CN102721979B - 一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测方法和装置，该方法包括：获取地震资料，对地震资料进行处理得到叠后地震数据，确定与薄层对应的目的层段，提取地震子波；对薄层的顶或底做初步解释，并确定薄层自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]；对于叠后地震数据的每一道地震数据，根据当前地震道的薄层自动追踪时窗，对当前地震道数据进行截取，将截取的地震道数据记为f；设定N种反射系数位置模式，每种反射系数位置模式由矩阵i＝1,2,…N唯一确定；获取每种反射系数位置模式对应的最优反射系数幅值组合和最优合成地震记录获取最优反射系数位置模式获取薄层顶底的自动解释时间t_up和t_down；根据t_up和t_down，获取薄层的时间厚度Δt。该方法可以解释出薄层的顶底，解释精度高。

Description

一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测方法和装置

技术领域

本发明涉及地球物理勘探方法，具体涉及一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测方法和装置。

背景技术

地震资料是在地表激发人工震源，由震源所引起的震动以地震波的形式向地下传播，并在一定的条件下向上反射传回地表，然后由地表的仪器(检波器)记录反射回来的地震波，从而得到地震记录。地震勘探指对地震资料进行有针对性的采集、处理、解释，进而实现对地下油气资源等地质目标的勘探。

随着油气勘探程度的不断深入，易于识别的构造油气藏越来越少，薄储层、隐蔽性较强的圈闭已成为油气勘探的主要领域。然而，地震采集、处理相关技术的发展还不能满足薄层精细描述的地质需求，地震分辨率的提高与解释对象的缩小是不相协调的，这为地震资料解释人员提出了一个巨大的挑战。薄层解释及厚度预测一直是地震勘探领域中的一项重要研究课题，在薄层结构研究、储层横向预测以及开发地震等方面均起着重要作用。

利用地震资料对地下薄层进行定量解释最早可以追溯到上世纪70年代，这类研究的目的和难点在于如何突破地震资料的分辨率极限，进而对地下薄层做出正确的解释和评价。Widess（1973）研究了薄层厚度与调谐振幅之间的关系，该成果首次超越了利用纯几何方法求取地层厚度的极限，至今仍对解释人员进行薄层厚度估算具有重要的指导意义，然而，该方法假设地震子波为零相位，并且考虑了单薄层问题，很多情况下不能满足实际的需求；Partyka（1999)等提出利用短时傅里叶变换谱分解方法预测薄层厚度，根据薄层调谐原理研究了薄层功率谱振幅与薄层厚度变化的关系，指出薄层时间厚度为其功率谱频陷周期的倒数。然而，在实际应用中，功率谱受很多因素的制约，其频陷周期难以直观确定，由此得到的薄层厚度与实际厚度误差较大；孙鲁平（2010）等利用峰值频率法预测了薄层厚度,该方法可以在薄层顶底反射系数极性未知的情况下使用，然而，该法以理论的雷克子波为基础进行推导，并且只考虑了单薄层问题。综上所述，现有的薄层解释方法多存在以下不足：①地震子波过于理想化；②只考虑了单薄层问题；③只预测了薄层的厚度，而没有解释出薄层顶、底的具体位置。

发明内容

本发明的目的是，提供了一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测方法和装置，用于自动拾取单一薄层及多个叠合薄层的反射界面，进而更加准确地自动解释薄层的顶底，并更加准确地预测薄层厚度。

为达上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测方法，所述方法包括：

获取地震资料，对所述地震资料进行处理得到叠后地震数据，利用测井资料进行井震标定，确定与薄层对应的目的层段，以及提取地震子波；

对薄层的顶或底做初步解释，并确定薄层自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]，所述t为对薄层的顶或底做出的初步解释时间，所述T₁是以所述t为基础向上开的时窗大小，所述T₂是以所述t为基础向下开的时窗大小；

