CN104597494A - 地震地层体分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种地震地层体分析方法及装置，其中，该方法包括以下步骤：从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角；以地震工区中地质构造的中心部位处的一个共中心点为基准点，设置一个种子地震道，其中，所述种子地震道由按一定间隔排列的种子点组成；根据上述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点，采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组地震层位；以地震数据体的形式存储地震层位的层位信息来组成地震层位体。本发明实施例实现了从地震数据中提取高精度的地质构造特征，从而提高了构造解释的精度；实现了将传统二维和准三维的构造解释模式转变为真三维的构造解释模式，从而提高了层位解释的效率。

Description

地震地层体分析方法及装置

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探与开发技术领域，特别涉及一种地震地层体分析方法及装置。

背景技术

获取地下介质的构造信息、岩石信息和储层信息是地震勘探的主要目标。根据地震勘探理论，由于地层界面一般是良好的波阻抗界面，地震波在地下介质中传播时会受到地层界面的影响而发生各种变化，并最终表现为不同的地震反射特征，如地震反射同相轴的形态、强度、频率及连续性等。利用地震资料可获得地下构造信息，并且这种构造信息是地震资料所具有的最直观、最容易被利用的信息。因此，从地震勘探诞生之日起，针对地震资料的构造解释特别是层位解释便成为地震勘探最主要的目标之一。

地震地层学理论认为，虽然不同地质年代所形成的地层其岩性和物性通常是不同的，但这并不是形成波阻抗界面的主要因素，地层的沉积等时性才是主要因素。因此，地震剖面上的地震反射同相轴基本上是沉积等时面而不是宏观岩性界面的反映。根据这一基本理论，地震同相轴所指示的分界面是地层沉积过程的间断面，这种间断面因其具有相对等时性，故与地层的构造特征基本一致，利用地震同相轴可获得地层的倾角和方位角等基本特征。此外，除了受地层等时沉积面影响外，地震同相轴还受沉积环境与岩相成分的影响，导致地震反射同相轴的波形、强度、连续性及平行性等特性发生变化。

由于地震剖面上的同相轴是某一地层的地震响应或某些地层的综合地震响应，它基本反映了地层的等时格架，即认为连续的同相轴代表了地质历史上的等时界面，地震同相轴与地层具有一定的对应关系，因此在实际地震剖面上对同相轴进行连续性追踪是层位解释的先决条件。在二维地震勘探时代和三维地震勘探时代的早期，地震资料的层位解释以单层位解释为主，即从地震剖面上选择几个与强地层反射界面所对应的连续性较好的地震同相轴进行追踪。由于这种层位解释方式的效率较低，且在地震剖面上容易追踪的地震同相轴数量不多，因此，所能获得的层位数量是有限的，传统的地震构造解释模式无法获得详细的地质构造信息，因而，对地质构造特征的细节描述不够清晰。

随着三维地震勘探技术特别是高密度地震勘探的发展，所获得的地震资料数量越来越多，传统的地震层位解释方式无论从精度还是效率等方面都已经无法满足要求，从地震数据中自动提取构造信息已成为现代地震构造解释进步的关键，也是地球物理学家和地质学家孜孜以求的目标。

为了突破传统构造解释方法所存在的局限性，很多地球物理学家和地质学家提出了一些新技术新方法来改进构造解释的精度和效率。相对地质年代体技术就是其中最显著的进步之一。

相对地质年代体（The Relative Geologic Time Volume）是由Stark（2003）提出的一种从地震数据中提取构造信息的技术，同时也作为一种地震属性存在。这种数据体存储了详细的地震解释成果，每个样点代表着从地震数据中所估算的地层沉积时的相对地质年代。

地质年代（Geologic time）是一种衡量地球历史事件的时间单位，主要用于描述地球上各种地质事件发生的时代。在地质研究中，由于地层通常是各种地质事件的载体，因此，地质年代主要用于描述地层的形成时刻。

地质年代具有两种含义，一是绝对地质年代，二是相对地质年代。绝对地质年代是指各地质事件发生的距今时间或地层的年龄。由于主要运用碳同位素技术来描述地层的距今年龄，因此又称为同位素地质年龄。相对地质年代是指各地质事件发生的先后顺序，用于表示岩石或地层之间的相对新老关系和它们的时代顺序。

在地震构造解释中，由于地震同相轴基本上是等时的，如果能够连续追踪到某个与特定地层对应的地震同相轴，就相当于获得了该地层的相对地质年代信息。由此可见，相对地质年代体的地质基础是地震同相轴的空间分布特征。

相对地质年代体可利用多种手段获得，最简单的一种方式就是传统的层位解释，可人工拾取一系列层位，然后，利用这些层位进行插值得到。这种方法显然是低效率和低分辨率的，因为其分辨率严重依赖于层位解释的准确性及所使用的层位的数量。

