三維地震定向體曲率分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及石油地震勘探數(shù)據(jù)處理與解釋領(lǐng)域，是一種通過地震信號(hào)的定向高斯 迭代濾波算法和地震定向體曲率方法的組合，在消除地震數(shù)據(jù)特定空間方向噪聲的同時(shí)， 提取和突出特定方向上，儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)及地質(zhì)構(gòu)造的不連續(xù)性異常信息，為儲(chǔ)層預(yù)測與地質(zhì)構(gòu) 造解釋提供支持的Ξ維地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 地震資料中包含豐富的具有各種方向特征的地質(zhì)異常信息，提取運(yùn)些地質(zhì)異常及 其方向信息是油氣地球物理勘探的重要內(nèi)容，然而，運(yùn)些有效信息常受到地震資料中所含 的噪聲的影響，因此，壓制噪聲、同時(shí)保留地震資料中的地震異常信息及其方向特征十分重 要。傳統(tǒng)的基于高斯濾波的噪聲壓制方法，在數(shù)據(jù)各個(gè)方向上的濾波權(quán)重相同，缺乏在特定 方向上壓制噪聲，突出相應(yīng)方向有效信息的能力。針對(duì)運(yùn)一問題，不少研究者做了大量工 作，F(xiàn)reeman (1991)提出了一種方向自適應(yīng)濾波設(shè)計(jì)方法，運(yùn)種方向?yàn)V波器由一個(gè)方向?yàn)V波 器基集的元素通過插值得到，但卻未能指出如何正確得到運(yùn)個(gè)濾波器基集和正確的插值規(guī) 貝1J;化η Ginke 1等（1997)提出去卷積的方法來提高高斯濾波的角分辨率，但是該方法用到 計(jì)算復(fù)雜的傅立葉去卷積算法。Geusebroek等(2003)提出了一種快速各向異性高斯濾波方 法，運(yùn)種濾波器通過在兩個(gè)不同方向上選用不同的高斯尺度，從而使濾波器可W在去噪時(shí) 可W較好保留圖像邊緣等重要信息，并利用高斯函數(shù)的可分解性將濾波器沿長軸和短軸方 向分解為兩個(gè)一維濾波器與圖像卷積，使計(jì)算簡化。
[0003] 地震曲率屬性是繼相干技術(shù)后的又一種強(qiáng)大的地震幾何屬性分析方法。20世紀(jì)90 年代中期W來，W二階導(dǎo)數(shù)為基礎(chǔ)的曲率屬性在構(gòu)造解釋上得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用， 如檢測地質(zhì)的張開裂縫與高斯曲率的關(guān)系化isle, 1994);Ericsson等人（1998)論證了油氣 產(chǎn)量與曲率之間的關(guān)系，認(rèn)為曲率非常有助于常規(guī)構(gòu)造和地形解釋、改善斷層的成像質(zhì)量； Roberts(2001)詳述了曲率屬性的基本理論，提出了第一代曲率分析方法一一層面曲率屬 性（surface curva化re attr化ute)的計(jì)算和工作流程，表明曲率屬性對(duì)提取斷層和裂縫 走向等構(gòu)造幾何特征十分有效，為曲率屬性在地震資料構(gòu)造解釋中的推廣和應(yīng)用奠定了基 礎(chǔ)；Hart(2002)研究了新墨西哥州西北部地層的走向曲率與張開裂縫有密切的關(guān)系； Bergbauer等人（2003)采用kx-ky濾波計(jì)算了不同波長的曲率；Al-Dossary和Ma;rfu;rt (2006)實(shí)現(xiàn)了基于Ξ維地震數(shù)據(jù)體的第二代曲率分析方法一一體曲率屬性(volumetric curva化re attribute)，它同時(shí)利用了地震資料的振幅信息和地震反射的幾何特征信息， 可W減少噪聲和層位追蹤的閉合差對(duì)曲率的影響。
