地震層位骨架化的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請為分案申請，原申請的申請日為2009年4月24日、申請?zhí)枮?200980118674. 9 (PCT/US2009/041671)、發(fā)明名稱為"地震層位骨架化"。
[0002] 相關申請的交叉參考
[0003] 本申請要求在2008年5月22日提交的美國臨時申請61/128, 547 ;在2008年 6月9日提交的美國臨時申請61/131，484;和在2009年4月14日提交的美國臨時申請 61/169, 122 的權益。
技術領域
[0004] 本發(fā)明一般涉及地球物理和地質勘探領域，更具體地涉及地震數(shù)據(jù)的分析。具體 地，本發(fā)明是為了突出可能包含烴的區(qū)域產生目標諸如表面和地質體（geobody)并且自動 分析它們的方法。本發(fā)明一種具體的實施方式是從地震數(shù)據(jù)體（seismicdatavolume)中 同時產生并分析許多地層學一致的表面。
【背景技術】
[0005] 在地震數(shù)據(jù)處理和解釋中將地震數(shù)據(jù)體減少至其基于內反射的表面或層位是有 利的。這些表面共同形成地震體（seismicvolume)的骨架（skeleton)。已經描述了許多 通過地震數(shù)據(jù)體一次地抽取或跟蹤一個層位或表面的方法。這些方法中的大多數(shù)都產生 最終相互重疊的表面。因此，同一表面可具有與同一空間位置相關的多個深度（或反射時 間）。一些方法通過放棄每個位置除了一個以外的所有值防止多值表面。一般地，它們只存 儲在執(zhí)行該方法期間遇到的第一個值，只是不記錄后面的值。而且，如果多個表面被跟蹤， 一個表面可能在一個位置處與另一表面相重疊，而在另一位置出現(xiàn)相反的關系。這些情況 可總稱為拓撲不一致。迄今為止公布的方法--其中一些在下面進行了概述--很大程度 上忽視了拓撲一致性（topologyconsistency)。
[0006] 在〃TheBinaryConsistencyCheckingSchemeandItsApplicationsto SeismicHorizonDetection,〃IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachine Intelligence, 11,439-447(1989)中，Cheng和Lu描述了從二維數(shù)據(jù)中抽取地震骨架的方 法。第三維引入的問題既沒討論也沒解決。該程序采用迭代方法，其中強的層位被首先跟 蹤，而較弱的層位在后面的迭代中進行跟蹤。在任意迭代時，跟蹤被局限于較早迭代中已經 跟蹤的層位所描繪的區(qū)域。通過將多個鄰近的跡線同時關聯(lián)進行跟蹤。結合兩種方法使得 將地質組構（geologicfabric)合并成結果。該方法還被描述在〃AnIterativeApproach toSeismicSkeletonization,〃LuandCheng,Geophysics55,1312-1320(1990)中。
[0007] 在"SeismicSkeletonization:ANewApproachtoInterpretationof SeismicReflectionData,''JournalofGeophysicalResearch-SolidEarth 102,8427-8445(1997)中，Li、Vasudevan和Cook描述了利用地震骨架解釋地震數(shù)據(jù)的應 用。地震骨架是兩維的，并且當層位裂開時，跟隨哪一個分支的決定沒有地質學根據(jù)。相反， 該方法嘗試以使傾角變化最小化的方式使三條鄰近跡線的事件相關聯(lián)。該方法僅包括層位 的迭代生長。
[0008] 此夕卜，''AdaptationofSeismicSkeletonizationforOtherGeoscience Applications,''Vasudevan,Eaton,andCook,GeophysicalJournalInternational 162,975-993(2005)是早期工作的繼續(xù)，實現(xiàn)了骨架化（剖面線條化，skeletonization)具 有除地震處理和解釋以外的地球科學應用。
[0009] 在〃BranchAndBoundSearchForAutomaticLinkingProcessOfSeismic Horizons,''Huang,PatternRecognition23,657-667(1990)中，Huang公開了層位生長的 兩維方法，其允許層位相互交叉和穿透，這違反了地質地層不交叉的地層學范例。該方法 只揭示了地層的產生，這是通過挑選事件例如峰，在這些事件之間建立所有可能連接的樹， 然后選擇產生最線性層位的事件。對連接樹的分支進行選擇以使層位非線性的價格函數(shù) (costfunction)最小化。
[0010]"HowToCreateAndUse3DWheelerTransformedSeismicVolumes,"de Groot，deBruin,andHemstra，SEG2006公開了一種解釋方法，所述方法通過依照局部的 傾角和走向用重采樣分辨（二次抽樣決定，sub-sampleresolution)內插層位，將這些層 位以連續(xù)的順序組織，并且通過沿著層位將層位或屬性體（attributevolume)整平使沉積 域中這些層位或其上的屬性可視。具體地，該算法要求輸入需要用可選方法諸如手工挑選 法挑選的主要層位。在主要層位包括（bracket)的層段內，次要層位或者與頂部層位或底 部層位平行地內插，在其間線性地內插，或者沿著從地震屬性估計的局部傾角和走向。通過 構建，內插的次要層位沒有相互交叉。