为了提高相对地质年代体的分辨率和分析效率，Stark（2003，2004）提出了一种利用地震瞬时相位展开技术（Unwrapping instantaneous phase）生成相对地质年代体的方法。它基于相位属性携带了地震传播时间信息的事实，认为一个地震层位对应于一个等相位面，正相位增加意味着传播时间的增加，因此，通过估算地震波形的“真相位”来获得地层的地质年代信息（Stark，2003，2004）。但这种地质年代信息是离散的，并未进行矢量化，即它并不是地震地层学中所指的年代地层。此外，这种技术受地震资料的信噪比影响较大。基于这一原因，Xinming Wu和Guangfa Zhong对Stark所提出的相位展开技术进行了改进，利用图分割（Graph-cut）技术实现相位展开并生成相对地质年代体（Wu等，2012），所获得的地层年代信息更加合理和准确，并且在一定程度上减弱了断层对地质年代信息的影响。

不同于Stark和Wu等人所使用的相位展开技术，Sergy Fomel在斯坦福大学教授Jon F.Claerbout提出的平面波分解（Plane Wave Destruction）技术的基础上，提出了一种“预测成像”技术来实现相对地质年代体的估算。该技术首先根据平面波分解原理利用最小误差法估算相邻地震道在某一时刻的倾角时差，然后，使用递归法实现种子地震道在地震空间中的扩散，生成相对地质年代体（Fomel，2002，2010）。

基于预测成像技术的实现思路，Chen（2012）等对预测成像技术进行了改进，将其引入层位自动追踪领域，形成一项称为“倾角传播”的层位自动追踪技术。利用该技术进行层位自动追踪可取得令人满意的效果（Chen等，2012）。

利用以上技术所生成的地质年代体实质上是一种能够突出地质年代特征的地震属性，与绝对地层倾角属性的地质含义基本相同。虽然与地层相关的空间分布信息隐含在这种地震属性中，但与真正的矢量化的地层是有本质区别的。要从地质年代体中生成矢量化的地层信息，需要进行进一步处理，如图像边界识别或等值线追踪等，或者越过地质年代体而直接利用地层倾角属性进行层位自动追踪。

近年来，地质年代体技术得到了进一步发展和实用化。Paul de Groot于2010年提出了一种称为层位体（Horizon Cube）的构造解释技术（de Groot et al，2010）。该技术首先利用倾角扫描技术生成倾角导向体，然后，基于倾角导向体在某一沉积单元中利用空间插值、自动或半自动追踪方法以一个样点为间隔获得一系列层位。与传统层位解释技术相比，这项技术可获得数百个甚至上千个层位，大大提高了构造解释的精度，可最大限度地从地震数据中提取高分辨率的储层特征，减少构造解释风险，增强油气勘探与开发的成功率。因此，层位体技术的出现是地震资料构造解释领域的一个巨大进步。

层位体技术的最大优点是：首先估算地层倾角体并对之进行平滑处理，使其适合层位追踪。但这项技术也存在一些缺点：在断裂复杂地区无法保证同一层位在不同断块中的一致性，不适合断裂复杂区和大面积的构造解释，从而降低了构造解释的精度；不能实现真三维的构造解释模式，使得层位解释效率低。

发明内容

本发明实施例提供了一种地震地层体分析方法及装置，解决了现有技术中对地震数据进行构造解释时，精度低、效率低的技术问题。

本发明实施例提供了一种地震地层体分析方法，该方法包括：从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角；以地震工区中地质构造的中心部处的一个共中心点为基准点，设置一个种子地震道，其中，所述种子地震道由按一定间隔排列的种子点组成；根据上述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点，采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组地震层位；以地震数据体的形式存储上述地震层位的层位信息来组成地震层位体。

在一个实施例中，按照地震层位中每个共中心点处的层位值的大小，确定地震数据体中每个采样点的序号；将地震数据体中各采样点的值存储为与采样点序号对应的地震层位中共中心点处的层位点的层位信息，该层位信息包括：地震层位中该层位点的层号和地震层位中该层位点的段号，地震层位中该层位点的层号是追踪到地震层位的先后顺序，地震层位中该层位点的段号是该层位点所在段的序号。

在一个实施例中，从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角，包括：确定估算地层倾角的估算方位，其中，在二维地震工区中，所述估算方位包括：地震测线的走向，或者，在三维地震工区中，所述估算方位包括：地震主测线的走向和与地震主测线垂直的联络线的走向；沿着确定的估算方位来估算地震工区的多方位地层倾角。

在一个实施例中，根据所述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组地震层位，包括：以种子地震道上的每个种子点为基准点，根据该种子点的平面坐标，分别确定该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的平面坐标；根据所述多方位地层倾角，分别确定该种子点与该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的第一时差；根据所述第一时差分别确定该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的垂向坐标，来获得所述地震工区的一组地震层位。

