地震层位骨架化的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请为分案申请，原申请的申请日为2009年4月24日、申请号为 200980118674. 9 (PCT/US2009/041671)、发明名称为"地震层位骨架化"。
[0002] 相关申请的交叉参考
[0003] 本申请要求在2008年5月22日提交的美国临时申请61/128, 547 ;在2008年 6月9日提交的美国临时申请61/131，484;和在2009年4月14日提交的美国临时申请 61/169, 122 的权益。
技术领域
[0004] 本发明一般涉及地球物理和地质勘探领域，更具体地涉及地震数据的分析。具体 地，本发明是为了突出可能包含烃的区域产生目标诸如表面和地质体（geobody)并且自动 分析它们的方法。本发明一种具体的实施方式是从地震数据体（seismicdatavolume)中 同时产生并分析许多地层学一致的表面。
【背景技术】
[0005] 在地震数据处理和解释中将地震数据体减少至其基于内反射的表面或层位是有 利的。这些表面共同形成地震体（seismicvolume)的骨架（skeleton)。已经描述了许多 通过地震数据体一次地抽取或跟踪一个层位或表面的方法。这些方法中的大多数都产生 最终相互重叠的表面。因此，同一表面可具有与同一空间位置相关的多个深度（或反射时 间）。一些方法通过放弃每个位置除了一个以外的所有值防止多值表面。一般地，它们只存 储在执行该方法期间遇到的第一个值，只是不记录后面的值。而且，如果多个表面被跟踪， 一个表面可能在一个位置处与另一表面相重叠，而在另一位置出现相反的关系。这些情况 可总称为拓扑不一致。迄今为止公布的方法--其中一些在下面进行了概述--很大程度 上忽视了拓扑一致性（topologyconsistency)。
[0006] 在〃TheBinaryConsistencyCheckingSchemeandItsApplicationsto SeismicHorizonDetection,〃IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachine Intelligence, 11,439-447(1989)中，Cheng和Lu描述了从二维数据中抽取地震骨架的方 法。第三维引入的问题既没讨论也没解决。该程序采用迭代方法，其中强的层位被首先跟 踪，而较弱的层位在后面的迭代中进行跟踪。在任意迭代时，跟踪被局限于较早迭代中已经 跟踪的层位所描绘的区域。通过将多个邻近的迹线同时关联进行跟踪。结合两种方法使得 将地质组构（geologicfabric)合并成结果。该方法还被描述在〃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释地震数据的应 用。地震骨架是两维的，并且当层位裂开时，跟随哪一个分支的决定没有地质学根据。相反， 该方法尝试以使倾角变化最小化的方式使三条邻近迹线的事件相关联。该方法仅包括层位 的迭代生长。
[0008] 此夕卜，''AdaptationofSeismicSkeletonizationforOtherGeoscience Applications,''Vasudevan,Eaton,andCook,GeophysicalJournalInternational 162,975-993(2005)是早期工作的继续，实现了骨架化（剖面线条化，skeletonization)具 有除地震处理和解释以外的地球科学应用。
[0009] 在〃BranchAndBoundSearchForAutomaticLinkingProcessOfSeismic Horizons,''Huang,PatternRecognition23,657-667(1990)中，Huang公开了层位生长的 两维方法，其允许层位相互交叉和穿透，这违反了地质地层不交叉的地层学范例。该方法 只揭示了地层的产生，这是通过挑选事件例如峰，在这些事件之间建立所有可能连接的树， 然后选择产生最线性层位的事件。对连接树的分支进行选择以使层位非线性的价格函数 (costfunction)最小化。
[0010]"HowToCreateAndUse3DWheelerTransformedSeismicVolumes,"de Groot，deBruin,andHemstra，SEG2006公开了一种解释方法，所述方法通过依照局部的 倾角和走向用重采样分辨（二次抽样决定，sub-sampleresolution)内插层位，将这些层 位以连续的顺序组织，并且通过沿着层位将层位或属性体（attributevolume)整平使沉积 域中这些层位或其上的属性可视。具体地，该算法要求输入需要用可选方法诸如手工挑选 法挑选的主要层位。在主要层位包括（bracket)的层段内，次要层位或者与顶部层位或底 部层位平行地内插，在其间线性地内插，或者沿着从地震属性估计的局部倾角和走向。通过 构建，内插的次要层位没有相互交叉。
