CN105259571A - 一种地层倾角检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地层倾角检测方法，该方法包括：地震波形数据获取步骤，根据当前道分析点和各个预设扫描倾角，确定对应于各个预设扫描倾角的临近道分析点，根据当前道分析点和临近道分析点，分别获取当前道的地震波形数据和对应于各个预设扫描倾角的临近道的地震波形数据；相似能量谱计算步骤，根据当前道的地震波形数据和对应于各个预设扫描倾角的临近道的地震波形数据，确定各个预设扫描倾角的相似能量谱；地层倾角确定步骤，从各个相似能量谱中提取最大相似能量谱，并将最大相似能量谱所对应的预设扫描倾角作为地层倾角。本方法对数据信噪比的依赖性更低，并具有更好的通用性，计算密度更高、并行性更好，适合大规模并行计算。

Description

一种地层倾角检测方法

技术领域

本发明涉及油气勘探技术领域，具体地说，涉及一种地层倾角检测方法。

背景技术

地震数据处理中深度域偏移剖面的倾角、方位角是三维地下地质体的重要属性。作为中间结果，它可以用来进行深度域网格层析反演，提高深度域速度模型精度。

现有的地层倾角检测方法包括倾斜叠加法、平面波分解法、复地震道分析法、地震波相干法、梯度结构张量法和给予加权结构张量法等方法。其中，利用倾斜叠加法能够计算二维地震剖面同相轴的倾角；利用平面波分解法、复地震道分析法和地震波相干法能够获取得到局部地层倾角；利用梯度结构张量法能够对三维地震数据的梯度向量进行分析，从而得到局部地层倾角和方位角；利用给予加权结构张量法能够提高倾角估计的一致性。

但是，现有的地层倾角检测方法在对低信噪比数据时的地层倾角进行检测时，会出现检测结果不准确的问题。同时，当地层比较稀疏时，现有的地层倾角检测方法无法检测缺乏反射波同相轴的地层的地层倾角。

基于上述情况，亟需一种准确、可靠地进行地层倾角检测的方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种地层倾角检测方法，所述方法包括：

地震波形数据获取步骤，根据当前道分析点和各个预设扫描倾角，确定对应于所述各个预设扫描倾角的临近道分析点，根据所述当前道分析点和临近道分析点，分别获取当前道的地震波形数据和对应于所述各个预设扫描倾角的临近道的地震波形数据；

相似能量谱计算步骤，根据所述当前道的地震波形数据和对应于所述各个预设扫描倾角的临近道的地震波形数据，确定所述各个预设扫描倾角的相似能量谱；

地层倾角确定步骤，从各个相似能量谱中提取最大相似能量谱，并将所述最大相似能量谱所对应的预设扫描倾角作为地层倾角。

根据本发明的一个实施例，在所述地震波形数据获取步骤中，

在当前道中，获取以所述当前道分析点为中心的预设深度窗口的地震波形数据，作为所述当前道的地震波形数据；

在各个临近道中，获取以相应临近道分析点为中心的预设深度窗口的地震波形数据，作为所述临近道的地震波形数据。

根据本发明的一个实施例，所述当前道两侧的临近道的数量相等。

根据本发明的一个实施例，所述相似能量谱计算步骤包括：

根据所述当前道的地震波形数据和对应于所述各个预设扫描倾角的临近道的地震波形数据，计算对应于所述各个预设扫描倾角的各个临近道的地震波形数据的相关值；

根据所述各个临近道的地震波形数据的相关值，计算所述各个预设扫描倾角的相似能量谱。

根据本发明的一个实施例，根据如下公式计算所述各个临近道的地震波形数据的相关值：

$C_{\mathrm{im}}=\frac{\underset{k=1}{\overset{\mathrm{Wd}}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Da}}_k*{\mathrm{Db}}_{\mathrm{imk}})}{\sqrt{\underset{k=1}{\overset{\mathrm{Wd}}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Da}}_k*{\mathrm{Da}}_k)*\underset{k=1}{\overset{\mathrm{Wd}}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Db}}_{\mathrm{imk}}*{\mathrm{Db}}_{\mathrm{imk}})}}$

