CN113126157A - 频率波数域高角度断裂提取方法、装置、存储介质及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种频率波数域高角度断裂提取方法、装置、存储介质及设备，提取方法包括如下步骤：a测量地震裂缝以获得原始地震数据体，将原始地震数据体拆分成彼此相邻的多个子块体；b对所述步骤a中的每个子块体进行f‑k变换和f‑k反变换处理；c将所述步骤b处理后的多个子块体进行拼合，得到高角度断裂提取结果。本发明的提取方法属于高角度连续断裂反射面提取方法，解决了传统相干体、曲率体等地震数据体断裂信息提取方法无法提取高角度断裂反射面的问题。

Description

频率波数域高角度断裂提取方法、装置、存储介质及设备

技术领域

本发明涉及一种频率波数域高角度断裂提取方法、装置、存储介质及设备，属于地球物理地震勘探领域。

背景技术

裂缝型油气藏是重要的剩余油资源类型，约占世界油气储量及产量的一半，这类油气藏的断裂和裂缝分布直接影响着油气的分布、运移和开采。地震裂缝预测是指利用地震数据体开展地下断裂和裂缝分布规律研究，是预测地下断裂和裂缝分布规律最有效方法之一。

地震裂缝预测方法主要包括叠前地震裂缝预测方法与叠后地震裂缝预测方法两大类，叠前地震裂缝预测方法通常是利用叠前方位角地震道集数据开展方位各向异性特征提取与裂缝预测，可以预测较小尺度的裂缝；叠后地震裂缝预测方法通常包括相干体、曲率体，可以预测较大尺度的断裂，其中，相干体是利用断裂两侧地震数据波形差异特征预测断裂，曲率体是利用断裂带附近地层的曲率特征预测断裂。研究表明，实际地震数据体中还存在着以古潜山高角度断裂为代表的另一类断裂，这类断裂在地震数据中表现为一种高角度连续断裂反射面，利用传统的相干体、曲率体等方法均无法有效提取。

发明内容

针对上述突出问题，本发明提供一种频率波数域高角度断裂提取方法、装置、存储介质及设备，本发明的提取方法属于一种高角度连续断裂反射面提取方法，该方法解决了传统相干体、曲率体等地震数据体断裂信息提取方法无法提取高角度断裂反射面的问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种频率波数域高角度断裂提取方法，包括如下步骤：

a测量地震裂缝以获得原始地震数据体，将原始地震数据体拆分成彼此相邻的多个子块体；

b对所述步骤a中的每个子块体进行f-k变换和f-k反变换处理；

c将所述步骤b处理后的多个子块体进行拼合，得到高角度断裂提取结果。

所述的频率波数域高角度断裂提取方法，优选地，所述步骤a中，每个子块体的大小为N_x×N_y×N_z个采样点。

所述的频率波数域高角度断裂提取方法，优选地，所述步骤b包括如下具体步骤：

b1对所述步骤a中的每个子块体进行f-k变换；

b2在频率波数域，滤除所述步骤b1中每个子块体进行f-k变换后与高角度断裂无关的低角度信息，求取G₁(k_x,k_y,ω)；

b3对所述步骤b2中的G₁(k_x,k_y,ω)进行f-k反变换。

所述的频率波数域高角度断裂提取方法，优选地，所述步骤b1包括如下具体步骤：

对一个三维数据块体f(x,y,z)做如下变换：

其中，z为垂直方向坐标，x,y为两个水平方向坐标，它们的取值范围x∈[-x_h,x_h]、y∈[-y_h,y_h]、z∈[-z_h,z_h]为三维数据块体的坐标范围，

G(k_x,k_y,ω)表示对f(x,y,z)进行f-k变换的结果，k_x∈[-k_xh,k_xh]、k_y∈[-k_yh,k_yh]、ω∈[-ω_h,ω_h]，k_xh、k_yh、ω_h的取值要求是包含G(k_x,k_y,ω)的有效信息，此处有效信息指的是在k_x∈[-k_xh,k_xh]、k_y∈[-k_yh,k_yh]、ω∈[-ω_h,ω_h]范围以外G(k_x,k_y,ω)的数值已经近似等于零，可以忽略不计，

为虚数单位；

所述步骤b2包括如下具体步骤：求取G₁(k_x,k_y,ω)，使得

其中，θ_max为滤除的低角度信息的最大倾角；

所述步骤b3包括如下具体步骤：

对于一个三维数据块体G₁(k_x,k_y,ω)做如下变换：

其中，x∈[-x_h,x_h]、y∈[-y_h,y_h]、z∈[-z_h,z_h]。

所述的频率波数域高角度断裂提取方法，优选地，所述步骤c包括如下具体步骤：

将所述步骤b处理后的每个子块体结果f₁(x,y,z)，按照其处理前的每个子块体f(x,y,z)在原始地震数据体中的位置进行拼合，到高角度断裂提取结果。

基于上述频率波数域高角度断裂提取方法，本发明还提供一种频率波数域高角度断裂提取装置，其特征在于，包括：

第一处理单元，用于测量地震裂缝以获得原始地震数据体，将原始地震数据体拆分成彼此相邻的多个子块体；

第二处理单元，用于对所述步骤a中的每个子块体进行f-k变换和f-k反变换处理；

第三处理单元，用于将所述步骤b处理后的多个子块体进行拼合，得到高角度断裂提取结果。

基于上述频率波数域高角度断裂提取方法，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述频率波数域高角度断裂提取方法的步骤。