[0011]在為 2008 年 6 月 9-12 日意大利羅馬舉行的 70thEAGE(EuropeanAssociation ofGeoscientistsandEngineers)ConferenceandExhibition提交的且從 2008 年 5月26日開始可從www.earthdoc.org下載獲得的名稱為〃AnApproachofSeismic InterpretationBasedonCognitiveVision〃的論文中，Verney等公開通過米用基于"認 知視覺（cognitivevision)"的人工智能工具以地質學為基礎解釋地震數(shù)據(jù)的方法。利用 地震數(shù)據(jù)中的體素連通性（voxelconnectivity)檢測第一順序反射層連續(xù)性。然后，進行 視覺表征步驟。例如，基于反射層位于彼此的上方或者下方建立地質年代順序關系。最后， 通過融合所有節(jié)點--(a)共享類似的視覺屬性（振幅、厚度、傾角），并且（b)位于與至少 一個其它反射層相似的距離處，從反射層中確定地質層位。結果是一組按年代順序排列的 層位。
[0012] 授予Dunn和Czernuszenko的美國專利號 7, 024, 021，"MethodforPerforming Stratigraphically-BasedSeedDetectionina3-DSeismicDataVolume，'公開了 一種三維地質體挑選器和分析器。在該專利中，挑選幾種精選的地質體，其可包括屬性值 在指定范圍內的地質體或者鄰近某屬性值的地質體。在挑選期間，地質體采用圖示標準 (mapviewcriteria)進行分析以檢測和消除自身重疊地質體，并且代替地產生復合地質 體（compositegeobody)。復合地質體至少滿足沒有自身重疊的拓撲條件，但地質體之間的 邊界通過體素（voxel)被檢測到的順序進行確定。
[0013] 在"SystemandMethodforDisplayingSeismicHorizonswith Attributes" (PCT專利申請公布號W0 2007046107)中，James公開了一種地震自動挑選器， 其產生單值層位并且當層位裂開時通常選取正確的分支。解釋程序通過在地震數(shù)據(jù)體積內 手工選擇一個或多個種子點（seedpoint)將該方法初始化。該算法利用種子點從鄰近跡 線中挑選一組次要點--其然后被作為新的種子點進行處理，并且重復該程序。導致自身 重疊的次要挑選被舍棄，但是沒有顯示與其它層位的拓撲一致性。該算法主要基于受控的 前進式（marching) 〇
[0014]授予Cacas的美國專利號 7,257,488("MethodofSedimentologic InterpretationbyEstimationofVariousChronologicalScenariosofSedimentary LayersD印osition")公開了一種采用上/下關系將地震和地質層位組織成層次以便于其 地層學解釋的方法。該方法通過利用對沉積層沉積的實際地質年代情況的估計自動從地震 數(shù)據(jù)中抽取沉積學解釋有關的信息。該算法通過設定地震數(shù)據(jù)閾值并采用形態(tài)學細化以產 生單個層位而開始。如果多個層位交叉，那么將最線性的一對組合而將其它的明確分離。該 方法然后迭代地估計沉積層沉積的第一和第二地質年代情況，分別假定各個反射層沉淀在 沉積層沉積過程期間的最早和最晚可能時刻。以參考層位開始，該算法基本上列舉了之上 和之下的層位以建立相對順序。最終進行這兩個地質年代情況的解釋以便重建沉積層的沉 積情況。
[0015] 相對順序上的差異被用于估計情況（scenario)不確定性。
[0016]授予Cacas的英國專利號 2,444,I67("MethodforStratigraphic InterpretationofSeismicImages")公開了一種地震圖象的地質學解釋以便確定地下 的沉積歷史的方法。該方法涉及自動跟蹤產生至少一個層位的事件，選擇具有在所述層位 處或附近的窗口抽取的類似地震屬性的層位，以及沿所選擇的層位將地震體整平。
[0017]授予Borgos的美國專利號 7, 248, 539(''ExtremaClassification"）公開了 一 種通過波形簇和碎片特性中共同的成員（commonmembership)進行層位碎片（horizon patch)形成和合并的方法。該方法通過抽取例如所有的峰挑選層位，但是通過將波形簇集 使它們相關聯(lián)。屬于同一簇的挑選被用于定義按照特性諸如簇指標、位置或地震屬性合并 成較大層位的層位碎片。具體地，方法通過3D地震輸入體（inputvolume)的極值表示法 用二次抽樣精密度定義了地震層位的位置。對于各個極值，它得自表示極值位置附近地震 波形的形狀的系數(shù)，并且通過利用這些系數(shù)無人監(jiān)督的或有監(jiān)督的分類將極值位置分成具 有相似波形的組。它然后抽取原始表面作為表面層段，其沿著地震體的極值空間上連續(xù)并 且在分類體的分類指標中連續(xù)。通過對與每個碎片相連的特性諸如分類指標、位置、屬性值 等進行過濾，一組碎片可被組合成最終的層位解釋。揭示了原始表面的三個基本應用：將原 始表面組合成完整層位進行解釋；將地震體內的閉合容