对于叠后地震数据的每一道地震数据，根据当前地震道的所述薄层自动追踪时窗，对当前地震道数据进行截取，将截取的地震道数据记为f，所述f为列向量；

设定N种反射系数位置模式，每种反射系数位置模式由矩阵 $H_i=[h_i^1,h_i^2,\·\·\·,h_i^{M_i}],$ i=1,2,...N唯一确定，其中，M_i为第i种反射系数位置模式中非零反射系数的个数，列向量为反射系数位置模式里的任意一个单位反射系数向量与地震子波褶积的输出，所述列向量满足：其中，为第p_j个分量为1、其余分量为0的列向量，W为所述地震子波对应的子波矩阵，p_j为发生薄层反射的采样点位置；

根据所述矩阵H_i和所述截取的地震道数据f，获取每种反射系数位置模式对应的最优反射系数幅值组合所述最优反射系数幅值组合由以下公式给出：i=1,2,...N，其中，R^N代表N维欧氏空间，a代表任意的反射系数幅值组合；

根据所述最优反射系数幅值组合和所述矩阵H_i，获取每种反射系数位置模式对应的最优合成地震记录

根据所述最优合成地震记录和所述截取的地震道数据f，获取最优反射系数位置模式

根据所述自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]和所述最优反射系数位置模式获取薄层顶底的自动解释时间t_up和t_down；

根据所述t_up和所述t_down，获取薄层的时间厚度Δt。

为达上述目的，另一方面，本发明实施例提供了一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测装置，所述装置包括：

预处理单元，用于获取地震资料，对所述地震资料进行处理得到叠后地震数据，利用测井资料进行井震标定，确定与薄层对应的目的层段，以及提取地震子波；

薄层解释单元，与所述预处理单元连接，用于对薄层的顶或底做初步解释，并确定薄层自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]，所述t为对薄层的顶或底做出的初步解释时间，所述T₁是以所述t为基础向上开的时窗大小，所述T₂是以所述t为基础向下开的时窗大小；

地震道数据截取单元，与所述薄层解释单元连接，用于对于叠后地震数据的每一道地震数据，根据当前地震道的所述薄层自动追踪时窗，对当前地震道数据进行截取，将截取的地震道数据记为f，所述f为列向量；

反射系数位置模式设定单元，与所述地震道数据截取单元连接，用于设定N种反射系数位置模式，每种反射系数位置模式由矩阵i=1,2,...N唯一确定，其中，M_i为第i种反射系数位置模式中非零反射系数的个数，列向量为反射系数位置模式里的任意一个单位反射系数向量与地震子波褶积的输出，所述列向量满足：其中，为第p_j个分量为1、其余分量为0的列向量，W为所述地震子波对应的子波矩阵，p_j为发生薄层反射的采样点位置；

最优反射系数幅值组合获取单元，与反射系数位置模式设定单元连接，用于根据所述矩阵H_i和所述截取的地震道数据f，获取每种反射系数位置模式对应的最优反射系数幅值组合所述最优反射系数幅值组合获取单元，具体用于基于以下公式获取所述的最优反射系数幅值组合 i=1,2,...N，其中，R^N代表N维欧氏空间，a代表任意的反射系数幅值组合；

最优合成地震记录获取单元，与所述最优反射系数幅值组合获取单元连接，用于根据所述最优反射系数幅值组合和所述矩阵H_i，获取每种反射系数位置模式对应的最优合成地震记录

最优反射系数位置模式获取单元，与所述最优合成地震记录获取单元连接，用于根据所述最优合成地震记录和所述截取的地震道数据f，获取最优反射系数位置模式

薄层顶底的自动解释时间获取单元，与所述最优反射系数位置模式获取单元连接，用于根据所述自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]和所述最优反射系数位置模式获取薄层顶底的自动解释时间t_up和t_down；

薄层的时间厚度获取单元，与所述薄层顶底的自动解释时间获取单元连接，用于根据所述t_up和所述t_down，获取薄层的时间厚度Δt。

本发明实施例的上述技术方案的有益效果在于，该方法采用从实际地震记录中提取的子波，考虑了多薄层叠合的情况，不但可以预测薄层厚度，而且可以自动解释出薄层的顶底，并具有解释精度高，工作效率高等特点。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测方法的流程图；

