CN112505758B - 一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，在传统构造解释中引入的层位与断层两个结构的基础上引入断层分叉这个新的结构，能够很好地完成含有逆断层甚至是多重逆掩断层的复杂地质构造解释，同时提高解释含有逆断层的地震构造中对断层图像处理准确性。旨在解决现有技术中存在的含有逆断层的地质构造的层位解释方法中断层图像处理工作量大，准确性低的技术问题。

Description

一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处 理方法

技术领域

本发明涉及地震构造解释技术领域，尤其涉及一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法。

背景技术

断层对于油气的运移和聚集起重要的控制作用，因此，对断层的解释是地震解释的重要内容，断层把地层断裂为上下两盘，逆断层是断层的一种，为上盘上升，下盘相对下降的断层，主要由水平挤压而形成。在断层附近地震反射波错断特征十分复杂，因而，做好断层解释是构造解释的关键。

目前，大多数基于地震的构造解释软件很好地解决了含有非逆断层的地质构造的断层图像处理及解释工作，而对于含有逆断层的地质构造的断层图像处理及解释，长期以来还没有理想的处理方法，主要是因为从平面上看，地层在逆断层两侧的上、下盘存在重复，要同时解释上、下盘的层位，就必须解决同一网格节点存在两个甚至多个层位的问题，如果存在多重逆掩断块，更增加断块分析的难度。有些经验丰富的解释人员使用分块的方式能够部分地解决逆断层解释的问题，即在同一个层位里，被逆断层断开的、彼此重叠的断块被人为地划分为不同的层位名称再分层解释，含有逆掩上下盘的层位的解释数据不能重叠，需要分成多个层位分别进行存储。但分块的方式只能用在目标工区的逆断层非常少（一条或两条）的情况下，只要逆断层稍微多一点，怎样对工区进行分块就会成为一个大问题，不但工作量巨大，而且在大多数情况下就是一个无解的问题。

为了解释含有逆断层的地质构造及对断层图像处理，采用分块方法不仅加大了层位解释的复杂程度，增加巨大工作量，降低了准确性，而且把同一条断层进行上下盘数据分开存放在不同的层位中，致使同一条断层的上下盘或断层本身有多个名称，使得断层解释及后期断层组合更复杂，并且对于解释完成后的层位及断层，需分断块进行编辑成图，严重地降低成图效率。

为了解释工作的便利性与可行性，目前主流的层位与断层解释方法把层位与断层分开处理，解释层位被看做一个N行M列的标量矩阵，一种二维实数数组数据结构，其中的N表示三维地震观察系统的线（line）数，M表示三维地震观察系统每线上的道（trace或xline）数，二维数组中的实数标量表示层位在相应三维地震观察系统坐标上的时间（或深度），三维地震观察系统以线与道的序号为坐标，记录每道地震数据的水平位置，一个层位在三维地震观察系统中的每个坐标处有且只有一个时间（或深度）值，如果是一个有效值，代表层位在此坐标处的时间（或深度），如果是一个无效值，代表层位没有延申到此坐标处；解释断层被看作一系列断层棒的自由组合，所谓断层棒就是三维空间中的有序点组成的线条（一种三维向量的一维数组数据结构），一组相关的断层棒组合为断面。

由于目前主流的层位与断层解释方法中把把层位与断层分开处理，并把解释层位被看做二维实数数组数据结构，把解释断层看作三维向量的一维数组数据结构，可以很好地解决含有非逆断层的地质构造的断层图像处理及解释工作，但对于含有逆断层的地质构造的断层图像处理及解释，却难以胜任，主要是因为解释层位是用二维实数数组数据结构来表达的，而二维数组数据结构是一种规范有序的结构化数据模型，天生不适合表达在逆断层两侧的上、下盘存在错位重复的非规则构造的复杂地质对象；虽然使用三维向量的一维数组数据结构的组合可以形象简洁地表征任何断面，但由于断面与层位被各自独立地处理解释，断面与层位的相关性信息没有得到保存与利用，自然还是不能充分地描述含有逆断层的地质构造。