其中，C_im表示对应于扫描倾角m的第i个临近道的地震波形数据的相关值，Wd表示预设深度窗口所包含的分析点的总数，a_k表示所述当前道的预设深度窗口中第k个分析点，b_imk表示第i个临近道中对应于倾角m的预设深度窗口中的第k个分析点，Da_k和Db_imk分别表示分析点a_k和b_imk的地震波形数据。

根据本发明的一个实施例，根据如下公式计算所述各个预设扫描倾角的相似能量谱：

$S_m=\frac{{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{C}_{\mathrm{im}}\right)}^2}{n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{C}_m^2}$

其中，S_m表示扫描倾角m的相似能量谱，n表示临近道的总数。

根据本发明的一个实施例，在所述地层倾角确定步骤中，还从各个相似能量谱中提取与所述最大相似能量谱临近的若干相似能量谱，

其中，根据所述最大相似能量谱和所述若干临近的能量谱确定地层倾角插值曲线，并根据所述地层倾角插值曲线确定地层倾角。

根据本发明的一个实施例，从各个相似能量谱中提取与所述最大相似能量谱相邻的两个相似能量谱。

根据本发明的一个实施例，在所述地层倾角确定步骤中，

计算所述地层倾角插值曲线的一阶导数；

将所述一阶导数等于零时所对应的倾角作为地层倾角。

根据本发明的一个实施例，根据如下公式计算所述地层倾角：

$x=x_1-\frac{y_2-y_0}{2y_2+2y_0-4y_1}$

其中，x表示地层倾角，y₁表示最大相似能量谱，x₁表示最大相似能量谱对应的预设扫描倾角，y₀和y₂表示与所述最大相似能量谱相邻的两个相似能量谱。

本发明所提供的地层倾角检测方法通过利用预设窗口长度的深度窗口来其他区相应的地震波形数据，这样相较于现有的地层倾角检测方法，能够明显减少同相轴稀疏性的影响，能够得到更为稳定、精度更高的倾角剖面。

同时，通过相关属性的同相叠加，使得相较于现有的地层倾角检测方法，本方法对数据信噪比的依赖性更低，并具有更好的通用性。本方法流程简单、易于实现。同时由于在进行地层倾角检测时，是针对地震剖面上行的一个具体的点来计算的，与其他点之间没有联系，因此本方法的计算密度高、并行性好，适合大规模并行计算。

此外，本方法还可以根据最大相似能量谱及其取值邻近的相似能量谱来确定地层倾角插值曲线，并根据该插值曲线来确定地层倾角。这样所得到的检测结果能够更加接近真实值。而通过地层倾角插值曲线能够得到连续的地层倾角信息，还可以作为输入信息进行深度域层析速度反演，具有更加广泛的应用价值。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的地层倾角检测方法的流程图；

图2是根据本发明另一个实施例的地层倾角检测方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的输入的地震剖面图；

图4是利用倾斜叠加法检测得到的图3的地层倾角剖面图；

图5是根据本发明一个实施例的地层倾角检测方法得到的图3的地层倾角剖面图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一：

针对现有的地层倾角检测方法所存在的缺陷，本实施例基于窗口内地震波形的相关值进行倾斜叠加分析，并根据叠加得到的能量最大值来确定最佳的地层倾角。

图1示出了本实施例所提供的地层倾角检测方法的流程图。

本实施例首先在地震波形数据获取步骤中获取当前道和对应于各个预设扫描倾角的临近道的地震波形数据。具体地，如图1所示，首先在步骤S101中根据当前道分析点和各个预设扫描倾角，确定对应于各个预设扫描倾角的临近道分析点。临近道分布在当前道的两侧且靠近当前道，也可以说是以当前道为中心向两侧延伸预设道数的地震道，优选地分布在当前道两侧的临近道的数量相等。当然，在本发明的其他实施例中，分布在当前到两侧的临近道的数量也可以不等，本发明不限于此。