在一个实施例中，在所述地震工区中，所述种子地震道中的种子点的平面坐标相同，垂向坐标不相同。

在一个实施例中，在以地震数据体的形式存储上述地震层位的层位信息来组成地震层位体之前，还包括：将一组基准层位与各种子地震道的交叉点作为种子点，根据上述多方位地层倾角，以该种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组参考层位，其中，所述基准层位是用于对所述地震地层进行校正的层位；根据每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，对上述地震层位进行校正。

在一个实施例中，根据每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，对地震层位进行校正，包括：根据每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，将每个地震层位的每个共中心点处的层位点在竖直方向上向基准层位时移预设距离。

在一个实施例中，根据预设衰减因子，所述预设距离随着所述地震层位与所述基准层位的距离增大而减小。

在一个实施例中，所述基准层位的每个层段内有至少一个有效的层位点。

在一个实施例中，在以该种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪之前，还包括：对基准层位的空白点进行添补。

在一个实施例中，对所述基准层位的空白点进行添补，包括：根据所述多方位地层倾角，在所述地震工区内采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪；根据空间层位同时追踪的结果添补上述空白点。

本发明实施例还提供了一种地震地层体分析装置，该装置包括：地层倾角估算模块，用于从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角；设置模块，用于以地震工区中地质构造的中心部位处的一个共中心点为基准点，设置一个种子地震道，其中，所述种子地震道由按一定间隔排列的种子点组成，在所述地震工区中，所述种子地震道中的种子点的平面坐标相同，垂向坐标不相同；第一层位追踪模块，用于根据所述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点，采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组地震层位；存储模块，用于以地震数据体的形式存储所述层位信息的层位信息来组成地震地层体。

在一个实施例中，所述存储模块包括：序号确定单元，用于按照地震层位中每个共中心点处的层位值的大小，确定地震数据体中每个采样点的序号；存储单元，用于将地震数据体中各采样点的值存储为与采样点序号对应的地震层位中共中心点处的层位点的层位信息，该层位信息包括：地震层位中该层位点的层号和地震层位中该层位点的段号，地震层位中该层位点的层号是追踪到的地震层位的先后顺序，地震层位中该层位点的段号是该层位点所在段的序号。

在一个实施例中，所述地层倾角估算模块包括：估算方位确定单元，用于确定估算地层倾角的估算方位，其中，在二维地震工区中，所述估算方位包括：地震测线的走向，或者，在三维地震工区中，所述估算方位包括：地震主测线的走向和与地震主测线垂直的联络线的走向；地层倾角估算单元，用于沿着确定的估算方位来估算地震工区的多方位地层倾角。

在一个实施例中，所述第一层位追踪模块包括：平面坐标确定单元，用于以种子地震道上的每个种子点为基准点，根据该种子点的平面坐标，分别确定该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的平面坐标；第一时差确定单元，用于根据所述多方位地层倾角，分别确定该种子点与该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的第一时差；垂向坐标确定单元，用于根据所述第一时差分别，确定该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的垂向坐标，来获得所述地震工区的一组地震层位。

在一个实施例中，还包括：第二层位追踪模块，用于将一组基准层位与种子地震道的交叉点作为种子点，根据所述多方位地层倾角，以该种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组参考层位，其中，所述基准层位是用于对所述地震地层进行校正的层位，所述基准层位的每个层段内有至少一个有效的层位点；校正模块，用于根据每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，对所述地震层位进行校正。

在一个实施例中，所述校正模块，用于根据每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，将每个地震层位的每个共中心点处的层位点在竖直方向上向所述基准层位时移预设距离，其中，根据预设衰减因子，所述预设距离随着所述地震层位与所述基准层位的距离增大而减小。

在一个实施例中，所述第二层位追踪模块包括：空白点添补单元，用于在以该种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪之前，对基准层位的空白点进行添补。

在一个实施例中，所述空白点添补单元包括：层位追踪子单元，用于根据所述多方位地层倾角，在所述地震工区内采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪；空白点添补子单元，用于根据空间层位同时追踪的结果添补所述空白点。

在本发明实施例中，先从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角，并以地质构造的中心部位处的一个共中心点为基准点，设置一个种子地震道，根据上述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点，采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，以获得一组地震层位，实现了从地震数据中提取高精度的地质构造特征，有助于提高构造解释的精度；另外，以地震数据体的形式存储地震层位的层位信息来组成地震层位体，实现了将传统二维和准三维的构造解释模式转变为真三维的构造解释模式，既能够以所见所得的形式将地质构造形态直接显示出来，满足复杂构造特别是逆掩断裂带构造特征的存储要求，又可快速地从地震地层体中将特定层位抽取出来，从而有助于提高层位解释的效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种地震地层体分析方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种估算地层倾角的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种对地震层位进行校正的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种倾角传播技术的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种地震地层体分析装置的结构框图；