为了解决目前主流的层位与断层解释方法在解释含有逆断层的地质构造方面的不足，本发明方法在使用二维实数数组数据结构表达解释层位、使用三维向量的一维数组数据结表达解释断层的基础上，提出了使用断层分叉结构模型来表达含有逆断层的解释层位与解释断层，这里所提的断层分叉结构模型，是指在解释数据中，不仅包含传统的、使用二维实数数组数据结构表达的解释层位和使用三维向量的一维数组数据结构的组合来表达的解释断层，还包括使用一种新的、命名为断层分叉的数据结构来表达逆断层的上下盘，关于断层分叉结构模型的详细数据结构如下：

解释层位列表为层位名与解释层位的数据对列表；

解释断层列表为断层名与解释断层的数据对列表；

解释层位1为二维实数数组，代表一个解释层位等价一个与测网同样大小的二维实数数组；

解释层位n代表有多个解释层位；

解释断层1为断层棒列表；

解释断层n代表有多个解释断层；

断层棒1为三维向量的一维数组，代表一个断层棒等价一个三维向量的一维数组；

断层棒n代表有多个断层棒；

断层分叉1为断层棒ID、解释层位名、三维向量的一维数组，代表每个断层分叉由所属的断层棒ID、所属的解释层位名称及一个表达断层分叉形态的三维向量的一维数组构成，每个三维向量记录线号、道号与时间（或深度）；

断层分叉n代表有多个断层分叉。

所谓断层分叉，是指在层位解释中把层位靠近断层面的一部分数据划拨给断层，这一部分被划拨的数据在剖面上就如同断层数据的一个支丫，如图2所示，用文字符号对解释对象的组成部分做了标注，1是断层棒，此处是一条逆断层棒，2是被断层错断的层位的上盘，3是被断层错断的层位的下盘，4是逆断层棒上附着的断层分叉。断层分叉结构本身属于层位下盘的一部分，同时它归断层管理，是挂靠在断层上的层位，本质上代表了对层位与断层交切关系的一种形象描述。断层分叉结构模型可以很好地完成这种因含有逆断层而不能用传统地震构造解释方法完成的复杂地质构造的解释工作。

因此，基于上述现有技术，如何利用断层分叉结构模型来提高解释含有逆断层的地震构造中对断层图像处理准确性，是一个亟需解决的技术问题。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，旨在解决现有技术中存在的含有逆断层的地质构造的层位解释方法中断层图像处理工作量大，准确性低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于断层分叉结构模型描述层位与断层交切关系的含逆断层的地质构造地震断层图像处理方法，该方法有效地解决了在含逆断层的复杂地质构造的情况下高效地处理地震层位图像的问题。

为了解决上述问题，本发明方法利用断层分叉结构模型这个概念，并用于描述层位与断层的交切关系。所谓断层分叉结构就是在层位解释中把层位靠近断层的一部分数据划拨给断层，这一部分被划拨的数据在剖面上就如同断层数据的一个支丫，因此本发明方法称其为断层分叉结构，如图2所示。

断层分叉结构本身属于层位的一部分，同时它归断层管理，是挂靠在断层上的层位，本质上代表了对层位与断层交切关系的一种形象描述。传统的地震构造解释只有层位与断层这两个结构，为了解释过程的简单性，这两个结构是独立分开地使用的，断层仅仅代表断层解释成果，层位也仅仅代表层位解释成果，二者除了在解释的过程中相互之间发生一些临时约束作用之外，没有任何的联系，正因为如此，传统的解释过程非常简单，但缺点也非常明显，不能完美地解释复杂的地质构造，尤其是含有逆断层的地质构造。