图2为本发明实施例的基于地震资料的薄层自动解释方法原理图；

图3为本发明实施例的多薄层自动解释方法理论模型测试图；

图4为本发明实施例的井震标定及石炭系厚度统计图；

图5为本发明实施例的薄层自动解释结果剖面图；

图6为本发明实施例图4中5口井的实测厚度与预测厚度统计表；

图7为本发明实施例的由薄层自动解释结果计算的石炭系厚度图；

图8为本发明实施例的基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测装置的功能框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例的基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测方法的流程图。如图1所示，该方法包括如下步骤：

110、获取地震资料，对所述地震资料进行处理得到叠后地震数据，利用测井资料进行井震标定，确定与薄层对应的目的层段，以及提取地震子波。

具体地，在步骤110中，设计地震记录采集方式（也称定义观测系统），在地表激发人工震源，利用地表的仪器（如检波器）获取地震记录（也称地震资料）；对地震资料进行处理，得到叠后地震数据；利用测井资料进行井震标定，确定与薄层对应的目的层段，即确定薄层位置，以及提取地震子波。

120、对薄层的顶或底做初步解释，并确定薄层自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]，所述t为对薄层的顶或底做出的初步解释时间，所述T₁是以所述t为基础向上开的时窗大小，所述T₂是以所述t为基础向下开的时窗大小。

在本发明一较佳实施例中，所述薄层自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]包括解释区域内的薄层发育范围。也即，T₁和T₂的选取原则是使[t-T₁,t+T₂]能够包括解释区域内的薄层发育范围，且T₁和T₂的取值要尽量小。

在本发明实施例中，步骤110-120之后，对于叠后地震数据的每一道地震数据，重复以下步骤130-190，如图2所示，并最终获得薄层顶底的自动解释结果，及薄层时间厚度。

130、对于叠后地震数据的每一道地震数据，根据当前地震道的所述薄层自动追踪时窗，对当前地震道数据进行截取，将截取的地震道数据记为f，所述f为列向量。

140、设定N种反射系数位置模式，每种反射系数位置模式由矩阵i=1,2,...N唯一确定，其中，M_i为第i种反射系数位置模式中非零反射系数的个数，列向量为反射系数位置模式里的任意一个单位反射系数向量与地震子波褶积的输出。

在本发明一较佳实施例中，根据地质、测井等先验信息设定该N种反射系数位置模式。所述的N种反射系数位置模式，其不同之处在于薄层反射系数的位置各不相同，代表不同的薄层情况。

在本发明一较佳实施例中，所述列向量满足：其中，为第p_j个分量为1、其余分量为0的列向量，W为所述地震子波对应的子波矩阵，p_j为发生薄层反射的采样点位置。

150、根据所述矩阵H_i和所述截取的地震道数据f，获取每种反射系数位置模式对应的最优反射系数幅值组合

在本发明一较佳实施例中，所述最优反射系数幅值组合由以下公式给出：

${\tilde{a}}_i=\arg \underset{a\∈R^N}{\min }{\left|\right|f-H_{i}a\left|\right|}^2={\left({H_i}^T{H}_i\right)}^{-1}{H_i}^{T}f,i=\mathrm{1,2},\·\·\·N$

其中，R^N代表N维欧氏空间，a代表任意的反射系数幅值组合。

160、根据所述最优反射系数幅值组合和所述矩阵H_i，获取每种反射系数位置模式对应的最优合成地震记录

在本发明一较佳实施例中，所述最优合成地震记录由以下公式给出：

170、根据所述最优合成地震记录和所述截取的地震道数据f，获取最优反射系数位置模式

在本发明一较佳实施例中，所述最优的反射系数位置模式的下指标由以下公式给出：

$\tilde{i}=\arg \underset{i=\mathrm{1,2},\·\·\·N}{\min }\left\{{\mathrm{\Δ}}_i\right\}$

其中，Δ_i为每一种反射系数位置模式H_i的最优合成地震记录与所述截取的地震道数据f的匹配误差，Δ_i由下式给出：

180、根据所述自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]和所述最优反射系数位置模式获取薄层顶底的自动解释时间t_up和t_down。

