利用地震纹理特性识别小断层的方法
【专利摘要】本发明提供一种利用地震纹理特性识别小断层的方法，该利用地震纹理特性识别小断层的方法包括：步骤1，输入叠后地震数据，包含地下地层的断层、构造和岩石信息；步骤2，借鉴图像纹理分析方法，改进共生矩阵技术，计算地震纹理特性；步骤3，根据步骤2得到的地震纹理特性分布，进行基于纹理控制的高信噪比处理；步骤4，进行基于改进三维倾角和曲率的断层识别；步骤5，输出断层识别结果。该利用地震纹理特性识别小断层的方法能突出断层在地震资料上的响应特征，刻画5?10米的小断层，是一种高灵敏度的识别微小断层的方法。
【专利说明】
利用地震纹理特性识别小断层的方法
技术领域
[0001]本发明涉及石油勘探开发领域中复杂断块油藏评价和地层微断裂识别等方面，特别是涉及到识别小断层的方法。
【背景技术】
[0002]断裂系统研究贯穿于油气田勘探开发的整个过程。勘探阶段的区域断裂研究，对于研究沉积盆地的形成演化过程，正确划分区域地层层位，分析有利的油气圈闭样式及其形成机制，具有至关重要的意义。在油气开发阶段，局部小断裂的精细识别与描述，对于研究圈闭边界的封堵性，分析构造的含油气性，寻找相对完整的含油气断块，划分不同的含油气系统，正确设计钻井井位于也同样具有十分重要的意义。
[0003]长期以来人们围绕断裂系统的精确描述做出了大量的努力，提出并应用了很多描述方法，如层位边界增强技术、断层切片技术、相干体(其中包括第一代、第二代和第三代)分析技术和边缘增强属性分析技术等。其中相干体分析技术使面向断裂及岩性边界的不连续边界分析技术提高到了一个新的水平。
[0004]分频相位体扫描技术是最近两年来刚刚兴起的一项基于频率域的断层分析新技术，它对不连续地质体进行精细成像，在识别断层、岩相变化方面，较常规方法有独到的优点，具有一定的应用潜力。
[0005]众所周知，岩性或油气信息寓于地震反射波形之中，它能以形象、直观的显示提供给解释人员。但是对于一些弱反射波或者波形特征不明显的反射波及一些复合反射波，在时间域中就难以进行岩性、油气信息的研究，把它们变换到频率域中，在某些方面的研究要比在时间域中简单、方便，并且所研究的内容和意义也比在时间域中更加深刻。相位对地震特征的微小扰动是十分敏感的。如果时窗内的岩性在横向上是稳定的，那么它的相位响应也同样是稳定的。如果出现横向不连续性，那么穿过不连续体时，相位响应就会变得不稳定。分频相位体分析技术就是将常规三维数据体通过短时窗离散傅立叶变换转换到频率域，利用不同频率范围生成的相位滞后时间分布图对断层进行显示。
[0006]三维地震发展对精细研究断裂系统带来的便利，三维振幅切片方便了剖面断裂的横向组合，为断层横向延伸方向的确定创造了条件。而相干体的出现使得人们能够更客观地从三维资料本身确定断裂，克服了人为因素的影响，朝着自动化解释的方向迈出了一大步。其它属性，如倾角、倾向、方差和混沌等属性，是计算机图像处理技术在地震解释领域的直接应用，它们为更精确地研究断面和层位面的产状提供了工具。而分频技术是解决断裂组合等问题的有力工具。
[0007]然而，应该看到，获得满意处理效果的前提是原始资料的高质量。在这里，地震波偏移成像技术与去噪技术的发展与应用起着决定性作用。对于偏移归位好且资料信噪比高的资料，属性分析与处理的断层面一定是清晰的曲面;而对于偏移不好的原始地震资料，未完全收敛的散射波、绕射波与有效波同相轴的干涉，会降低资料的横向连续性，影响各种处理方法的使用效果。同样，各种噪声干扰不仅影响各种属性值的提取，而且影响根据提取参数对图像所作的进一步处理。
[0008]此外，目前所涉及的断裂系统精细描述方法都只局限于断裂的几何形态描述，是被动的图像解释，并未涉及到断裂产生的机制及其所反映的深层次的地质成因。因此，一方面地震的分辨率是各种图像处理技术必须关注的应用前提，超出地震分辨能力的图像处理结果并非是地下地质情况的真实反映，而从地质成因的角度或许能更有效地区别真伪图像，对小尺度断裂系统作合理识别和推测。为此我们发明了一种新的利用地震纹理特性识别小断层的方法，解决了以上技术问题。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种提高对小断层识别的敏感性的方法，该方法也可以刻画复杂断块油藏边界，寻找致密或页岩地层微裂隙发育区，为研究人员确定钻井井位、开发方案制定和估算油气储量提供可靠资料。
[0010]本发明的目的可通过如下技术措施来实现:利用地震纹理特性识别小断层的方法，该利用地震纹理特性识别小断层的方法包括:步骤I，输入叠后地震数据，包含地下地层的断层、构造和岩石信息；步骤2，借鉴图像纹理分析方法，改进共生矩阵技术，计算地震纹理特性;步骤3，根据步骤2得到的地震纹理特性分布，进行基于纹理控制的高信噪比处理；步骤4，进行基于改进三维倾角和曲率的断层识别;步骤5，输出断层识别结果。