本发明方法在传统构造解释中引入的层位与断层两个结构的基础上引入断层分叉这个新的结构，能够很好地完成含有逆断层甚至是多重逆掩断层的复杂地质构造解释。

基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法包括如下步骤：

创建层位和断层作为待解释的初始对象；

在各个地震垂直剖面上按传统的方法解释层位与断层；

在地震垂直剖面上解释断层分叉，组合剖面断层棒以获得空间网格形式的断层与断层分叉，将空间网格形式的断层插值为三维断层面；

计算断层分叉的水平包络区域，根据三维断层面的约束将剖面上的层位解释数据插值为三维层位面，根据三维断层面的约束将断层分叉的水平包络区域插值成层位的重复部分。

优选的，一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，所述层位是一个成员全是无效值的N行M列的数据矩阵，N表示三维地震观察系统的线数，M表示三维地震观察系统每线上的道数，由数据矩阵中的线数和道数构成线道坐标轴；所述断层由不同地震剖面上解释的断层棒组成，用以插值处理获得断层面。

优选的，一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，所述层位的解释具体为：参照地震数据，通过在不同地震垂直剖面上的比对与修改，将目标地层的界面在各处的时间或深度记录到层位数据矩阵的相应线道坐标；所述断层的解释具体为：参照地震数据，通过在不同的地震垂直剖面解释断层棒。

优选的，一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，所述在地震垂直剖面上解释断层分叉，具体为：将多Z值层位分解成一个单Z值层位与若干断层分叉；其中，所述多Z值层位代表线道坐标轴中一个线道坐标处有且只有一个时间或深度值的层位为单Z值层位；所述单Z值层位代表线道坐标轴拥有至少一个时间或深度值的层位为多Z值层位。

优选的，一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，所述组合剖面断层棒步骤具体为：将属于同一条断层的断层棒组合，得到空间网格形式的断层。

优选的，一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，所述将空间网格形式的断层插值为三维断层面，具体包括如下步骤：

选定所有主解释方向的断层棒，按主解释方向所在三维地震观测系统的坐标序号从小到大排序，得到断层棒序列；

判断断层棒序列是否为有空缺的断层棒序列，所述有空缺的断层棒序列为存在相邻断层序列之差大于1的断层棒序列；

若为有空缺的断层棒序列，采用线性方法，找到每一个序号之差大于1的相邻的俩断层棒，并以此俩断层棒为样本，在中间的每个没有解释断层棒的地震剖面上都插值生成断层棒，使有空缺的断层棒序列成为无空缺的断层棒序列，所述无空缺的断层棒序列为不存在相邻断层序列之差大于1的断层棒序列；

对无空缺的断层棒序列中的M条断层棒中每条断层棒均匀采样N个点，得到一个N行M列的点阵，所述点阵组成的平行四边形曲面作为断层插值的三维断层面。

优选的，一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，所述计算断层分叉的水平包络区域，具体包括如下步骤：

选定所有断层分叉，按主解释方向所在三维地震观测系统的坐标序号从小到大排序，得到断层分叉序列；

判断断层分叉序列是否为有空缺的断层分叉序列，所述有空缺的断层分叉序列为存在相邻断层分叉序列之差大于1的断层分叉序列；

若为有空缺的断层分叉序列，采用线性方法，找到每一个序号之差大于1的相邻的俩断层分叉，并以此俩断层分叉为样本，在中间的每个没有解释断层分叉的地震剖面上都插值生成断层分叉，使有空缺的断层分叉序列成为无空缺的断层分叉序列，所述无空缺的断层分叉序列为不存在相邻断层分叉序列之差大于1的断层分叉序列；

对无空缺的断层分叉序列的起始断层分叉与终止断层分叉，以及无空缺的断层分叉序列中所有断层分叉的起点按序相连的曲线与所有断层分叉的终点按序相连的曲线在平面上的投影围成的区域作为断层分叉的水平包络区域。

优选的，一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，所述根据三维断层面的约束将剖面上的层位解释数据插值为三维层位面，具体为：