图6是本发明实施例提供的一种第一层位追踪模块的结构框图；

图7是本发明实施例提供的另一种地震地层体分析装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明实施例中，提供了一种地震地层体分析方法，如图1所示，该方法包括：

101：从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角；

102：以地震工区中地质构造的中心部位处的一个共中心点为基准点，设置一个种子地震道，其中，所述种子地震道由按一定间隔排列的种子点组成；

103：根据上述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点，采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组地震层位；

104：以地震数据体的形式存储上述地震层位的层位信息来组成地震层位体。

由图1所示的流程可知，在本发明实施例中，首先，从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角，并以地震工区中地质构造的中心部位处的一个共中心点为基准点，设置一个种子地震道，再根据上述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点，采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，以获得一组地震层位，最后，以地震数据体的形式存储上述地震层位的层位信息来组成地震层位体。

由此可知，在本发明实施例中，先从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角，并以地质构造的中心部位处的一个共中心点为基准点设置，一个种子地震道，通过根据多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点，采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，以获得一组地震层位，实现了从地震数据中提取高精度的地质构造特征，有助于提高构造解释的精度；另以地震数据体的形式存储地震层位的层位信息来组成地震层位体，实现了将传统二维和准三维的构造解释模式转变为真三维的构造解释模式，既实现了以所见所得的形式将地质构造形态直接显示出来，满足复杂构造特别是逆掩断裂带构造特征的存储要求，又可快速地从地震地层体中将特定层位抽取出来，从而有助于提高层位解释效率。

具体实施时，地层倾角是地层界面在特定方位上与水平面的夹角。根据参考点的不同，地层倾角有两种类型：绝对地层倾角和相对地层倾角。绝对地层倾角是相对于水平界面的地层夹角，相对地层倾角是相对于相邻地震道上某一点的地层倾角。一般地，由于地震数据一般是规则采样的，在地震资料分析中通常使用相对地层倾角。地层倾角的标准单位为“度”。但在地震资料分析中，由于地震数据一般是规则采样的，使用“度”作为倾角单位会导致额外的单位转换，因此，一般采用采样间隔作为倾角单位，并且将以采样间隔为单位的相对地层倾角称为“倾角时差”。

在具体实施时，可以通过以下方式估算地震工区的多方位地层倾角：先确定估算地层倾角的估算方位，其中，在二维地震工区中，所述估算方位包括：地震测线的走向，或者，在三维地震工区中，所述估算方位包括：地震主测线的走向和与地震主测线垂直的联络线的走向，再沿着确定的估算方位来估算地震工区的多方位地层倾角。地质构造主方位是指地质构造变化最剧烈的方位。由于地层倾角只有指明观测方位角才有意义，因此，一般选择地质构造的主方位作为倾角估算方位。对于二维地震工区，由于地震测线一般是沿地质构造主方位布设的，因此，在估算地层倾角时，一般将地震测线走向作为估算方位。对于三维地震工区，主测线走向一般与地质构造主方位重合，因此，主测线走向是一个主要的倾角估算方位。但与二维地震测线不同的是，为了利用四连通洪水填充算法实现层位自动追踪，需要将与主测线走向垂直的联络线走向作为倾角估算的第二个方位，以保证地层倾角在每一个共中心点（CommonMid-point，简称CMP）点处的唯一性。

如图2所示，估算地震工区的多方位地层倾角的具体实施方式可以是：以参考地震道A上的种子点1为中心，设置一个扫描窗口a，按一定步长对目标地震道B进行时移，计算目标地震道B之间的相关系数或方差（如图2中的V1～V11所示），将目标地震道B上种子点1与目标点2之间的最大相关系数或最小方差（如图2中V3所示）所对应的倾角时差作为地层倾角θ。

在本发明实施例中，对于估算地震工区的多方位地层倾角的方式不做限定，可以根据具体情况选择不同的方式来实现。

在具体实施时，地质构造的主部位是指地质构造的中心部位，一般表现为地层稳定且厚度大等特点。种子地震道是由按一定间隔排列的种子点组成的，种子地震道中的种子点在地震工区中的平面位置（坐标）是相同的，但时间值（垂向坐标）是不同的。

在具体实施时，可以通过以下方法实现以地震数据体的形式存储地震层位的层位信息，例如，按照地震层位中共中心点的层位值的大小，确定地震数据体中每个采样点的序号，即采样点的序号与地震层位中对应的共中心点处的层位值的大小顺序相对应；将地震数据体中各采样点的值存储为与采样点序号对应的地震层位中共中心点处的层位点的层位信息，该层位信息包括：地震层位中该层位点的层号和地震层位中该层位点的段号，地震层位中该层位点的层号是追踪到地震层位的先后顺序，地震层位中该层位点的段号是该层位点所在段的序号。即按照地震层位中共中心点的的层位值的大小顺序，将地震层位中该层位点的层号和段号有序地存储在地震数据体中的采样点中，以形成地震地层体，既满足了复杂构造特别是逆掩断裂带构造特征的存储要求，又可快速地从地震地层体中将特定层位抽取出来。