[0011]在为 2008 年 6 月 9-12 日意大利罗马举行的 70thEAGE(EuropeanAssociation ofGeoscientistsandEngineers)ConferenceandExhibition提交的且从 2008 年 5月26日开始可从www.earthdoc.org下载获得的名称为〃AnApproachofSeismic InterpretationBasedonCognitiveVision〃的论文中，Verney等公开通过米用基于"认 知视觉（cognitivevision)"的人工智能工具以地质学为基础解释地震数据的方法。利用 地震数据中的体素连通性（voxelconnectivity)检测第一顺序反射层连续性。然后，进行 视觉表征步骤。例如，基于反射层位于彼此的上方或者下方建立地质年代顺序关系。最后， 通过融合所有节点--(a)共享类似的视觉属性（振幅、厚度、倾角），并且（b)位于与至少 一个其它反射层相似的距离处，从反射层中确定地质层位。结果是一组按年代顺序排列的 层位。
[0012] 授予Dunn和Czernuszenko的美国专利号 7, 024, 021，"MethodforPerforming Stratigraphically-BasedSeedDetectionina3-DSeismicDataVolume，'公开了 一种三维地质体挑选器和分析器。在该专利中，挑选几种精选的地质体，其可包括属性值 在指定范围内的地质体或者邻近某属性值的地质体。在挑选期间，地质体采用图示标准 (mapviewcriteria)进行分析以检测和消除自身重叠地质体，并且代替地产生复合地质 体（compositegeobody)。复合地质体至少满足没有自身重叠的拓扑条件，但地质体之间的 边界通过体素（voxel)被检测到的顺序进行确定。
[0013] 在"SystemandMethodforDisplayingSeismicHorizonswith Attributes" (PCT专利申请公布号W0 2007046107)中，James公开了一种地震自动挑选器， 其产生单值层位并且当层位裂开时通常选取正确的分支。解释程序通过在地震数据体积内 手工选择一个或多个种子点（seedpoint)将该方法初始化。该算法利用种子点从邻近迹 线中挑选一组次要点--其然后被作为新的种子点进行处理，并且重复该程序。导致自身 重叠的次要挑选被舍弃，但是没有显示与其它层位的拓扑一致性。该算法主要基于受控的 前进式（marching) 〇
[0014]授予Cacas的美国专利号 7,257,488("MethodofSedimentologic InterpretationbyEstimationofVariousChronologicalScenariosofSedimentary LayersD印osition")公开了一种采用上/下关系将地震和地质层位组织成层次以便于其 地层学解释的方法。该方法通过利用对沉积层沉积的实际地质年代情况的估计自动从地震 数据中抽取沉积学解释有关的信息。该算法通过设定地震数据阈值并采用形态学细化以产 生单个层位而开始。如果多个层位交叉，那么将最线性的一对组合而将其它的明确分离。该 方法然后迭代地估计沉积层沉积的第一和第二地质年代情况，分别假定各个反射层沉淀在 沉积层沉积过程期间的最早和最晚可能时刻。以参考层位开始，该算法基本上列举了之上 和之下的层位以建立相对顺序。最终进行这两个地质年代情况的解释以便重建沉积层的沉 积情况。
[0015] 相对顺序上的差异被用于估计情况（scenario)不确定性。
[0016]授予Cacas的英国专利号 2,444,I67("MethodforStratigraphic InterpretationofSeismicImages")公开了一种地震图象的地质学解释以便确定地下 的沉积历史的方法。该方法涉及自动跟踪产生至少一个层位的事件，选择具有在所述层位 处或附近的窗口抽取的类似地震属性的层位，以及沿所选择的层位将地震体整平。
[0017]授予Borgos的美国专利号 7, 248, 539(''ExtremaClassification"）公开了 一 种通过波形簇和碎片特性中共同的成员（commonmembership)进行层位碎片（horizon patch)形成和合并的方法。该方法通过抽取例如所有的峰挑选层位，但是通过将波形簇集 使它们相关联。属于同一簇的挑选被用于定义按照特性诸如簇指标、位置或地震属性合并 成较大层位的层位碎片。具体地，方法通过3D地震输入体（inputvolume)的极值表示法 用二次抽样精密度定义了地震层位的位置。对于各个极值，它得自表示极值位置附近地震 波形的形状的系数，并且通过利用这些系数无人监督的或有监督的分类将极值位置分成具 有相似波形的组。它然后抽取原始表面作为表面层段，其沿着地震体的极值空间上连续并 且在分类体的分类指标中连续。通过对与每个碎片相连的特性诸如分类指标、位置、属性值 等进行过滤，一组碎片可被组合成最终的层位解释。揭示了原始表面的三个基本应用：将原 始表面组合成完整层位进行解释；将地震体内的闭合容