对每一个需要插值的目标层位点根据条件筛选样本，对于断层错断的目标层位点进行插值；

判断目标层位点与样本层位点之间的连线是否穿越断层，如果没有穿越断层则样本层位点可以参与目标层位点的插值，否则不能参与目标层位点的插值；

对没有被断层错断的目标层位点进行插值要从目标层位点起始道开始向四个方向做闭合处理；对于被断层分叉的水平包络区域覆盖的区域，按断层分叉所属逆断层的上盘进行插值；对于逆断层的下盘水平包络区域之外的区域，断层分叉作为样本参与插值。

优选的，一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，所述水平包络区域插值的样本包括区域内的断层分叉中的层位数据和包络区域周围的层位数据。

优选的，一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，所述三维断层面的约束的处理为：

对水平包络区域内插值的每一目标点根据断层筛选样本，判断目标层位点与样本层位点之间的连线是否穿越断层，如果没有穿越断层则可以参与目标点的插值，否则不能参与目标点的插值。

本发明中，提出了一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，在传统构造解释中引入的层位与断层两个结构的基础上引入断层分叉这个新的结构，能够很好地完成含有逆断层甚至是多重逆掩断层的复杂地质构造解释，同时提高解释含有逆断层的地震构造中对断层图像处理准确性。旨在解决现有技术中存在的含有逆断层的地质构造的层位解释方法中断层图像处理工作量大，准确性低的技术问题。

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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提出的含有逆断层复杂地质构造的断层图像处理的流程处理示意图；

图2为本发明含逆断层地质构造的解释示意图；

图3为本发明含逆断层地质构造的解释重叠区域示意图；

图4为本发明中解释层位与断层棒示意图；

图5为本发明中断层分叉解释成果；

图6为本发明中解释层位、断层棒和断层分叉示意图；

图7为本发明中组合剖面断层棒得到断层棒网格与断层分叉网格示意图；

图8为本发明中将断层棒网格插值为三维断层面示意图；其中8（a）为三维断层面示意图，8（b）为断层面按地震剖面采样的断层棒示意图。

图9为本发明中断层分叉的水平包络区域示意图；

图10为本发明中从断层分叉插值得到层位的重复部分示意图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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作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。

本发明提出了一种实施例，如图1所示，本发明提出了一种基于断层分叉结构描述层位与断层交切关系的含逆断层的地质构造地震解释方法。

含有逆断层的复杂地质结构为本实施例中待解释的目标层位与断层。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。图2中4标示的断层分叉虽然也是层位的一部分，但是因为传统地震解释层位在一道地震数据上只能最多解释一个值，所以不能用传统的地震解释层位描述断层分叉代表的这部分层位，因为图2中4标示的断层分叉与图2中2标示的层位上盘跨越了共同的地震道数据，即图2中2标示的层位上盘在垂向上覆盖了图2中4标示的断层分叉，违背解释层位在每一地震数据道上最多只有一个值这一设计初衷。相对于传统地震构造解释方法中只有层位与断层两个构造对象以及与这两个构造对象相关的一系列解释工具，本发明方法在传统解释方法的基础上增加了断层分叉这个构造对象以及与之相关的一系列解释工具。有了断层分叉这一构造对象，就可以很好地完成这种因含有逆断层而不能用传统地震构造解释方法完成的复杂地质构造的解释工作。下面是具体的解释过程。