基于上述频率波数域高角度断裂提取方法，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述频率波数域高角度断裂提取方法的步骤。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

本发明将原始地震数据体拆分成彼此相邻的多个子块体后进行f-k变换和f-k反变换处理和拼合，解决了传统相干体、曲率体等地震数据体断裂信息提取方法无法提取高角度断裂反射面的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的频率波数域高角度断裂提取方法的流程图；

图2为本发明该实施例提供原始地震数据体的一张剖面z；

图3为本发明该实施例提供的将原始地震数据体拆分成多个子块体的拆分示意图；

图4为本发明该实施例提供的某个子块体的一张剖面图；

图5为本发明该实施例提供的与图4中某个子块体地震剖面对应的频率波数域高角度断裂提取结果；

图6为本发明该实施例提供的与图2地震剖面对应的频率波数域高角度断裂提取结果；

图7为本发明该实施例提供的原始地震数据体沿着潜山解释层面的切片图；

图8为本发明该实施例提供的与图7地震切片对应的频率波数域高角度断裂提取结果。

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，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

如图1所示，本发明提供一种频率波数域高角度断裂提取方法，包括如下步骤：

a测量地震裂缝以获得原始地震数据体，将原始地震数据体拆分成彼此相邻的多个子块体，每个子块体的大小为N_x×N_y×N_z个采样点，N_x、N_y和N_z分别代表x轴、y轴、z轴三个方向上的采样点数量，一般地可以取N_x＝101、N_y＝101、N_z＝101。图3是将原始地震数据体拆分成多个子块体的拆分示意图，白色实线为每个子块体的边界线。

b对所述步骤a中的每个子块体进行如下处理：

b1对所述步骤a中的每个子块体进行f-k变换，对一个三维数据块体f(x,y,z)做如下变换：

其中，z为垂直方向坐标，x,y为两个水平方向坐标，它们的取值范围x∈[-x_h,x_h]、y∈[-y_h,y_h]、z∈[-z_h,z_h]为三维数据块体的坐标范围，

G(k_x,k_y,ω)表示对f(x,y,z)进行f-k变换的结果，k_x∈[-k_xh,k_xh]、k_y∈[-k_yh,k_yh]、ω∈[-ω_h,ω_h]，k_xh、k_yh、ω_h的取值要求是包含G(k_x,k_y,ω)的有效信息，此处有效信息指的是在k_x∈[-k_xh,k_xh]、k_y∈[-k_yh,k_yh]、ω∈[-ω_h,ω_h]范围以外G(k_x,k_y,ω)的数值已经近似等于零，可以忽略不计，

为虚数单位；图4是本发明实施例所提供的某个子块体的一张剖面图，其中，x_h＝50，y_h＝50，z_h＝50。

上述步骤b1中，f-k变换指将数据从时间-空间域变换的频率-波数域(frequencywavenumber domain)，数学公式中，因为频率常常用字母f表示，而波数常常用字母k表示，f-k变换因此而得名。另外f-k变换也可以理解为是高维数据的时间维和空间维分别进行傅里叶变换。

b2在频率波数域，滤除所述步骤b1中每个子块体进行f-k变换后与高角度断裂无关的低角度信息，求取G₁(k_x,k_y,ω)，使得

上述公式中，“其它”是指与

对立，指

的情况；其中θ_max为滤除的低角度信息的最大倾角；地层反射一般具有相对较低的倾角(0到40度)，而断裂一般具有较高的倾角(50到90度)，低角度信息指的是与高角度断裂无关的地层反射信息，高角度信息指的是高角度断裂，为了从原始数据中去除低角度的地层信息、保留高角度的断裂，一般可以取θ_max为40度到50度之间的某个数据，具体取值需要视实际情况而定。

b3对所述步骤b2中的G₁(k_x,k_y,ω)进行f-k反变换：

对于一个三维数据块体G₁(k_x,k_y,ω)做如下变换：

其中，x∈[-x_h,x_h]、y∈[-y_h,y_h]、z∈[-z_h,z_h]。f-k反变换指将数据从频率-波数域变换到时间-空间域。

c将所述步骤b处理后的每个子块体结果f₁(x,y,z)，按照其处理前的每个子块体f(x,y,z)在原始地震数据体中的位置进行拼合，到高角度断裂提取结果。

图5是本发明实施例提供的与图4某个子块体地震剖面对应的频率波数域高角度断裂提取结果。图6是本发明实施例提供的与图2地震剖面对应的频率波数域高角度断裂提取结果。图5是用本发明方法针对图4中所示的子块体进行处理后的结果，图4中高角度的断裂信息隐约可见，但基本上是隐藏在低角度的地层反射信息中的，图5去除了低角度的地层反射信息，凸显了高角度断裂信息，为高角度地层解释提供了极大的便利。图6是所有子块处理后的拼合结果，可以与处理前的图2进行对比，图2中高角度的断裂信息隐约可见，但基本上是隐藏在低角度的地层反射信息中的，图6去除了低角度的地层反射信息，凸显了高角度断裂信息，为高角度地层解释提供了极大的便利。