当前道分析点是已知的，那么过当前道分析点以预设扫描倾角构建一条直线，而这条直线与各个临近道的交点便是各个临近道的临近道分析点。对于不同的预设扫描倾角，各个临近道的临近道分析点是不同的。所以在步骤S102中，根据当前道分析点和各个临近道分析点，便可以分别获取当前道的地震波形数据和对应于各个预设扫描倾角的临近道的地震波形数据。

本实施例中，对于当前道，获取以当前道分析点为中心的预设深度窗口的地震波形数据，并将获取的地震波形数据作为当前道的地震波形数据。同样，对于各个临近道，获取以相应临近道分析点为中心的预设深度窗口的地震波形数据，并将获取的地震波形数据作为相应临近道的地震波形数据。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，当前道和各个临近道的地震波形数据还可以通过其他合理方式获得，例如对于当前道，将以当前道分析点为起点的预设深度窗口的地震波形数据作为当前道的地震波形数据，而各个临近道的地震波形数据也可以通过同样方式获得，但本发明不限于此。

本实施例所提供的地层检测方法通过利用预设窗口长度的深度窗口来其他区相应的地震波形数据，这样相较于现有的地层倾角检测方法，能够明显减少同相轴稀疏性的影响，从而得到更为稳定、精度更高的倾角剖面。

获得当前道和各个临近道的地震波形数据后，本实施例在相似能量谱计算步骤中，根据当前道的地震波形数据和对应于各个预设扫描倾角的临近道的地震波形数据，来确定各个预设扫描倾角的相似能量谱。

如图1所示，具体地，本实施例在步骤S103中，根据当前道的地震波形数据和对应于各个预设扫描倾角的临近道的地震波形数据，计算对应于各个预设扫描倾角的各个临近道的地震波形数据的相关值。本实施例中，根据如下公式计算各个临近道的地震波形数据的相关值：

$C_{\mathrm{im}}=\frac{\underset{k=1}{\overset{\mathrm{Wd}}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Da}}_k*{\mathrm{Db}}_{\mathrm{imk}})}{\sqrt{\underset{k=1}{\overset{\mathrm{Wd}}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Da}}_k*{\mathrm{Da}}_k)*\underset{k=1}{\overset{\mathrm{Wd}}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Db}}_{\mathrm{imk}}*{\mathrm{Db}}_{\mathrm{imk}})}}---\left(1\right)$

其中，C_im表示对应于倾角m的第i个临近道的地震波形数据的相关值，Wd表示预设深度窗口所包含的分析点的总数，a_k表示所述当前道的预设深度窗口中第k个分析点，b_imk表示第i个临近道中对应于倾角m的预设深度窗口中的第k个分析点，Da_k和Db_imk分别表示分析点a_k和b_imk的地震波形数据。

在步骤S104中，根据步骤S103得到的对应于预设扫描倾角的各个临近道的地震波形数据的相关值，计算预设扫描倾角的相似能量谱。本实施例中，根据如下公式预设扫描倾角的相似能量谱：

$S_m=\frac{{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{C}_{\mathrm{im}}\right)}^2}{n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{C}_m^2}---\left(2\right)$

其中，S_m表示扫描倾角m的相似能量谱，n表示临近道的总数。

本实施例所提供的地层倾角检测方法在相似能量谱计算步骤中，通过相关属性的同相叠加，使得相较于现有的地层倾角检测方法，本方法对数据信噪比的依赖性更低，并具有更好的通用性。

本实施例中，根据地层的倾角范围，将地层的倾角分为M个扫描倾角。所以根据公式(2)，可以分别计算得到M个预设扫描倾角的相似能量谱，即S₁、S₂…S_M。而在步骤S105中，则从步骤S104所得到的M个扫描倾角的相似能量谱中提取取值最大的相似能量谱。最后在步骤S106中，将该取值最大的相似能量谱所对应的扫描倾角作为检测得到的地层倾角。