在具体实施过程中，还可以通过以下方式按照地震层位中共中心点的层位值的大小顺序，确定地震数据体中采样点的序号：首先创建一个地震数据体，并将该地震数据体中的每个采样点的振幅值标记为无效值。依次选择一个地震层位，根据该地震层位的层位点的平面坐标确定对应的共中心点号，再根据该地震层位中共中心点的层位值的大小顺序确定与其对应的采样点序号。

在具体实施过程中，地震层位的层号可以是根据追踪到地震层位的先后顺序赋予地震层位的唯一识别符，地震层位的段号是一段连续的地震层位的标号，一个地震层位包含一个或多个段，每个段由不同的段号区分。在按照地震层位中共中心点的层位值的大小，确定地震数据体中每个采样点的序号后，将地震层位中层位点的层号和段号存储到地震数据体中对应的采样点中，例如，如果采用32位浮点数存储地震层位的层号和段号，则前16位为段号，后16位为层号。即地震数据体中采样点的序号代表地震层位中共中心点的层位值的大小顺序，该采样点的值为与其序号对应的地震层位中共中心点处的层位点的层号和段号，即存储了地震层位中层位点的层号和段号的地震数据体可以称之为地震地层体，该地震地层体以所见所得的三维模式直接显示地质构造形态。

在具体实施时，可以采用倾角传播技术实现根据所述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组地震层位。倾角传播技术是一种层位自动追踪技术，该技术首先将图像处理中的“洪水填充算法”技术引入层位追踪，并针对层位追踪的特点对其进行改进，构建“逆向洪水填充”算法，采用反向种子点搜索、设置地层阻尼系数和断层阻挡等技术实现层位的自动追踪。

在具体实施时，根据多方位地层倾角，对种子点进行扩散传播。层位同时追踪是一种改进的倾角传播法层位追踪技术，可同时对某个范围中的一组层位进行追踪，其目的是为了减少计算机内存消耗，提高层位追踪效率。基于种子地震道的同时层位追踪可一次性获得一个地震工区的一组地震层位，具体实施时可以这样实现，如图3所示，以种子地震道上的每个种子点（如图3中有阴影的圆）为基准点，根据该种子点的平面坐标，分别确定该种子点的竖直上方位置（如图3中的圆1）、水平右方位置（如图3中的圆2）、竖直下方位置（如图3中的圆3）、水平左方位置（如图3中的圆4）上的种子点的平面坐标；根据所述多方位地层倾角，分别确定该种子点与该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的第一时差；根据所述第一时差分别确定该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的垂向坐标，来获得所述地震工区的一组地震层位。倾角传播法层位自动追踪可增强地震层位追踪的连续性，提高断层附近层位追踪的准确性，适应高精度层位自动追踪和地震资料高效构造解释的要求，既能适应二维工区的层位追踪，又能适应三维工区的层位追踪。

地震层位是一种根据地震资料所获得的地层特征信息，一般对应于一个地层界面。根据地震数据域类型的不同，地震层位包含时间域和深度域两种类型。地震层位通常由一个二维数组表示，该二维数组中的每个元素对应于地震工区中的一个共中心点，每个点的数值表示从基准面（一般为位于地面附近的一个参考平面）到某一地层界面的距离。对于时间域地震层位，层位值表示地震波从基准面传播到地层界面并反射回来所花费的时间，其单位通常为毫秒（ms），对于深度域地震层位，层位值表示从基准面到地层界面的距离，其单位通常为米（m）。

在根据所述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组地震层位之后，为了提高构造解释的精确度，可以对地震层位校正后再存储，具体实施时，可以通过以下步骤来对地震层位校正：先以一组（包括一个或多个基准层位）基准层位与种子地震道的交叉点作为种子点获得一组参考层位，再获取每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第一时差，最后，根据第一时差对地震层位进行校正。

在具体实施过程中，以一组基准层位与种子地震道的交叉点作为种子点获得一组参考层位可以这样实现：先选定一组层位作为基准层位，这些层位是一组用来对地震地层体进行校正的层位，一般是经过精心解释，层位点密度较大，以保证每个断块内有至少一个有效的层位点；然后，对基准层位进行空白点检测，如果某个或某些基准层位中存在空白点，则根据上述多方位地层倾角，在上述地震工区内采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，即采用与获得地震层位一样的空间层位追踪方法和追踪参数对空白点进行空间层位追踪，并根据空间层位追踪的结果添补空白点，以保证基准层位没有空白点；最后，将添补过空白点的基准层位与种子地震道的交叉点作为种子点，根据多方位地层倾角，以该种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，即采用与获得地震层位一样的空间层位追踪方法和追踪参数进行空间层位追踪，获得一组参考层位，参考层位是一组与基准层位一一对应的层位，但与基准层位不同的是，一个参考层位是根据唯一的一个种子点追踪得到的，该种子点即该参考层位所对应的基准层位与种子地震道的交叉点。