第一步，创建层位和断层作为待解释的初始对象，这里的层位和断层都是传统的层位和断层。从数据组织管理的角度看，层位是一个N行M列的标量矩阵，N表示三维地震观察系统的线（line）数，M表示三维地震观察系统每线上的道（trace或xline）数，其中的标量表示层位在相应三维地震观察系统坐标上的时间（或深度）。三维地震观察系统以线与道的序号为坐标，记录每道地震数据的水平位置，一个层位在三维地震观察系统中的每个坐标处有且只有一个时间（或深度）值，如果是一个有效值，代表层位在此坐标处的时间（或深度），如果是一个无效值，代表层位没有延申到此坐标处。本发明方法称这种一个线道坐标处有且只有一个时间（或深度）值的层位为单Z值层位（Z代表深度或时间），称一个线道坐标处可以拥有一个或多个时间（或深度）值的层位为多Z值层位。一个断层初始是由一些在不同地震剖面上解释的断层棒组成，然后可以由这些断层棒插值成断层面。从数据组织管理的角度看，断层棒由一组有序控制点构成的曲线段。新创建的层位是一个成员全是无效值的N行M列的矩阵，新建的断层中不包括任何断层棒。

第二步，在各个地震垂直剖面上按传统的方法解释层位与断层。与传统的解释方法一样，解释人员依次沿地震测网的主测线（line）方向和横测线（trace或xline）方向抽取一定比例的地震剖面进行解释。图2是一个地震垂直剖面与在该剖面上的解释成果。层位解释的过程就是参照地震数据，通过在不同的地震垂直剖面上反复比对与修改，把目标地层的界面在各处的时间（或深度）记录到层位数据矩阵的相应坐标上，图2中2和3是在一个地震垂直剖面上解释的层位。因为层位数据矩阵的行列与三维地震观察系统以线道一一对应，层位在每个线道坐标处永远有且只有一个时间（或深度）值，所以此处层位数据矩阵无法完好记录含有逆断层的复杂地质构造的层位，即使用传统的解释方法不能解释图2中4，因为4与2在垂向存在重复，违反了层位是单Z值的这一要求。断层解释的过程也是参照地震数据，通过在不同的地震垂直剖面解释断层棒，图2中1是在一个地震垂直剖面上解释的一条断层棒。此处解释的层位与断层除了在解释的过程中相互之间发生一些临时约束作用之外，没有任何的联系，是分开独立解释的。图2中2和3是属于同一个层位的不同部分，中间被断层棒1错断开，2为1的上盘，3为1的下盘。当在所需的地震剖面解释完成后，解释得到的成果如图4，1指向的线条为一系列断层棒，2指向的线条为解释层位。

第三步：在地震垂直剖面上解释断层分叉，如图2中4标示的对象。只有逆断层才需要解释断层分叉。从数据组织管理角度来看，想要完好地描述含逆断层的地质构造的层位必须使用多Z值层位，本发明方法把一个多值层位分解成一个单Z值层位与若干断层分叉两部分。所谓断层分叉就是在层位解释中把层位靠近断层的一部分数据划拨给断层，这一部分被划拨的数据在剖面上就如同断层数据的一个支丫，因此本发明方法称其为断层分叉。断层分叉本身属于层位下盘的一部分，同时它归断层管理，是挂靠在断层上的层位，本质上代表了对层位与断层交切关系的一种形象描述，因为断层分叉与单Z值层位在垂直方向重叠（如图3中5的标示），所以若干断层分叉与一个单Z值层位联合可以代替多Z值层位完好地描述含逆断层的地质构造。打开相应的地震剖面（图2），在已经解释好的单Z值层位（图2中的2、3）与断层棒（图2中的1）的基础上，整贴着逆断层棒的下盘（图2中的3）解释断层分叉（图2中的4），处在断层下盘的断层分叉只能与上盘层位重叠（图2中的4只能与2重叠），与下盘层位不能重叠（图2中的4不能与3重叠）。图5是为一系列逆断层棒解释断层分叉后的解释成果，其中1指向的线条为一系列断层棒，3指向线条为绑定在断层棒上的断层分叉。图6为层位一系列逆断层棒和断层分叉解释完成后的解释成果，其中1指向的线条为一系列断层棒，2指向的线条为解释层位，2指向的线条为断层分叉。