[0004] 地震數(shù)據(jù)去噪時(shí)，如果不能較好地保留地震異常信息及其方向特征，不利于提高 儲(chǔ)層地震檢測與構(gòu)造解釋的精度。如果在地震數(shù)據(jù)去噪處理中，能根據(jù)解釋的需要，保留和 加強(qiáng)特定方向的地質(zhì)異常、并在后續(xù)的曲率屬性分析中進(jìn)一步提取和突出相應(yīng)方向的不連 續(xù)性異常信息，則能更精確可靠地檢測儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)及地質(zhì)構(gòu)造信息(如不同方向斷層、裂縫帶 及其密度等指標(biāo)）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的Ξ維地震定向體曲率分析方法，是要提供一種地震信號(hào)的定向高斯迭代 濾波和地震定向體曲率方法相結(jié)合的地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)。它能很好地消除地震數(shù)據(jù)存在的 隨機(jī)噪聲，并根據(jù)儲(chǔ)層與構(gòu)造解釋的需要，保留、提取和突出特定方向的不連續(xù)性異常信 息，在提高地震資料信噪比的同時(shí)更加準(zhǔn)確可靠地檢測地下斷裂系統(tǒng)和儲(chǔ)層的空間分布和 內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0006] 本發(fā)明的Ξ維地震定向體曲率分析方法，建立了能控制任意特定方向的地震信號(hào) Ξ維定向高斯迭代濾波方法，計(jì)算效率高，算法簡潔，它能在去除噪聲的同時(shí)，選擇性地保 留和增強(qiáng)地震資料中特定方向的地質(zhì)異常信息，有利于更好地展示不同方向的地質(zhì)異常特 征。
[0007] 本發(fā)明的Ξ維地震定向體曲率分析方法，建立了地震定向體曲率分析方法，能與 地震信號(hào)Ξ維定向高斯迭代濾波預(yù)處理相匹配，提取特定方向的地質(zhì)不連續(xù)性異常信息， 且受人為因素和層位拾取誤差的影響小，突出特定方向上的儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)及地質(zhì)構(gòu)造特征。
[000引本發(fā)明的Ξ維地震定向體曲率分析方法，具有如下優(yōu)越性：
[0009] (1)在地震數(shù)據(jù)去噪處理中，能根據(jù)儲(chǔ)層與構(gòu)造解釋的具體應(yīng)用要求，在目的層段 或追蹤的地層傾角方向上，確定保留和增強(qiáng)地震資料中特定方向的地質(zhì)異常信息，有利于 更好地展示不同方向的地質(zhì)異常特征。
[0010] 間將地震信號(hào)的Ξ維定向高斯迭代濾波作為地震數(shù)據(jù)去噪的預(yù)處理，然后利用地 震定向體曲率分析提取和突出特定方向的地震異常信息，運(yùn)種組合處理流程提高了特定方 向不連續(xù)性地質(zhì)異常信息提取的質(zhì)量和精度。
[0011] 本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)原理如下：
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)首先對(duì)沿目的層段或追蹤的地層傾角方向上的Ξ維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行 Ξ維定向高斯迭代濾波，然后利用地震定向體曲率分析提取和突出Ξ維地震數(shù)據(jù)在目的層 段的特定方向上的不連續(xù)性地質(zhì)異常。
[0013] 地震資料的Ξ維定向高斯迭代濾波利用W下定向高斯濾波器實(shí)現(xiàn)：
[0014]
[0015] 其中0表示相對(duì)于X軸的旋轉(zhuǎn)角度，即濾波方向角，它決定了濾波的方向。Δχ和Ay 分別為空間中X方向和y方向的濾波尺度因子，它們決定了濾波器的寬度或長度，它們越大， 濾波對(duì)地震數(shù)據(jù)的平滑程度越強(qiáng)。
[0016] Ξ維定向高斯迭代濾波首先根據(jù)地震解釋目標(biāo)的需求和地震信號(hào)的信噪比，設(shè)定 具體的濾波方向角W及x、y方向的濾波尺度，將Ξ維地震數(shù)據(jù)體在目的層段或追蹤的地層 傾角方向上的地震信號(hào)，在濾波方向角的一定鄰域范圍內(nèi)，同時(shí)在空間和深度方向上與定 向高斯濾波器迭代進(jìn)行卷積實(shí)現(xiàn)。
[0017] 對(duì)于地震定向體曲率屬性的計(jì)算，首先在Ξ維定向高斯迭代濾波處理后的Ξ維地 震資料的基礎(chǔ)上，計(jì)算Ξ維定向視傾角dip(P，Q)，它可由Ξ維瞬時(shí)頻率ω (X，y，t)和瞬時(shí)波 數(shù) k