在具体实施时，根据第二时差对地震层位进行校正的过程包括：利用每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，将每个地震层位的每个共中心点处的层位点在竖直方向上向基准层时移预设距离，如图4所示，对种子点（如图4中的空心点所示）进行空间层位追踪后，先根据获得的顶部追踪层位和顶部追踪层位之间的第二时差，根据该第二时差换算出对应的预设距离（如图4中M所示的距离），再将地震层位上的每一个共中心点处的层位点向顶部基准层位竖直（如图4中单向箭头所示的方向）时移预设距离；同时，获得底部参考层位和底部基准层位之间的第二时差，根据该第二时差换算出对应的预设距离，将地震层位上的每一个共中心点处的层位点向底部基准层位竖直时移预设距离。通过对地震层位进行校正，可以显著减少地层断裂、冲压等复杂构造现象所引起的构造解释风险，赋予地震地层体更多的地质含义。为了控制基准层位偏差的影响范围，设置一个预设衰减因子，根据该预设衰减因子，使时移量（预设距离）随着地震层位偏离基准层位的距离增大而逐渐减小。当地震层位离基准层位超过一定距离后，则不再对该地震层位进行时移。

以下结合具体实施例来详细描述上述地震层位分析方法，该方法包括：

（1）沿地质构造主方位估算地层倾角，获得多方位地层倾角数据体。

（2）在地震工区中地质构造的主部位（中心部位）处选择一个CMP点作为基准点，并在该基准点处设置一个种子地震道，种子地震道是由按一定间隔排列的种子点组成的，这些种子点在地震工区中的平面位置是相同的，但时间值不同。

（3）利用倾角传播技术对种子地震道进行空间层位同时追踪，即根据所述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，以获得一组地震层位。

（4）对基准层位进行空白点检测。如果某个或某些基准层位中存在空白点，则采用与获得地震层位一样的空间层位追踪方法和追踪参数对空白点进行追踪，以添补空白点。

（5）将所有基准层位与种子地震道的交叉点作为种子点，为了保证地震层位校正的准确性，采用与获得地震层位一样的空间层位追踪方法和追踪参数对种子点进行空间层位自动追踪，获得一组参考层位。

（6）根据参考层位与基准层位的第二时差对地震层位进行校正。即，首先求取每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，然后利用该第二时差对地震层位的每个共中心点处的层位点在竖直方向上向基准层位时移预设距离。为了控制基准层位偏差的影响范围，设置一个预设衰减因子，其使时移量（预设距离）随着追踪层位偏离基准层位的距离增大而逐渐减小。当层位离基准层位超过一定距离后，则不再对该层位进行时移。

（7）根据地震层位中每个共中心点的空间位置，有序地将地震层位中层位点的层号和段号存储到地震数据体中对应的采样点中，以形成地震地层体。该地震数据体中的每个采样点由对应层位中层位点的层号与段号组合而成。先按照地震层位中每个共中心点处的层位值的大小，确定地震数据体中每个采样点的序号，再将地震层位中共中心点处的层位点的层号和段号存储到地震数据体中对应的采样点中，实现了地震地层体中采样点的序号代表地震层位中共中心点的层位值的大小顺序，该采样点的值为与其序号对应的地震层位中共中心点处的层位点的层号和段号。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种地震地层体分析装置，如下面的实施例所述。由于地震地层体分析装置解决问题的原理与地震地层体分析方法相似，因此地震地层体分析装置的实施可以参见地震地层体分析方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置可以较好地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图5是本发明实施例的地震地层体分析装置的一种结构框图，如图5所示，包括：地层倾角估算模块501、设置模块502、第一层位追踪模块503和存储模块504，下面对该结构进行说明。

地层倾角估算模块501，用于从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角；设置模块502，与上述地层倾角估算模块501连接，用于以地震工区中地质构造的中心部位处的一个共中心点为基准点，设置一个种子地震道，其中，所述种子地震道由按一定间隔排列的种子点组成，在所述地震工区中，所述种子地震道中的种子点的平面坐标相同，垂向坐标不相同；第一层位追踪模块503，与上述设置模块502连接，用于根据所述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点，采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组地震层位；存储模块504，与上述第一层位追踪模块503连接，用于以地震数据体的形式存储上述地震层位的层位信息来组成地震地层体。

在一个实施例中，存储模块504包括：序号确定单元，用于按照地震层位中每个共中心点处的层位值的大小，确定地震数据体中每个采样点的序号；存储单元，与上述序号确定单元连接，用于将地震数据体中各采样点的值存储为与采样点序号对应的地震层位中共中心点处的层位点的层位信息，该层位信息包括：地震层位中该层位点的层号和地震层位中该层位点的段号，地震层位中该层位点的层号是追踪到地震层位的先后顺序，地震层位中该层位点的段号是该层位点所在段的序号。