例如，当在M个相似能量谱中，S_m的取值最大，那么S_m所对应的扫描倾角m即为检测得到的地层倾角。

从上述描述中可以看出，本实施例所提供的地层倾角检测方法通过利用预设窗口长度的深度窗口来其他区相应的地震波形数据，这样相较于现有的地层倾角检测方法，能够明显减少同相轴稀疏性的影响，能够得到更为稳定、精度更高的倾角剖面。

同时，通过相关属性的同相叠加，使得相较于现有的地层倾角检测方法，本方法对数据信噪比的依赖性更低，并具有更好的通用性。本方法流程简单、易于实现。同时由于在进行地层倾角检测时，是针对地震剖面上行的一个具体的点来计算的，与其他点之间没有联系，因此本方法的计算密度高、并行性好，适合大规模并行计算。

实施例二：

为了进一步提高地层倾角检测结果的准确性，本实施例所提供的地层倾角检测方法在实施例一所提供的方法的基础上，通过各个相似能量谱中的最大值以及与该最大相似能量谱的若干相似能量谱拟合得到的曲线来得到更为准确的地层倾角。

图2示出了本实施例所提供的地层倾角检测方法的流程图。

如图2所示，本实施例通过步骤S201～S204来确定各个预设扫描倾角的相似能量谱，其原理以及过程与实施例一中步骤S101～S104所阐述的相同，在此不再赘述。

在步骤S205中，从各个相似能量谱中提取最大相似能量谱和与最大相似能量谱相邻的两个相似能量谱。其中，与最大相似能量谱相邻的两个相似能量谱即为在取值上最为靠近最大相似能量谱的相似能量谱。

因为各个相似能量谱对应于不同的预设扫描倾角，这样，由提取到的相似能量谱和对应的扫描倾角便可以在二维直角坐标系中确定相应的点，其中，点(x₁,y₁)表示由最大相似能量谱y₁和其对应的扫描倾角x₁构成点，点(x₀,y₀)和(x₂,y₂)表示由于最大相似能量谱相邻的相似能量谱y₀和y₂及各自所对应的扫描倾角x₀和x₂所构成的点。例如，如果S_m为最大相似能量谱，那么y₁则等于S_m，x₁则等于m。

得到三个点后，即可以根据这三个点来确定地层倾角插值曲线，并根据该插值曲线确定地层倾角。具体地，首先在步骤S206中根据步骤S205所得到的三个点，即点(x₀,y₀)、点(x₁,y₁)和点(x₂,y₂)，来确定地层倾角插值曲线。本实施例中，地层倾角插值曲线通过对上述三个点进行抛物插值确定得到。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，地层倾角插值曲线还可以根据上述三个点以其他合理方式确定。当然，在本发明的其他实施例中，步骤S205中所得到的点的数目还可以为其他合理值，例如5个、7个等，本发明不限于此。

得到地层倾角插值曲线后，本实施例在步骤S207中计算该插值曲线的一阶导数，并在步骤S208中计算使得该一阶导数等于零的倾角，并将该倾角作为检测得到的地层倾角。

具体地，本实施例中，地层倾角x可以根据如下公式计算得到：

$x=x_1-\frac{y_2-y_0}{2y_2+2y_0-4y_1}---\left(3\right)$

从上述描述中可以看出，本实施例所提供的地层倾角检测方法在实施例一所提供的方法的基础上，根据最大相似能量谱及其取值邻近的相似能量谱来确定地层倾角插值曲线，并根据该插值曲线来确定地层倾角。这样相对于实施例一所提供的方法，本方法所得到的检测结果能够更加接近真实值。而通过地层倾角插值曲线能够得到连续的地层倾角信息，还可以作为输入信息进行深度域层析速度反演，具有更加广泛的应用价值。