在本发明一较佳实施例中，所述薄层顶底的自动解释时间t_up和t_down由以下公式给出：

t_up=t-T₁+p_updt

t_down=t-T₁+p_downdt

其中，所述dt为地震记录的采样间隔，所述p_up和p_down分别为自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]内薄层顶和底的采样点位置，所述p_up和p_down由所述最优的反射系数位置模式 $H_{\tilde{i}}=[h_{\tilde{i}}^1,h_{\tilde{i}}^2,\·\·\·,h_{\tilde{i}}^{M_i}]$ 确定。

可选地，所述p_up和p_down由所述最优的反射系数位置模式确定，包括：

在中，设与薄层顶的反射系数相对应，与薄层底的反射系数相对应，则p_up和p_down分别为自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]内薄层顶和底的采样点位置。其中，分别为第p_up和p_down个分量为1、其余分量为0的列向量。

190、根据所述t_up和所述t_down，获取薄层的时间厚度Δt。

具体地，步骤190中，所述的薄层的时间厚度Δt由以下公式给出：Δt=t_down-t_up。

本发明提供的一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测方法，可自动拾取单一薄层及多个叠合薄层的反射界面，进而预测薄层厚度。该方法采用从实际地震记录中提取的子波，考虑了多薄层叠合的情况，不但可以预测薄层厚度，而且可以解释出薄层的顶底，并具有解释精度高，工作效率高等特点。

以下举例并配合附图进一步对上述方法进行说明。

图2给出了薄层自动解释方法原理图。图2中首先给出了两种（N=2）反射系数位置模式H₁和H₂，每种反射系数位置模式分别包含三个（M₁=3、M₂=3）非零反射系数，然后通过一些运算，可以得到它们各自的最优合成地震记录再将分别与截取的地震道数据f进行匹配，求取匹配误差Δ₁和Δ₂，若Δ₂最小，则可以判定射系数位置模式H₂最接近实际情况，它所对应的薄层反射系数位置就是最终薄层自动解释结果。

图3为本发明实施例的多薄层自动解释方法理论模型测试图。图3的左图为薄层理论模型及正演地震道数据，该理论模型包含3个叠合薄层，图中黑色实线标出了它们的顶底位置，每个薄层的厚度从0.25波长（横坐标右侧）逐渐减薄的0.15波长（横坐标左侧）。需要指出的是利用人工方法解释层位时，通常将地震反射波形的波峰或者波谷解释为薄层反射界面，所以理论上利用人工方法能够识别的薄层厚度极限是0.25波长（横坐标右侧），可以看到，在0.25波长处，地震反射波形的波峰或者波谷与薄层反射界面重合基本重合，但在0.15波长处，地震反射波形的波峰或者波谷已经不再与薄层反射界面重合，这时利用人工方法解释的薄层位置将产生误差。图3右图为本发明的薄层自动解释结果，可以看到，即使在0.15波长处，自动解释的薄层位置（实心圆点）仍然与薄层反射界（黑色实线）面重合，说明了本发明方法的有效性。

再如，将本方法应用于某实际工区，该工区有二维地震测线200余条，有先验探井八口W1、W2、…、W8，其石炭系碳酸盐岩目的层为重要的产气层系。已有地质认识及测井资料表明，该区部分区域石炭系地层已经完全剥蚀，其余区域石炭系地层厚度不超过70米，这时，利用地震反射波形的波峰或者波谷已经无法准确识别薄层反射界面的位置，说明石炭系地层为地震意义上薄层。此外，该区石炭系上覆了一套全区发育稳定的梁山组泥岩，其厚度不超过40米，同为地震意义上的薄层，两套薄层的调谐作用相互影响，使得人工解释石炭系顶底难度非常大。

图4给出了该实际工区5口井的井点石炭系厚度统计结果，从图中还可以看出，5口井的石炭系厚度均不超过40米，且石炭系地层上覆的梁山组泥岩厚度更薄，因此这是一个双薄层叠合问题，利用人工方法精确拾取薄层顶底难度很大。

图5为该实际工区过w2井的薄层自动解释结果剖面图，其中P1q为梁山组泥岩的顶，P1l为石炭系地层的顶，C为石炭系地层的底，可以看到，自动解释结果（实线）与井点的实测结果（虚线）吻合较好。