在一个实施例中，上述地层倾角估算模块501包括：估算方位确定单元，用于确定估算地层倾角的估算方位，其中，在二维地震工区中，所述估算方位包括：地震测线的走向，或者，在三维地震工区中，所述估算方位包括：地震主测线的走向和与地震主测线垂直的联络线的走向；地层倾角估算单元，与上述估算方位确定单元连接，用于沿着确定的估算方位来估算地震工区的多方位地层倾角。

如图6所示，上述第一层位追踪模块503包括：平面坐标确定单元5031，用于以种子地震道上的每个种子点为基准点，根据该种子点的平面坐标，分别确定该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的平面坐标；第一时差确定单元5032，与上述平面坐标确定单元5031连接，用于根据所述多方位地层倾角，分别确定该种子点与该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的第一时差；垂向坐标确定单元5033，与上述第一时差确定单元5032连接，用于根据所述第一时差分别，确定该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的垂向坐标，来获得所述地震工区的一组地震层位。

为了提高构造解释的精确度，如图7所示，地震地层体分析装置还包括：第二层位追踪模块505，用于将一组基准层位与各种子地震道的交叉点作为种子点，根据所述多方位地层倾角，以该种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组参考层位，其中，所述基准层位是用于对所述地震地层进行校正的层位，所述基准层位的每个层段内有至少一个有效的层位点；校正模块506，与上述第二层位追踪模块505连接，用于根据每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，对上述地震层位进行校正。

在一个实施例中，上述校正模块506，用于根据每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，将每个地震层位的每个共中心点处的层位点在竖直方向上向上述基准层位时移预设距离，其中，根据预设衰减因子，所述预设距离随着所述地震层位与所述基准层位的距离增大而减小。

在一个实施例中，上述第二层位追踪模块505包括：空白点添补单元，用于在以该种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪之前，对基准层位的空白点进行添补。

在一个实施例中，上述空白点添补单元包括：层位追踪子单元，用于根据所述多方位地层倾角，在所述地震工区内采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪；空白点添补子单元，用于根据空间层位同时追踪的结果添补空白点。

在本发明实施例中，从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角，并以地质构造的中心部位处的一个共中心点为基准点，设置一个种子地震道，根据上述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点，采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，以获得一组地震层位，实现了从地震数据中提取高精度的地质构造特征，有助于提高构造解释的精度；另以地震数据体的形式存储地震层位的层位信息来组成地震层位体，实现了将传统二维和准三维的构造解释模式转变为真三维的构造解释模式，既实现了以所见所得的形式将地质构造形态直接显示出来，满足复杂构造特别是逆掩断裂带构造特征的存储要求，又可快速地从地震地层体中将特定层位抽取出来，从而有助于提高层位解释的效率。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种地震地层体分析方法，其特征在于，包括：

从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角；

以地震工区中地质构造的中心部位处的一个共中心点为基准点，设置一个种子地震道，其中，所述种子地震道由按一定间隔排列的种子点组成；

根据所述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点，采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组地震层位；

以地震数据体的形式存储所述地震层位的层位信息来组成地震层位体。

2.如权利要求1所述地震地层体分析方法，其特征在于，以地震数据体的形式存储所述地震层位的层位信息，包括：

按照地震层位中每个共中心点处的层位值的大小，确定地震数据体中每个采样点的序号；

将地震数据体中各采样点的值存储为与采样点序号对应的地震层位中共中心点处的层位点的层位信息，该层位信息包括：地震层位中该层位点的层号和地震层位中该层位点的段号，地震层位中该层位点的层号是追踪到的地震层位的先后顺序，地震层位中该层位点的段号是该层位点所在段的序号。

3.如权利要求1所述地震地层体分析方法，其特征在于，从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角，包括：

确定估算地层倾角的估算方位，其中，在二维地震工区中，所述估算方位包括：地震测线的走向，或者，在三维地震工区中，所述估算方位包括：地震主测线的走向和与地震主测线垂直的联络线的走向；

沿着确定的估算方位来估算地震工区的多方位地层倾角。

4.如权利要求1所述地震地层体分析方法，其特征在于，根据所述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组地震层位，包括：

以种子地震道上的每个种子点为基准点，根据该种子点的平面坐标，分别确定该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的平面坐标；

根据所述多方位地层倾角，分别确定该种子点与该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的第一时差；

根据所述第一时差分别确定该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的垂向坐标，来获得所述地震工区的一组地震层位。