第四步：组合剖面断层棒与断层分叉。与传统的解释方法一样，解释人员根据断层组合原则人工地把属于同一条断层得断层棒组合在一起，并发现与纠正一些解释错误得断层棒，达到组合得要求。断层组合好后，不仅会得到空间网格形式的断层，对于解释了断层分叉得逆断层，还会获得空间网格形式的断层分叉。图7为组合剖面断层棒得到断层棒网格与断层分叉网格。

第五步：将断层棒网格插值为三维断层面。把空间网格形式的断层棒网格插值为三维断层面的目的是为了在每个三维地震纵测线（line）剖面或横测线（xline）剖面模拟出相应的断层棒，以便约束层位插值与断层分叉插值。选定所有主解释方向的断层棒，并按主解释方向所在三维地震观测系统的坐标序号从小到大排序，得到断层棒序列。断层棒序列中如果存在任何序号之差大于1的俩相邻的断层棒，本发明方法称这种断层棒序列为有空缺的断层棒序列，有空缺的断层棒序列也就是存在俩断层棒之间没有解释断层棒地震剖面；断层棒序列中如果不存在任何序号之差大于1的俩相邻的断层棒，本发明方法称这种断层棒序列为无空缺的断层棒序列，无空缺的断层棒序列也就是不存在俩断层棒之间没有解释断层棒地震剖面。对于有空缺的断层棒序列，应采用线性方法，找到每一个序号之差大于1的相邻的俩断层棒，并以此俩断层棒为样本，在中间的每个没有解释断层棒的地震剖面上都插值生成断层棒，使有空缺的断层棒序列成为无空缺的断层棒序列。假设无空缺的断层棒序列中有M条断层棒，对无空缺的断层棒序列中的每条断层棒作N点均匀采样，就得到一个N行M列的点阵，由这个点阵组成平行四边形曲面就是断层插值得到的三维断层面。图8为将断层棒网格插值为三维断层面，其中8（a）为三维断层面，8（b）为断层面按地震剖面采样得到的断层棒。

第六步：计算的断层分叉的水平包络区域。从空间网格形式的断层分叉中选定所有断层分叉，并按主解释方向所在三维地震观测系统的坐标序号从小到大排序，得到断层分叉序列。断层分叉序列中如果存在任何序号之差大于1的俩相邻的断层分叉，本发明方法称这种断层分叉序列为有空缺的断层分叉序列，有空缺的断层分叉序列也就是存在俩断层分叉之间没有解释断层分叉地震剖面；断层分叉序列中如果不存在任何序号之差大于1的俩相邻的断层分叉，本发明方法称这种断层分叉序列为无空缺的断层分叉序列，无空缺的断层分叉序列也就是不存在俩断层分叉之间没有解释断层分叉地震剖面。对于有空缺的断层分叉序列，应采用线性方法，找到每一个序号之差大于1的相邻的俩断层分叉，并以此俩断层分叉为样本，在中间的每个没有解释断层分叉的地震剖面上都插值生成断层分叉，使有空缺的断层分叉序列成为无空缺的断层分叉序列。由无空缺的断层分叉序列的起始断层分叉与终止断层分叉，以及无空缺的断层分叉序列中所有断层分叉的起点按序相连的曲线与所有断层分叉的终点点按序相连的曲线在平面上的投影围成的区域就是断层分叉的水平包络区域，图9为本演示实例的断层分叉的水平包络区域，其中4指向的区域为水平包络区域，2指向的线条为解释层位。

第七步：根据三维断层面的约束将剖面上的层位解释数据插值为三维层位面。因为有断层与断层分叉的影响，在层位面插值时对每一个需要插值的目标层位点要根据条件筛选样本，对于被断层错断的目标层位点进行插值，通过判断目标层位点与样本层位点之间的连线是否穿越断层，如果没有穿越断层则样本层位点可以参与目标层位点的插值，否则不能参与目标层位点的插值；对没有被断层错断的目标层位点进行插值要从目标层位点起始道开始向四个方向做闭合处理；对于被断层分叉的水平包络区域覆盖的区域，按断层分叉所属逆断层的上盘进行插值；对于逆断层的下盘水平包络区域之外的区域，断层分叉作为样本参与插值。