图3示出了本实施例所输入的地震剖面图，本方法的目的就是从该剖面图上提取每个点处的地层倾角信息，可以看出该剖面图中上部地层倾角比较平缓，下部地层倾角变化剧烈。图4示出了利用常规的倾斜叠加方法检测得到的地层倾角剖面，可以看出计算得到的地层倾角变化剧烈，这与图3所示的地层不匹配。而图5则示出了利用本实施例所提供的方法检测得到的地层倾角剖面，对比图4可以看出，本方法得到的倾角剖面空间连续性大大增强，地层倾角连续变化，与图3所示的地层匹配更好。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种地层倾角检测方法，其特征在于，所述方法包括：

地震波形数据获取步骤，根据当前道分析点和各个预设扫描倾角，确定对应于所述各个预设扫描倾角的临近道分析点，根据所述当前道分析点和临近道分析点，分别获取当前道的地震波形数据和对应于所述各个预设扫描倾角的临近道的地震波形数据；

相似能量谱计算步骤，根据所述当前道的地震波形数据和对应于所述各个预设扫描倾角的临近道的地震波形数据，确定所述各个预设扫描倾角的相似能量谱；

地层倾角确定步骤，从各个相似能量谱中提取最大相似能量谱，并将所述最大相似能量谱所对应的预设扫描倾角作为地层倾角。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述地震波形数据获取步骤中，

在当前道中，获取以所述当前道分析点为中心的预设深度窗口的地震波形数据，作为所述当前道的地震波形数据；

在各个临近道中，获取以相应临近道分析点为中心的预设深度窗口的地震波形数据，作为所述临近道的地震波形数据。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述当前道两侧的临近道的数量相等。

4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述相似能量谱计算步骤包括：

根据所述当前道的地震波形数据和对应于所述各个预设扫描倾角的临近道的地震波形数据，计算对应于所述各个预设扫描倾角的各个临近道的地震波形数据的相关值；

根据所述各个临近道的地震波形数据的相关值，计算所述各个预设扫描倾角的相似能量谱。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据如下公式计算所述各个临近道的地震波形数据的相关值：

$C_{\mathrm{im}}=\frac{\underset{k=1}{\overset{\mathrm{Wd}}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Da}}_k*{\mathrm{Db}}_{\mathrm{imk}})}{\sqrt{\underset{k=1}{\overset{\mathrm{Wd}}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Da}}_k*{\mathrm{Da}}_k)*\underset{k=1}{\overset{\mathrm{Wd}}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Db}}_{\mathrm{imk}}*{\mathrm{Db}}_{\mathrm{imk}})}}$

其中，C_im表示对应于扫描倾角m的第i个临近道的地震波形数据的相关值，Wd表示预设深度窗口所包含的分析点的总数，a_k表示所述当前道的预设深度窗口中第k个分析点，b_imk表示第i个临近道中对应于倾角m的预设深度窗口中的第k个分析点，Da_k和Db_imk分别表示分析点a_k和b_imk的地震波形数据。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据如下公式计算所述各个预设扫描倾角的相似能量谱：

$S_m=\frac{{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{C}_{\mathrm{im}}\right)}^2}{n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{C}_m^2}$

其中，S_m表示扫描倾角m的相似能量谱，n表示临近道的总数。

7.如权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述地层倾角确定步骤中，还从各个相似能量谱中提取与所述最大相似能量谱临近的若干相似能量谱，

其中，根据所述最大相似能量谱和所述若干临近的能量谱确定地层倾角插值曲线，并根据所述地层倾角插值曲线确定地层倾角。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，从各个相似能量谱中提取与所述最大相似能量谱相邻的两个相似能量谱。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述地层倾角确定步骤中，

计算所述地层倾角插值曲线的一阶导数；

将所述一阶导数等于零时所对应的倾角作为地层倾角。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据如下公式计算所述地层倾角：

$x=x_1-\frac{y_2-y_0}{2y_2+2y_0-4y_1}$

其中，x表示地层倾角，y₁表示最大相似能量谱，x₁表示最大相似能量谱对应的预设扫描倾角，y₀和y₂表示与所述最大相似能量谱相邻的两个相似能量谱。