一种多模式匹配地震层位快速追踪方法及装置与流程

本发明涉及一种地球物理勘探地震解释及综合研究领域，具体是一种多模式匹配地震层位快速追踪方法及装置。

背景技术：

地震层位解释与追踪是油田勘探开发中的一项重要基础工作，层位追踪结果直接影响后续的构造解释和砂体描述。传统的层位追踪方法往往是通过解释研究人员手工解释，工作量大、效率低，同时对于一些特殊的地震反射特征如：弱反射、不连续反射，追踪解释难度大，造成了每个人解释的结果都不一样的情况，给勘探工作带来不小的困难。

地震层位解释主要是通过地震反射特征构成同向轴的相似性来进行追踪，地震振幅波形特征的变化多样，上下层之间也有一定的联系，如何通过地震数据上下层间的振幅组合特征进行层位的自动追踪是目前地震解释中面临的难题。因此，针对上述问题提出一种多模式匹配地震层位快速追踪方法及装置。

技术实现要素：

一种多模式匹配地震层位快速追踪方法及装置，所述多模式匹配地震层位快速追踪方法及装置包括如下步骤：

(1)首先将研究区的井震数据进行标定，确定不同井点位置目的层位的地震反射特征，根据地震特征将不同地震反射特征进行分类；

(2)将每一类地震反射特征对应的地震波形进行模式化表征，对所在波形的振幅按照一定的值域范围进行划分，将地震波形分解成不同振幅区间的组合模式；

(3)对每一类地震反射特征选择相应的位置拾取种子点，按照上、下、左、右四个方向进行特征匹配追踪，计算相邻点的距离，并判断与相邻2个层位点组成的直线距离，若距离小于设定的阈值，则将结果保存，并将该点作为种子点保存到队列中；

(4)如果队列中还有种子点，则输出队列中的第一个种子点，按照步骤3进行重复，直到队列中没有种子点后停止；

(5)对不同的地震反射特征，重复步骤2、步骤3和步骤4，直到所有的位置都完成了层位的追踪；

(6)对追踪后的层位进行交叉验证，将交叉验证结果大于预设阈值的追踪结果进行删除，重新选择地震波形特征和种子点位置，按照步骤5再次进行迭代追踪，直到完成全区的追踪并交叉验证小于给定的阈值，全区层位追踪结束。

进一步地，所述步骤(1)中所述井震数据包含地震数据、解释数据、井位数据、井曲线、井分层及岩性数据。

进一步地，所述步骤(2)中将地震波形模式化表征的方法为，首先将地震波形进行区间划分，每一个区间数据代表一种数据特征，根据一定的上下时窗内的区间数据分别定义区间组合模式。

进一步地，所述步骤(2)中使用多项式拟合的方法重建地震波形，其多项式拟合系数作为波形的特征参数。

进一步地，所述步骤(2)中使用fsscem算法对得到的特征参数进行优化选择并聚类,以获得最优化特征参数集和相应的最优化聚类，通过倾角指向和相关查找的方法实现的层位补齐,层位去重叠和层位片段融合等后续处理方法。

进一步地，所述步骤(3)中区间组合特征的匹配方法是将种子点处得到相应的地震波形，将地震波形进行振幅区间转换，得到区间组合模式，将该模式作为匹配的源数据，从相邻四个方向获取地震波形，并将其转换为区间组合模式，与源数据进行对比，若匹配成功则记录该时间点，继续往下匹配，直到完成整道数据的匹配。

进一步地，相邻地震道的波形长度必须大于种子点的匹配模式长度，所有匹配成功的时间点，需要于周围已有层位点分别计算距离，根据距离和最近的原则进行筛选，匹配完成后返回最优时间点或空值。

进一步地，所述步骤(4)具体包括：队列采用堆栈的方式保存，种子点中包含了种子点的位置信息，每次队列只能输入或输出一个种子点。

进一步地，所述步骤(5)中，不同的地震反射特征对应不同的区间组合模式，也对应于研究区的不同区域，需要根据种子点位置来添加合并不同的追踪结果。

进一步地，所述步骤(6)中，追踪结果的交叉验证方法是指在不同区间组合模式匹配后，交叉验证层位点在各个方向上的距离，距离和超过设定阈值的点进行标注，并通过人机交互的方式修改追踪结果。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种准确性高、可交互性强和便于推广使用的多模式匹配地震层位快速追踪方法及装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一：

一种多模式匹配地震层位快速追踪方法及装置，所述多模式匹配地震层位快速追踪方法及装置包括如下步骤：

(1)首先将研究区的井震数据进行标定，确定不同井点位置目的层位的地震反射特征，根据地震特征将不同地震反射特征进行分类；

(2)将每一类地震反射特征对应的地震波形进行模式化表征，对所在波形的振幅按照一定的值域范围进行划分，将地震波形分解成不同振幅区间的组合模式；

(3)对每一类地震反射特征选择相应的位置拾取种子点，按照上、下、左、右四个方向进行特征匹配追踪，计算相邻点的距离，并判断与相邻2个层位点组成的直线距离，若距离小于设定的阈值，则将结果保存，并将该点作为种子点保存到队列中；

(4)如果队列中还有种子点，则输出队列中的第一个种子点，按照步骤3进行重复，直到队列中没有种子点后停止；

(5)对不同的地震反射特征，重复步骤2、步骤3和步骤4，直到所有的位置都完成了层位的追踪；

(6)对追踪后的层位进行交叉验证，将交叉验证结果大于预设阈值的追踪结果进行删除，重新选择地震波形特征和种子点位置，按照步骤5再次进行迭代追踪，直到完成全区的追踪并交叉验证小于给定的阈值，全区层位追踪结束。

