基于改进蚁群追踪策略的地震层位自动识别方法

目前层位拾取和标定更多地是依靠人工或机器辅助的方式进行,如同相轴追踪、基于神经网络和图像边缘提取技术的层位拾取,业界的地震层位追踪方法偏重于三维层位追踪和剖面自动追踪算法。存在效率低、需要人为指定种子点、训练追踪时间长等缺陷,且每次只能完成一个层位(面)追踪,无法对层间关系进行解释。为此,提出了基于改进蚁群追踪策略的地震层位自动识别方法。首先采用改进的加权中值滤波对地震数据进行预处理,在增强同相轴连续性的基础上,减少了传统种子点生长算法中的人为参与;基于蚁群算法的基本思想,引入支持向量机(SVM)技术对地震数据进行分类处理,同时综合考虑地震振幅、瞬时相位、层位倾角、信息素浓度等多种信息,纳入蚁群层位追踪的评价函数,采用改进的蚁群搜索算法实现地震层位自动追踪。通过对追踪区域进行划分,实现区域内小层加密,提供多种合理的层位加密策略,完成地震层位追踪后期处理。实际资料应用结果检验了方法的有效性,为层序地层分析、沉积体系域解释、精细储层描述提供了技术思路。     

基于高阶统计量的层位自动追踪方法

为了满足地震精细解释的要求，克服人工层位追踪中存在的层位误差，提出了一种新的层位自动追踪方法。该方法以高阶统计量时间延迟估计为基础，通过对人工追踪的层位进行高阶相关计算，并实现层位的自动调整，得到更加准确的层位文件。该方法采用四阶累积量函数进行计算，不仅具有很强的抑制噪声的能力，并可以通过高阶统计量的对称性质，实现其快速算法。实际资料的层位精细处理结果表明，该方法可以得到准确的层位文件，具有很强的理论和实际应用价值。     

P-SV转换波多域迭代静校正方法

P-SV转换波共接收点叠加道集相关算法在构造较复杂时不能正确计算静校量,专家学者根据纵波共接收点叠加道集构造对转换波静校正量进行了改正,但不能准确对比纵、横波叠加剖面.转换波多域迭代的方法可以不使用纵波资料解决构造量,具体做法是:①采用共接收点叠加道集相关算法计算检波点静校正量;②生成共炮点叠加剖面,并在叠加剖面上选择与共检波点叠加道集对应的层位;③利用共炮点叠加剖面上的层位对共接收点道集相关求取的静校正量进行构造改正;④重复②、③步骤到共炮点叠加能量不增加时为止.应用结果表明,该算法在实际资料处理中效果较好.     

适用于超大规模三维地震层位自动追踪的双尺度洪水填充方法

双尺度洪水填充是一种适用于超大规模三维地震层位空间自动追踪的方法。该方法从三个方面对经典洪水填充(Flood fill)算法进行扩展,即首先根据简单分块算法对三维地震工区进行分块并建立两级队列;再根据种子点顺序进行区块编号并实施区块级洪水填充;最后基于镶边分块算法对区块进行扩边并以区块为单位实施种子点级洪水填充。改进后的双尺度洪水填充法用"区块"和"种子点"两种尺度队列代替经典洪水填充法中的"种子点"一种队列,采用一致的四连通洪水填充法实现种子点扩散,在确保层位追踪的准确性和精度的前提下,显著降低了大规模或超大规模三维层位自动追踪对计算机资源的需求。     

纵波构造控制的共检波点叠加道相关算法研究与应用

常规纵波构造控制的共检波点叠加道相关算法在处理复杂地区低信噪比、地下构造起伏较大的转换波地震资料时,容易出现“纵横波叠加剖面构造层位不匹配,导致转换波的构造校正量计算不准确”和“算法收敛于局部极值,叠加剖面出现零空间漂移”的现象。本文针对常规算法的此缺点,分析了该算法的理论原理,提出增强纵横波叠加剖面匹配质量和压制“零空间”现象的改进措施： 使用纵波共检波点叠加剖面的构造层位来匹配控制转换波共检波点叠加剖面的构造层位,达到增强纵波CMP叠加剖面和转换波ACCP叠加剖面的层位匹配一致性的目的,提高计算地下构造校正量精度,进而估算较准确的纵横波速度比值; 计算共检波点叠加道与拉平后的转换波构造层位之间的绝对静校正量,以克服静校正处理的“零空间”漂移现象。实际转换波资料的应用表明,改进方法能够进一步提高常规纵波构造控制的CRP叠加道相关算法的剩余静校正处理适应能力。     

