對應(yīng)點(diǎn)在三維地震數(shù)據(jù)體中的位置排列，以構(gòu)成時(shí)間梯度體； 排列單元，將線號梯度體、道號梯度體、時(shí)間梯度體按線號梯度體、道號梯度體、時(shí)間梯度體的順序縱向排列，以構(gòu)成梯度體向量。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于， 線號梯度體計(jì)算單元通過將與線號方向?qū)?yīng)的卷積核與三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)沿線號方向進(jìn)行卷積，以得到三維地震數(shù)據(jù)體中各個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在線號方向的梯度； 道號梯度體計(jì)算單元通過將與道號方向?qū)?yīng)的卷積核與三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)沿道號方向進(jìn)行卷積，以得到三維地震數(shù)據(jù)體中各個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在道號方向的梯度； 時(shí)間梯度體計(jì)算單元通過將與時(shí)間方向?qū)?yīng)的卷積核與三維地震數(shù)據(jù)體中每個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)沿時(shí)間方向進(jìn)行卷積，以得到三維地震數(shù)據(jù)體中各個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的地震數(shù)據(jù)在時(shí)間方向的梯度。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，與線號方向?qū)?yīng)的卷積核、與道號方向?qū)?yīng)的卷積核、與時(shí)間方向?qū)?yīng)的卷積核分別通過將一維零均值離散高斯核函數(shù)的導(dǎo)數(shù)在離散變量為相應(yīng)的取值范圍內(nèi)的各個(gè)整數(shù)值時(shí)的函數(shù)值按對應(yīng)的離散變量的從小到大的順序排列構(gòu)成，所述各卷積核中的函數(shù)值的計(jì)算式為:
其中，G, (t)為一維零均值離散高斯核函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，t為離散變量，t的取值范圍為[-Ri, +Ri]，Ri2 = 42 O J, Ri為核半徑，O i為預(yù)定尺度因子，i e {x, y, ζ}, O χ為與線號方向?qū)?yīng)的預(yù)定尺度因子，Rx為與線號方向?qū)?yīng)的核半徑，σ y為與道號方向?qū)?yīng)的預(yù)定尺度因子，Ry為與道號方向?qū)?yīng)的核半徑，σ ζ為與時(shí)間方向?qū)?yīng)的預(yù)定尺度因子，Rz為與時(shí)間方向?qū)?yīng)的核半徑。
19.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣構(gòu)建單元通過下面的等式構(gòu)建梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣:
其中，τ為梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣，g為梯度體向量，
，gxS線號梯度體，gy為道號梯度體，&為時(shí)間梯度體，gT為梯度體向量的轉(zhuǎn)置，梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣τ的任意元素gugv表示gu中的每個(gè)位置的元素與@7中的相同位置的元素相乘，u e {x，y，z}，V e {χ, y, ζ}。
20.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，平滑單元使用具有預(yù)定尺度因子的三維零均值離散高斯核函數(shù)確定的卷積核與梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣進(jìn)行卷積，以得到平滑后的梯度體結(jié)構(gòu)張量方陣。
【文檔編號】G01V1/30GK104181598SQ201410448270
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】張洞君, 鄒文, 譚榮彪, 陳浩凡, 趙堯, 唐澤凱, 周晶晶, 范曉, 趙振偉 申請人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司