第八步：根据三维断层面的约束将断层分叉的水平包络区域插值成层位的重复部分。参与水平包络区域插值的样本包括包络区域内的断层分叉中的层位数据和包络区域周围的层位数据，因为有断层的影响，在水平包络区域内插值时对每一目标点要根据断层筛选样本，通过判断目标层位点与样本层位点之间的连线是否穿越断层，如果没有穿越断层则可以参与目标点的插值，否则不能参与目标点的插值。将断层分叉的水平包络区域插值成层位的重复部分的效果如图10所示，其中4指向的部分叉插值得到层位的重复部分，2指向的线条为解释层位，1指向的线条为断层棒。

提出了一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，在传统构造解释中引入的层位与断层两个结构的基础上引入断层分叉这个新的结构，能够很好地完成含有逆断层甚至是多重逆掩断层的复杂地质构造解释，同时提高解释含有逆断层的地震构造中对断层图像处理准确性。旨在解决现有技术中存在的含有逆断层的地质构造的层位解释方法中断层图像处理工作量大，准确性低的技术问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，其特征在于，所述复杂地质构造地震断层图像处理方法包括如下步骤：

构建断层分叉结构模型：

创建层位和断层作为待解释的初始对象；

在各个地震垂直剖面上按传统的方法解释层位与断层；

在地震垂直剖面上解释断层分叉，组合剖面断层棒以获得空间网格形式的断层与断层分叉，将空间网格形式的断层插值为三维断层面；

基于断层分叉结构模型的地震断层图像处理：

计算断层分叉的水平包络区域，根据三维断层面的约束将剖面上的层位解释数据插值为三维层位面，根据三维断层面的约束将断层分叉的水平包络区域插值成层位的重复部分；

断层分叉就是在层位解释中把层位靠近断层的一部分数据划拨给断层，这一部分被划拨的数据在剖面上就如同断层数据的一个支丫；断层分叉本身属于层位下盘的一部分，同时它归断层管理，是挂靠在断层上的层位，本质上代表了对层位与断层交切关系的一种形象描述；

所述计算断层分叉的水平包络区域，具体包括如下步骤：

选定所有断层分叉，按主解释方向所在三维地震观测系统的坐标序号从小到大排序，得到断层分叉序列；

判断断层分叉序列是否为有空缺的断层分叉序列，所述有空缺的断层分叉序列为存在相邻断层分叉序列之差大于1的断层分叉序列；

若为有空缺的断层分叉序列，采用线性方法，找到每一个序号之差大于1的相邻的俩断层分叉，并以此俩断层分叉为样本，在中间的每个没有解释断层分叉的地震剖面上都插值生成断层分叉，使有空缺的断层分叉序列成为无空缺的断层分叉序列，所述无空缺的断层分叉序列为不存在相邻断层分叉序列之差大于1的断层分叉序列；

对无空缺的断层分叉序列的起始断层分叉与终止断层分叉，以及无空缺的断层分叉序列中所有断层分叉的起点按序相连的曲线与所有断层分叉的终点按序相连的曲线在平面上的投影围成的区域作为断层分叉的水平包络区域；

所述层位是一个成员全是无效值的N行M列的数据矩阵，N表示三维地震观察系统的线数，M表示三维地震观察系统每线上的道数，由数据矩阵中的线数和道数构成线道坐标轴；所述断层由不同地震剖面上解释的断层棒组成，用以插值处理获得断层面；

所述层位的解释具体为：参照地震数据，通过在不同地震垂直剖面上的比对与修改，将目标地层的界面在各处的时间或深度记录到层位数据矩阵的相应线道坐标；所述断层的解释具体为：参照地震数据，通过在不同的地震垂直剖面解释断层棒；