进一步地，所述步骤(1)中所述井震数据包含地震数据、解释数据、井位数据、井曲线、井分层及岩性数据。

进一步地，所述步骤(2)中将地震波形模式化表征的方法为，首先将地震波形进行区间划分，每一个区间数据代表一种数据特征，根据一定的上下时窗内的区间数据分别定义区间组合模式。

进一步地，所述步骤(2)中使用多项式拟合的方法重建地震波形，其多项式拟合系数作为波形的特征参数。

进一步地，所述步骤(2)中使用fsscem算法对得到的特征参数进行优化选择并聚类,以获得最优化特征参数集和相应的最优化聚类，通过倾角指向和相关查找的方法实现的层位补齐,层位去重叠和层位片段融合等后续处理方法。

进一步地，所述步骤(3)中区间组合特征的匹配方法是将种子点处上下开时窗得到相应的地震波形，将地震波形进行振幅区间转换，得到区间组合模式，将该模式作为匹配的源数据，从相邻四个方向获取地震波形，并将其转换为区间组合模式，与源数据进行对比，若匹配成果则记录该时间点，继续往下匹配，直到完成整道数据的匹配。

进一步地，相邻地震道的波形长度必须大于种子点的匹配模式长度，所有匹配成功的时间点，需要于周围已有层位点分别计算距离，根据距离和最近的原则进行筛选，匹配完成后返回最优时间点或空值。

进一步地，所述步骤(4)具体包括：队列采用堆栈的方式保存，种子点中包含了种子点的位置信息，每次队列只能输入或输出一个种子点。

进一步地，所述步骤(5)中，不同的地震反射特征对应不同的区间组合模式，也对应于研究区的不同区域，需要根据种子点位置来添加合并不同的追踪结果。

进一步地，所述步骤(6)中，追踪结果的交叉验证方法是指在不同区间组合模式匹配后，交叉验证层位点在各个方向上的距离，距离和超过设定阈值的点进行标注，并通过人机交互的方式修改追踪结果。

上述方法提供一种准确性高、可交互性强和便于推广使用的多模式匹配地震层位快速追踪方法及装置。

实施例二：

一种多模式匹配地震层位快速追踪方法及装置，所述多模式匹配地震层位快速追踪方法及装置包括如下步骤：

(1)首先将研究区的井震数据进行标定，确定不同井点位置目的层位的地震反射特征，根据地震特征将不同地震反射特征进行分类；

(2)将每一类地震反射特征对应的地震波形进行模式化表征，对所在波形的振幅按照一定的值域范围进行划分，将地震波形分解成不同振幅区间的组合模式；

(3)对每一类地震反射特征选择相应的位置拾取种子点，按照上、下、左、右四个方向进行特征匹配追踪，计算相邻点的距离，并判断与相邻2个层位点组成的直线距离，若距离小于设定的阈值，则将结果保存，并将该点作为种子点保存到队列中；

(4)如果队列中还有种子点，则输出队列中的第一个种子点，按照步骤3进行重复，直到队列中没有种子点后停止；

(5)对不同的地震反射特征，重复步骤2、步骤3和步骤4，直到所有的位置都完成了层位的追踪；

(6)对追踪后的层位进行交叉验证，将交叉验证结果大于预设阈值的追踪结果进行删除，重新选择地震波形特征和种子点位置，按照步骤5再次进行迭代追踪，直到完成全区的追踪并交叉验证小于给定的阈值，全区层位追踪结束。

进一步地，所述步骤(1)中所述井震数据包含地震数据、解释数据、井位数据、井曲线、井分层及岩性数据。

进一步地，所述步骤(2)中将地震波形模式化表征的方法为，首先将地震波形进行区间划分，每一个区间数据代表一种数据特征，根据一定的上下时窗内的区间数据分别定义区间组合模式。

进一步地，所述步骤(2)中使用多项式拟合的方法重建地震波形，其多项式拟合系数作为波形的特征参数。

进一步地，所述步骤(2)中使用fsscem算法对得到的特征参数进行优化选择并聚类,以获得最优化特征参数集和相应的最优化聚类，通过倾角指向和相关查找的方法实现的层位补齐,层位去重叠和层位片段融合等后续处理方法。

进一步地，所述步骤(3)中区间组合特征的匹配方法是将种子点处上下开时窗得到相应的地震波形，将地震波形进行振幅区间转换，得到区间组合模式，将该模式作为匹配的源数据，从相邻四个方向获取地震波形，并将其转换为区间组合模式，与源数据进行对比，若匹配成功则记录该时间点，继续往下匹配，直到完成整道数据的匹配。

进一步地，相邻地震道的波形长度必须大于种子点的匹配模式长度，所有匹配成功的时间点，需要于周围已有层位点分别计算距离，根据距离和最近的原则进行筛选，匹配完成后返回最优时间点或空值。

进一步地，所述步骤(4)具体包括：队列采用堆栈的方式保存，种子点中包含了种子点的位置信息，每次队列只能输入或输出一个种子点。

进一步地，所述步骤(5)中，不同的地震反射特征对应不同的区间组合模式，也对应于研究区的不同区域，需要根据种子点位置来添加合并不同的追踪结果。

进一步地，所述步骤(6)中，追踪结果的交叉验证方法是指在不同区间组合模式匹配后，交叉验证层位点在各个方向上的距离，距离和超过设定阈值的点进行标注，并通过人机交互的方式修改追踪结果。

上述方法适提供一种准确性高、可交互性强和便于推广使用的多模式匹配地震层位快速追踪方法及装置。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。