图6为本实施例图4中5口井的实测厚度与预测厚度统计表，可以看出，预测厚度与实测厚度误差较小。

图7为发明实施例的由薄层自动解释结果计算的石炭系厚度图，图7中，W9井为该区的一口后续探井，其实测厚度为46.7米，利用本发明方法的预测厚度为50米，也表明了本发明方法的正确性和实用性。

本发明实施例的一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测方法，与前人的工作相比，该方法采用从实际地震记录中提取的子波，考虑了多薄层叠合的情况，不但可以预测薄层厚度，而且可以解释出薄层的顶底；与人工薄层解释方法相比，该方法具有解释精度高，工作效率高等特点。

本发明实施例还提供了一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测装置。图8为本发明实施例的装置的功能框图，如图8所示，该装置200包括：

预处理单元210，用于获取地震资料，对所述地震资料进行处理得到叠后地震数据，利用测井资料进行井震标定，确定与薄层对应的目的层段，以及提取地震子波；

薄层解释单元220，用于对薄层的顶或底做初步解释，并确定薄层自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]，所述t为对薄层的顶或底做出的初步解释时间，所述T₁是以所述t为基础向上开的时窗大小，所述T₂是以所述t为基础向下开的时窗大小；

地震道数据截取单元230，用于对于叠后地震数据的每一道地震数据，根据当前地震道的所述薄层自动追踪时窗，对当前地震道数据进行截取，将截取的地震道数据记为f，所述f为列向量；

反射系数位置模式设定单元240，用于设定N种反射系数位置模式，每种反射系数位置模式由矩阵i=1,2,...N唯一确定，其中，M_i为第i种反射系数位置模式中非零反射系数的个数，列向量为反射系数位置模式里的任意一个单位反射系数向量与地震子波褶积的输出；

最优反射系数幅值组合获取单元250，用于根据所述矩阵H_i和所述截取的地震道数据f，获取每种反射系数位置模式对应的最优反射系数幅值组合

最优合成地震记录获取单元260，用于根据所述最优反射系数幅值组合和所述矩阵H_i，获取每种反射系数位置模式对应的最优合成地震记录

最优反射系数位置模式获取单元270，用于根据所述最优合成地震记录和所述截取的地震道数据f，获取最优反射系数位置模式

薄层顶底的自动解释时间获取单元280，用于根据所述自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]和所述最优反射系数位置模式获取薄层顶底的自动解释时间t_up和t_down；

薄层的时间厚度获取单元290，用于根据所述t_up和所述t_down，获取薄层的时间厚度Δt。

在本发明一较佳实施例中，所述薄层自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]包括解释区域内的薄层发育范围。

在本发明一较佳实施例中，所述列向量满足：其中，为第p_j个分量为1、其余分量为0的列向量，W为所述地震子波对应的子波矩阵，p_j为发生薄层反射的采样点位置。

在本发明一较佳实施例中，所述最优反射系数幅值组合获取单元，具体可以用于基于以下公式获取所述的最优反射系数幅值组合

${\tilde{a}}_i=\arg \underset{a\∈R^N}{\min }{\left|\right|f-H_{i}a\left|\right|}^2={\left({H_i}^T{H}_i\right)}^{-1}{H_i}^{T}f,i=\mathrm{1,2},\·\·\·N$

其中，R^N代表N维欧氏空间，a代表任意的反射系数幅值组合。

在本发明一较佳实施例中，所述最优合成地震记录获取单元，具体可以用于基于以下公式获取所述的最优合成地震记录

在本发明一较佳实施例中，所述最优反射系数位置模式获取单元，具体可以用于以下公式获取所述最优反射系数位置模式的下指标

$\tilde{i}=\arg \underset{i=\mathrm{1,2},\·\·\·N}{\min }\left\{{\mathrm{\Δ}}_i\right\}$

其中，Δ_i为每一种反射系数位置模式H_i的最优合成地震记录与所述截取的地震道数据f的匹配误差，Δ_i由下式给出：

在本发明一较佳实施例中，所述薄层顶底的自动解释时间获取单元，具体可以用于基于以下公式获取所述薄层顶底的自动解释时间t_up和t_down：

t_up=t-T₁+p_updt

t_down=t-T₁+p_downdt

其中，所述dt为地震记录的采样间隔，所述p_up和p_down分别为自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]内薄层顶和底的采样点位置，所述p_up和p_down由所述最优的反射系数位置模式 $H_{\tilde{i}}=[h_{\tilde{i}}^1,h_{\tilde{i}}^2,\·\·\·,h_{\tilde{i}}^{M_i}]$ 确定。