图7是本具体实施方式提供的原始地震数据体沿着潜山解释层面的切片图，从图中可以看出，原始地震数据体沿着潜山解释层面的切片图上，高角度断裂特征很不清楚，图8是本具体实施方式提供的与图7地震切片对应的频率波数域高角度断裂提取结果，从图中可以看出高角度断裂特征得到有效提取，证实了本发明方法的有效性。

基于上述频率波数域高角度断裂提取方法，本发明还提供一种频率波数域高角度断裂提取装置，包括：

第一处理单元，用于测量地震裂缝以获得原始地震数据体，将原始地震数据体拆分成彼此相邻的多个子块体；

第二处理单元，用于所述步骤a中的每个子块体进行f-k变换和f-k反变换处理；

第三处理单元，用于将所述步骤b处理后的多个子块体进行拼合，得到高角度断裂提取结果。

基于上述频率波数域高角度断裂提取方法，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述频率波数域高角度断裂提取方法的步骤。

基于上述频率波数域高角度断裂提取方法，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述频率波数域高角度断裂提取方法的步骤。

本发明的具体实施方式可提供为方法、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。

本发明是根据具体实施方式的方法、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。应理解为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。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种频率波数域高角度断裂提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

a测量地震裂缝以获得原始地震数据体，将原始地震数据体拆分成彼此相邻的多个子块体；

b对所述步骤a中的每个子块体进行f-k变换和f-k反变换处理；

c将所述步骤b处理后的多个子块体进行拼合，得到高角度断裂提取结果。

2.根据权利要求1所述的频率波数域高角度断裂提取方法，其特征在于，所述步骤a中，每个子块体的大小为N_x×N_y×N_z个采样点。

3.根据权利要求1所述的频率波数域高角度断裂提取方法，其特征在于，所述步骤b包括如下具体步骤：

b1对所述步骤a中的每个子块体进行f-k变换；

b2在频率波数域，滤除所述步骤b1中每个子块体进行f-k变换后与高角度断裂无关的低角度信息，求取G₁(k_x,k_y,ω)；

b3对所述步骤b2中的G₁(k_x,k_y,ω)进行f-k反变换。

4.根据权利要求3所述的频率波数域高角度断裂提取方法，其特征在于，所述步骤b1包括如下具体步骤：

对一个三维数据块体f(x,y,z)做如下变换：

其中，z为垂直方向坐标，x,y为两个水平方向坐标，它们的取值范围x∈[-x_h,x_h]、y∈[-y_h,y_h]、z∈[-z_h,z_h]为三维数据块体的坐标范围，

G(k_x,k_y,ω)表示对f(x,y,z)进行f-k变换的结果，k_x∈[-k_xh,k_xh]、k_y∈[-k_yh,k_yh]、ω∈[-ω_h,ω_h]，k_xh、k_yh、ω_h的取值要求是包含G(k_x,k_y,ω)的有效信息，

为虚数单位；N_x、N_y和N_z分别代表x轴、y轴、z轴三个方向上的采样点数量；

所述步骤b2包括如下具体步骤：求取G₁(k_x,k_y,ω)，使得

其中，θ_max为滤除的低角度信息的最大倾角；

所述步骤b3包括如下具体步骤：

对于一个三维数据块体G₁(k_x,k_y,ω)做如下变换：

其中，x∈[-x_h,x_h]、y∈[-y_h,y_h]、z∈[-z_h,z_h]。

5.根据权利要求4所述的频率波数域高角度断裂提取方法，其特征在于，所述步骤c包括如下具体步骤：

将所述步骤b处理后的每个子块体结果f₁(x,y,z)，按照其处理前的每个子块体f(x,y,z)在原始地震数据体中的位置进行拼合，到高角度断裂提取结果。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述频率波数域高角度断裂提取方法的提取装置，其特征在于，包括：

第一处理单元，用于测量地震裂缝以获得原始地震数据体，将原始地震数据体拆分成彼此相邻的多个子块体；

第二处理单元，用于对所述步骤a中的每个子块体进行f-k变换和f-k反变换处理；

第三处理单元，用于将所述步骤b处理后的多个子块体进行拼合，得到高角度断裂提取结果。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5所述频率波数域高角度断裂提取方法的步骤。

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5所述频率波数域高角度断裂提取方法的步骤。

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