所述在地震垂直剖面上解释断层分叉，具体为：将多Z值层位分解成一个单Z值层位与若干断层分叉；其中，所述多Z值层位代表线道坐标轴中一个线道坐标处有且只有一个时间或深度值的层位为单Z值层位；所述单Z值层位代表线道坐标轴拥有至少一个时间或深度值的层位为多Z值层位。

2.如权利要求1所述的一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，其特征在于，所述组合剖面断层棒步骤具体为：将属于同一条断层的断层棒组合，得到空间网格形式的断层。

3.如权利要求2所述的一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，其特征在于，所述将空间网格形式的断层插值为三维断层面，具体包括如下步骤：

选定所有主解释方向的断层棒，按主解释方向所在三维地震观测系统的坐标序号从小到大排序，得到断层棒序列；

判断断层棒序列是否为有空缺的断层棒序列，所述有空缺的断层棒序列为存在相邻断层序列之差大于1的断层棒序列；

若为有空缺的断层棒序列，采用线性方法，找到每一个序号之差大于1的相邻的俩断层棒，并以此俩断层棒为样本，在中间的每个没有解释断层棒的地震剖面上都插值生成断层棒，使有空缺的断层棒序列成为无空缺的断层棒序列，所述无空缺的断层棒序列为不存在相邻断层序列之差大于1的断层棒序列；

对无空缺的断层棒序列中的M条断层棒中每条断层棒均匀采样N个点，得到一个N行M列的点阵，所述点阵组成的平行四边形曲面作为断层插值的三维断层面。

4.如权利要求3所述的一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，其特征在于，所述计算断层分叉的水平包络区域，具体包括如下步骤：

选定所有断层分叉，按主解释方向所在三维地震观测系统的坐标序号从小到大排序，得到断层分叉序列；

判断断层分叉序列是否为有空缺的断层分叉序列，所述有空缺的断层分叉序列为存在相邻断层分叉序列之差大于1的断层分叉序列；

若为有空缺的断层分叉序列，采用线性方法，找到每一个序号之差大于1的相邻的俩断层分叉，并以此俩断层分叉为样本，在中间的每个没有解释断层分叉的地震剖面上都插值生成断层分叉，使有空缺的断层分叉序列成为无空缺的断层分叉序列，所述无空缺的断层分叉序列为不存在相邻断层分叉序列之差大于1的断层分叉序列；

对无空缺的断层分叉序列的起始断层分叉与终止断层分叉，以及无空缺的断层分叉序列中所有断层分叉的起点按序相连的曲线与所有断层分叉的终点按序相连的曲线在平面上的投影围成的区域作为断层分叉的水平包络区域。

5.如权利要求4所述的一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，其特征在于，所述根据三维断层面的约束将剖面上的层位解释数据插值为三维层位面，具体为：

对每一个需要插值的目标层位点根据条件筛选样本，对于断层错断的目标层位点进行插值；

判断目标层位点与样本层位点之间的连线是否穿越断层，如果没有穿越断层则样本层位点可以参与目标层位点的插值，否则不能参与目标层位点的插值；

对没有被断层错断的目标层位点进行插值要从目标层位点起始道开始向四个方向做闭合处理；对于被断层分叉的水平包络区域覆盖的区域，按断层分叉所属逆断层的上盘进行插值；对于逆断层的下盘水平包络区域之外的区域，断层分叉作为样本参与插值。

6.如权利要求5所述的一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，其特征在于，所述水平包络区域插值的样本包括区域内的断层分叉中的层位数据和包络区域周围的层位数据。

7.如权利要求6所述的一种基于断层分叉结构模型的复杂地质构造地震断层图像处理方法，其特征在于，所述三维断层面的约束的处理为：

对水平包络区域内插值的每一目标点根据断层筛选样本，判断目标层位点与样本层位点之间的连线是否穿越断层，如果没有穿越断层则可以参与目标点的插值，否则不能参与目标点的插值。

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