在中，设与薄层顶的反射系数相对应，与薄层底的反射系数相对应，则p_up和p_down分别为自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]内薄层顶和底的采样点位置，分别为第p_up和p_down个分量为1、其余分量为0的列向量。

本发明实施例的装置的工作方法已在前面的方法实施例中详述，故不再赘述。

本发明的一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测装置的优点在于，可自动拾取单一薄层及多个叠合薄层的反射界面，进而预测薄层厚度。该方法采用从实际地震记录中提取的子波，考虑了多薄层叠合的情况，不但可以预测薄层厚度，而且可以解释出薄层的顶底，并具有解释精度高，工作效率高等特点。

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、系统、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（系统）、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。

以上所述的具体实施例，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，以上所述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)

1.一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取地震资料，对所述地震资料进行处理得到叠后地震数据，利用测井资料进行井震标定，确定与薄层对应的目的层段，以及提取地震子波；

对薄层的顶或底做初步解释，并确定薄层自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]，所述t为对薄层的顶或底做出的初步解释时间，所述T₁是以所述t为基础向上开的时窗大小，所述T₂是以所述t为基础向下开的时窗大小；

对于叠后地震数据的每一道地震数据，根据当前地震道的所述薄层自动追踪时窗，对当前地震道数据进行截取，将截取的地震道数据记为f，所述f为列向量；

设定N种反射系数位置模式，每种反射系数位置模式由矩阵i=1,2,...N唯一确定，其中，M_i为第i种反射系数位置模式中非零反射系数的个数，列向量为反射系数位置模式里的任意一个单位反射系数向量与地震子波褶积的输出，所述列向量满足：其中，为第p_j个分量为1、其余分量为0的列向量，W为所述地震子波对应的子波矩阵，p_j为发生薄层反射的采样点位置；

根据所述矩阵H_i和所述截取的地震道数据f，获取每种反射系数位置模式对应的最优反射系数幅值组合所述最优反射系数幅值组合由以下公式给出：i=1,2,...N，其中，R^N代表N维欧氏空间，a代表任意的反射系数幅值组合；

根据所述最优反射系数幅值组合和所述矩阵H_i，获取每种反射系数位置模式对应的最优合成地震记录

根据所述最优合成地震记录和所述截取的地震道数据f，获取最优反射系数位置模式

根据所述自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]和所述最优反射系数位置模式获取薄层顶底的自动解释时间t_up和t_down；

根据所述t_up和所述t_down，获取薄层的时间厚度Δt。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄层自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]包括解释区域内的薄层发育范围。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最优合成地震记录由以下公式给出： ${\tilde{f}}_i=H_i{\tilde{a}}_i.$

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述最优的反射系数位置模式的下指标由以下公式给出：

$\tilde{i}=\arg \underset{i=\mathrm{1,2},\·\·\·N}{\min }\left\{{\mathrm{\Δ}}_i\right\}$

其中，Δ_i为每一种反射系数位置模式H_i的最优合成地震记录与所述截取的地震道数据f的匹配误差，Δ_i由下式给出：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述薄层顶底的自动解释时间t_up和t_down由以下公式给出：

t_up=t-T₁+p_updt

t_down=t-T₁+p_downdt

其中，所述dt为地震记录的采样间隔，所述p_up和p_down分别为自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]内薄层顶和底的采样点位置，所述p_up和p_down由所述最优的反射系数位置模式 $H_{\tilde{i}}=[h_{\tilde{i}}^1,h_{\tilde{i}}^2,\·\·\·,h_{\tilde{i}}^{M_i}]$ 确定。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述p_up和p_down由所述最优的反射系数位置模式 $H_{\tilde{i}}=[h_{\tilde{i}}^1,h_{\tilde{i}}^2,\·\·\·,h_{\tilde{i}}^{M_i}]$ 确定，包括：