5.如权利要求1所述地震地层体分析方法，其特征在于，在所述地震工区中，所述种子地震道中的种子点的平面坐标是相同的，垂向坐标是不相同的。

6.如权利要求1至5中任一项所述地震地层体分析方法，其特征在于，在以地震数据体的形式存储所述地震层位的层位信息来组成地震层位体之前，还包括：

将一组基准层位与种子地震道的交叉点作为种子点，根据所述多方位地层倾角，以该种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组参考层位，其中，所述基准层位是用于对所述地震地层进行校正的层位；

根据每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，对所述地震层位进行校正。

7.如权利要求6所述地震地层体分析方法，其特征在于，根据每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，对地震层位进行校正，包括：

根据每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，将每个地震层位的每个共中心点处的层位点在竖直方向上向所述基准层位时移预设距离。

8.如权利要求7所述地震地层体分析方法，其特征在于，根据预设衰减因子，所述预设距离随着所述地震层位与所述基准层位的距离增大而减小。

9.如权利要求6所述地震地层体分析方法，其特征在于，所述基准层位的每个层段内至少有一个有效的层位点。

10.如权利要求6所述地震地层体分析方法，其特征在于，在以该种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪之前，还包括：

对基准层位的空白点进行添补。

11.如权利要求10所述地震地层体分析方法，其特征在于，对所述基准层位的空白点进行添补包括：

根据所述多方位地层倾角，在所述地震工区内采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪；

根据空间层位同时追踪的结果添补所述空白点。

12.一种地震地层体分析装置，包括：

地层倾角估算模块，用于从地震数据中估算地震工区的多方位地层倾角；

设置模块，用于以地震工区中地质构造的中心部位处的一个共中心点为基准点，设置一个种子地震道，其中，所述种子地震道由按一定间隔排列的种子点组成，在所述地震工区中，所述种子地震道中的种子点的平面坐标相同，垂向坐标不相同；

第一层位追踪模块，用于根据所述多方位地层倾角，以种子地震道上的每个种子点为基准点，采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组地震层位；

存储模块，用于以地震数据体的形式存储所述地震层位的层位信息来组成地震地层体。

13.如权利要求12所述地震地层体分析装置，其特征在于，所述存储模块包括：

序号确定单元，用于按照地震层位中每个共中心点处的层位值的大小，确定地震数据体中每个采样点的序号；

存储单元，用于将地震数据体中各采样点的值设置为与采样点序号对应的地震层位中共中心点处的层位点的层位信息，该层位信息包括：地震层位中该层位点的层号和地震层位中该层位点的段号，地震层位中该层位点的层号是追踪到的地震层位的先后顺序，地震层位中该层位点的段号是该层位点所在段的序号。

14.如权利要求12所述地震地层体分析装置，其特征在于，所述地层倾角估算模块包括：

估算方位确定单元，用于确定地层倾角的估算方位，其中，在二维地震工区中，所述估算方位包括：地震测线的走向，或者，在三维地震工区中，所述估算方位包括：地震主测线的走向和与地震主测线垂直的联络线的走向；

地层倾角估算单元，用于沿着确定的估算方位来估算地震工区的多方位地层倾角。

15.如权利要求12所述地震地层体分析装置，其特征在于，所述第一层位追踪模块包括：

平面坐标确定单元，用于以种子地震道上的每个种子点为基准点，根据该种子点的平面坐标，分别确定该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的平面坐标；

第一时差确定单元，用于根据所述多方位地层倾角，分别确定该种子点与该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的第一时差；

垂向坐标确定单元，用于根据所述第一时差分别，确定该种子点的竖直上方位置、水平右方位置、竖直下方位置、水平左方位置上的种子点的垂向坐标，来获得所述地震工区的一组地震层位。

16.如权利要求12至15中任一项所述地震地层体分析装置，其特征在于，还包括：

第二层位追踪模块，用于将一组基准层位与种子地震道的交叉点作为种子点，根据所述多方位地层倾角，以该种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪，获得一组参考层位，其中，所述基准层位是用于对所述地震地层进行校正的层位，所述基准层位的每个层段内有至少一个有效的层位点；

校正模块，用于根据每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，对所述地震层位进行校正。

17.如权利要求16所述地震地层体分析装置，其特征在于，所述校正模块，用于根据每一个参考层位与该参考层位对应的基准层位的第二时差，将每个地震层位的每个共中心点处的层位点在竖直方向上向所述基准层位时移预设距离，其中，根据预设衰减因子，所述预设距离随着所述地震层位与所述基准层位的距离增大而减小。

18.如权利要求16所述地震地层体分析装置，其特征在于，所述第二层位追踪模块包括：

空白点添补单元，用于在以该种子点为基准点采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪之前，对基准层位的空白点进行添补。

19.如权利要求18所述地震地层体分析装置，其特征在于，所述空白点添补单元包括：

层位追踪子单元，用于根据所述多方位地层倾角，在所述地震工区内采用倾角传播技术进行空间层位同时追踪；

空白点添补子单元，用于根据空间层位同时追踪的结果添补所述空白点。