[0011 ]本发明的目的还可通过如下技术措施来实现:
[0012]在步骤2中，借鉴图像纹理分析方法，改进共生矩阵技术，通过空间任意两点数值大小概率分布，计算其空间相关性，将相关度高的点连接成线，得到其纹理分布;在计算空间相关性时，根据地震剖面的平行或亚平行层状分布的特殊性，在横向上计算空间相关性时横向上赋予其较高权值，引导其按一定方向计算纹理分布。
[0013]在步骤2中，具体步骤为:对叠后地震数据，选取目的层段时窗，取时窗内任一点及空间另一点，得到这两点的数值对，固定这两点距离后，移动这两个点，遍历整个三维地震体，统计这种数据对在空间出现的概率，然后增大或减小两点距离，同样取得新的数据对在空间的数据概率分析，在横向即平行地层方向上提高其概率分布的权值，得到反映纹理方向的新的三维数据体。
[0014]在步骤3中，对步骤2得到的地震纹理特性分布，沿地震纹理方向开展滤波处理，去除纹理间的杂乱反射，保持地层的横向连续性。
[0015]在步骤3中，具体步骤为:将得到的地震纹理数据和叠后地震数据作为输入，选择目标层段后，根据纹理数据计算时窗内纹理的展布方向，选择滤波器，根据纹理数据计算得到的方向旋转滤波窗口方向并调整其大小，滤去层间干扰信息，突出垂向断层信息。
[0016]在步骤4中，通过计算地层倾角和曲率在三维空间的异常来提高断层识别的灵敏度，从不同方向计算地震三维子集的方向导数，获取断层引起的细微变化，刻画低序级小断层的空间展布。
[0017]在步骤4中，具体步骤为:输入高信噪比处理后的地震数据，选择三维空间任一点，计算其从O到360度每隔5度取一个方向，计算其倾角和曲率，统计其各个方向的倾角和曲率的概率分布，选取最异常的倾角和曲率，将二者叠加进一步突出异常信息，进而得到剖面和三维空间的断层识别结果。
[0018]在步骤5中，将倾角和曲率联合属性分析结果根据需要输出剖面或平面图像，或以三维数据形式输出到别的软件系统开展进一步分析研究。
[0019]本发明中的利用地震纹理特性识别小断层的方法，主要用于石油勘探开发领域中复杂断块油藏评价和地层微断裂识别等方面。将野外采集得到的地震资料计算其纹理特征；以纹理作为方向控制进行高信噪比处理，突出地层不连续性的信息使之适应断层识别；在此基础上计算地震三维结构倾角和三维曲率，根据地层曲率和倾角的细微变化，刻画小断层的空间展布，为复杂小断块油藏评价提供可靠的基础信息。该方法只要输入三维地震资料，设定分析范围后，可以得到低序级断层的空间展布信息。该专利提出的方法提高了对小断层识别的敏感性，可以刻画复杂断块油藏边界，寻找致密或页岩地层微裂隙发育区，为研究人员确定钻井井位、开发方案制定和估算油气储量提供可靠资料。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的利用地震纹理特性识别小断层的方法的一具体实施例的流程图；[0021 ]图2为本发明的一具体实施例中地震纹理特性计算流程图；
[0022]图3为本发明的一具体实施例中基于纹理控制的高信噪比处理流程图；
[0023]图4为本发明的一具体实施例中基于改进三维倾角和曲率的断层识别流程图。
【具体实施方式】
[0024]为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
[0025]如图1所示，图1为本发明的利用地震纹理特性识别小断层的方法的流程图。
[0026]步骤101，地震数据的输入。
[0027]输入叠后地震数据，叠后地震数据包含地下地层的断层、构造和岩石信息。
[0028]步骤102，地震纹理特性计算
[0029]本发明在地震纹理特性计算中借鉴图像纹理分析方法，改进共生矩阵技术，这种技术通过空间任意两点数值大小概率分布，计算其空间相关性，将相关度高的点连接成线，得到其纹理分布。该方法对地震剖面而言有其特殊性，在计算空间相关性时，根据地震剖面的平行或亚平行层状分布的特殊性，在横向上计算空间相关性时横向上赋予其较高权值，引导其按一定方向计算纹理分布。具体步骤为:对叠后地震数据，选取目的层段时窗，取时窗内任一点及空间另一点，得到这两点的数值对，固定这两点距离后，移动这两个点，遍历整个三维地震体，统计这种数据对在空间出现的概率，然后增大或减小两点距离，同样取得新的数据对在空间的数据概率分析，在横向即平行地层方向上提高其概率分布的权值，得到反映纹理方向的新的三维数据体。地震纹理特性计算流程如图2所示。
[0030]步骤103，基于纹理控制的高信噪比处理