在中，设与薄层顶的反射系数相对应，与薄层底的反射系数相对应，则p_up和p_down分别为自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]内薄层顶和底的采样点位置，分别为第p_up和p_down个分量为1、其余分量为0的列向量。

7.一种基于地震资料的薄层自动解释及厚度预测装置，其特征在于，所述装置包括：

预处理单元，用于获取地震资料，对所述地震资料进行处理得到叠后地震数据，利用测井资料进行井震标定，确定与薄层对应的目的层段，以及提取地震子波；

薄层解释单元，与所述预处理单元连接，用于对薄层的顶或底做初步解释，并确定薄层自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]，所述t为对薄层的顶或底做出的初步解释时间，所述T₁是以所述t为基础向上开的时窗大小，所述T₂是以所述t为基础向下开的时窗大小；

地震道数据截取单元，与所述薄层解释单元连接，用于对于叠后地震数据的每一道地震数据，根据当前地震道的所述薄层自动追踪时窗，对当前地震道数据进行截取，将截取的地震道数据记为f，所述f为列向量；

反射系数位置模式设定单元，与所述地震道数据截取单元连接，用于设定N种反射系数位置模式，每种反射系数位置模式由矩阵i=1,2,...N唯一确定，其中，M_i为第i种反射系数位置模式中非零反射系数的个数，列向量为反射系数位置模式里的任意一个单位反射系数向量与地震子波褶积的输出，所述列向量满足：其中，为第p_j个分量为1、其余分量为0的列向量，W为所述地震子波对应的子波矩阵，p_j为发生薄层反射的采样点位置；

最优反射系数幅值组合获取单元，与反射系数位置模式设定单元连接，用于根据所述矩阵H_i和所述截取的地震道数据f，获取每种反射系数位置模式对应的最优反射系数幅值组合所述最优反射系数幅值组合获取单元，具体用于基于以下公式获取所述的最优反射系数幅值组合 i=1,2,...N，其中，R^N代表N维欧氏空间，a代表任意的反射系数幅值组合；

最优合成地震记录获取单元，与所述最优反射系数幅值组合获取单元连接，用于根据所述最优反射系数幅值组合和所述矩阵H_i，获取每种反射系数位置模式对应的最优合成地震记录

最优反射系数位置模式获取单元，与所述最优合成地震记录获取单元连接，用于根据所述最优合成地震记录和所述截取的地震道数据f，获取最优反射系数位置模式

薄层顶底的自动解释时间获取单元，与所述最优反射系数位置模式获取单元连接，用于根据所述自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]和所述最优反射系数位置模式获取薄层顶底的自动解释时间t_up和t_down；

薄层的时间厚度获取单元，与所述薄层顶底的自动解释时间获取单元连接，用于根据所述t_up和所述t_down，获取薄层的时间厚度Δt。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述薄层自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]包括解释区域内的薄层发育范围。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述最优合成地震记录获取单元，具体用于基于以下公式获取所述的最优合成地震记录

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述最优反射系数位置模式获取单元，具体用于以下公式获取所述最优反射系数位置模式的下指标

$\tilde{i}=\arg \underset{i=\mathrm{1,2},\·\·\·N}{\min }\left\{{\mathrm{\Δ}}_i\right\}$

其中，Δ_i为每一种反射系数位置模式H_i的最优合成地震记录与所述截取的地震道数据f的匹配误差，Δ_i由下式给出：

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述薄层顶底的自动解释时间获取单元，具体用于基于以下公式获取所述薄层顶底的自动解释时间t_up和t_down：

t_up=t-T₁+p_updt

t_down=t-T₁+p_downdt

其中，所述dt为地震记录的采样间隔，所述p_up和p_down分别为自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]内薄层顶和底的采样点位置，所述p_up和p_down由所述最优的反射系数位置模式 $H_{\tilde{i}}=[h_{\tilde{i}}^1,h_{\tilde{i}}^2,\·\·\·,h_{\tilde{i}}^{M_i}]$ 确定。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，在中，设与薄层顶的反射系数相对应，与薄层底的反射系数相对应，则p_up和p_down分别为自动追踪时窗[t-T₁,t+T₂]内薄层顶和底的采样点位置，分别为第p_up和p_down个分量为1、其余分量为0的列向量。