[0031]对步骤102得到的地震纹理特性分布，沿地震纹理方向开展滤波处理，去除纹理间的杂乱反射，保持地层的横向连续性，此方法突出了垂向的断层信息，提高了对断层识别能力。具体步骤为:将得到的地震纹理数据和叠后地震数据作为输入，选择目标层段后，根据纹理数据计算时窗内纹理(地层)的展布方向，选择滤波器，根据纹理数据计算得到的方向旋转滤波窗口方向并调整其大小，滤去层间干扰信息，突出垂向断层信息。这种处理方法利用纹理的方向导数建立处理参数控制场，滤波后地震资料横向层间的噪声得到有效去除，而纵向分布的断裂信息得到有效保留。基于纹理控制的高信噪比处理流程如图3所示。
[0032]步骤104，基于改进三维倾角和曲率的断层识别
[0033]本步骤通过计算地层倾角和曲率在三维空间的异常来提高断层识别的灵敏度:从不同方向计算地震三维子集的方向导数，获取断层引起的细微变化，刻画低序级小断层的空间展布。具体步骤为:输入高信噪比处理后的地震数据，选择三维空间任一点，计算其从O至IJ360度每隔5度取一个方向，计算其倾角和曲率，统计其各个方向的倾角和曲率的概率分布，选取最异常的倾角和曲率，将二者叠加进一步突出异常信息，进而得到剖面和三维空间的断层识别结果。基于改进三维倾角和曲率的断层识别如图4所示。
[0034]步骤105，输出断层识别结果
[0035]将倾角和曲率联合属性分析结果根据需要输出剖面或平面图像，也可以三维数据形式输出到别的软件系统开展进一步分析研究。为研究人员确定钻井井位、开发方案制定和估算油气储量提供可靠资料。
【主权项】
1.利用地震纹理特性识别小断层的方法，其特征在于，该利用地震纹理特性识别小断层的方法包括: 步骤1，输入叠后地震数据，包含地下地层的断层、构造和岩石信息； 步骤2，借鉴图像纹理分析方法，改进共生矩阵技术，计算地震纹理特性； 步骤3，根据步骤2得到的地震纹理特性分布，进行基于纹理控制的高信噪比处理； 步骤4，进行基于改进三维倾角和曲率的断层识别； 步骤5，输出断层识别结果。2.根据权利要求1所述的利用地震纹理特性识别小断层的方法，其特征在于，在步骤2中，借鉴图像纹理分析方法，改进共生矩阵技术，通过空间任意两点数值大小概率分布，计算其空间相关性，将相关度高的点连接成线，得到其纹理分布;在计算空间相关性时，根据地震剖面的平行或亚平行层状分布的特殊性，在横向上计算空间相关性时横向上赋予其较高权值，引导其按一定方向计算纹理分布。3.根据权利要求2所述的利用地震纹理特性识别小断层的方法，其特征在于，在步骤2中，具体步骤为:对叠后地震数据，选取目的层段时窗，取时窗内任一点及空间另一点，得到这两点的数值对，固定这两点距离后，移动这两个点，遍历整个三维地震体，统计这种数据对在空间出现的概率，然后增大或减小两点距离，同样取得新的数据对在空间的数据概率分析，在横向即平行地层方向上提高其概率分布的权值，得到反映纹理方向的新的三维数据体。4.根据权利要求1所述的利用地震纹理特性识别小断层的方法，其特征在于，在步骤3中，对步骤2得到的地震纹理特性分布，沿地震纹理方向开展滤波处理，去除纹理间的杂乱反射，保持地层的横向连续性。5.根据权利要求4所述的利用地震纹理特性识别小断层的方法，其特征在于，在步骤3中，具体步骤为:将得到的地震纹理数据和叠后地震数据作为输入，选择目标层段后，根据纹理数据计算时窗内纹理的展布方向，选择滤波器，根据纹理数据计算得到的方向旋转滤波窗口方向并调整其大小，滤去层间干扰信息，突出垂向断层信息。6.根据权利要求1所述的利用地震纹理特性识别小断层的方法，其特征在于，在步骤4中，通过计算地层倾角和曲率在三维空间的异常来提高断层识别的灵敏度，从不同方向计算地震三维子集的方向导数，获取断层引起的细微变化，刻画低序级小断层的空间展布。7.根据权利要求6所述的利用地震纹理特性识别小断层的方法，其特征在于，在步骤4中，具体步骤为:输入高信噪比处理后的地震数据，选择三维空间任一点，计算其从O到360度每隔5度取一个方向，计算其倾角和曲率，统计其各个方向的倾角和曲率的概率分布，选取最异常的倾角和曲率，将二者叠加进一步突出异常信息，进而得到剖面和三维空间的断层识别结果。8.根据权利要求1所述的利用地震纹理特性识别小断层的方法，其特征在于，在步骤5中，将倾角和曲率联合属性分析结果根据需要输出剖面或平面图像，或以三维数据形式输出到别的软件系统开展进一步分析研究。
【文档编号】G01V1/30GK105954800SQ201610280706
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】赵国芳, 石兆冰, 赵国光, 任志恒, 汪雄
【申请人】地大汇能（北京）科技有限公司