基于高阶统计量的相干体算法及砂体沉积演化分析

高阶统计量比功率谱函数包含更多的信息,且对高斯噪声不敏感,为此以第一代基于相关的相干体算法为基础,提出了一种新的基于高阶统计量的相干体算法.该算法采用四阶矩函数进行计算,不仅计算速度快,而且抑制噪声能力强.实际资料的相干时间剖面表明,该算法有效地突出了地层的高连续性特征,有利于层位追踪和断层解释.利用该算法得到了沉积环境时间演化切片图,可将其应用于砂体的沉积演化分析.     

表驱Kirchhoff叠前时间偏移角度域成像方法

为解决垂向变速介质中的射线弯曲效应问题,获得可直接用于AVO分析和反演的角度域共成像点道集,提出了一种基于射线追踪的表驱Kirchhoff叠前时间偏移方法.方法实现的基本原理是:首先基于横向均匀介质中的反射时距关系,利用改进的两点射线追踪算法建立走时和反射张角的数值表;然后在偏移过程中利用该数值表得到成像孔径内各反射路径对应的双程走时与入射角信息;进而通过脉冲响应叠加方法得到角度域共成像点道集和偏移成像剖面.由于加权函数部分考虑了射线弯曲效应的影响,因此更有利于振幅的相对保真.角度域共成像点道集波形拉伸效应的时不变特征也有利于后续的波形恢复处理.理论模型和实际地震资料验证了该方法的可行性.     

地震DNA算法的改进及其在地震层位拾取中的应用

地震DNA算法是一种新的层位自动提取算法,因其匹配出符合条件的地震特征较多,所以拾取到的地震层位连续性较差,且层位划分不够明显,很难区分所找到的地震波是否属于同一个地震层位。为此,尝试将聚类方法引入到地震DNA算法中,对地震DNA算法所找到的地震波进行分类,然后使用欧氏距离连接聚类好的点,并使用C3相干算法找出并屏蔽掉断层区域,使其具有更好的连续性和准确性。应用改进后的地震DNA算法对胜利油田某二维叠后地震数据进行测试,结果表明,该方法的追踪结果比改进前的结果连续性更好、准确性更高,验证了该方法的可行性和有效性。     

一种实现初至波自动拾取的方法

根据初至波特点，基于数字图像处理技术，提出了应用边缘检测和边缘追踪技术进行初至波自动拾取的方法。该方法的实现过程为：①对地震记录做单道归一化处理；②将地震记录转化为灰度图；③应用边缘检测方法确定初至波的位置；④采用中值滤波处理消除异常点干扰；⑤利用边缘追踪算法拾取初至波。实例表明，应用边缘检测和边缘追踪技术进行初至波自动拾取快速有效。     

基于体元模型的三维VSP射线追踪

本文基于费马原理,利用全路径迭代算法实现体元模型中的三维VSP两点射线追踪。体元模型由块体组成,块体之间界面采用连续函数或离散点插值表示。射线追踪过程中先对中间路径点给一初始值,通过迭代求解有关路径修正量的矩阵方程,得到满足精度的路径点信息。文中对三维VSP观测系统采集进行正演,并针对目的层的反射P波和P-SV波射线追踪结果说明该方法对块体模型的适应性,射线追踪精度可根据研究问题的需要确定,可作为三维VSP观测系统参数优化设计的辅助手段。     

利用结构导向平滑方法解释断层

在深层地震资料解释过程中,受资料品质的限制,断层解释难度较大。为此,研究了对叠后地震资料进行处理的基于梯度结构张量的结构导向平滑方法,该方法能有效改善地震资料的品质,进而辅助断层解释。具体流程为:1利用原始地震数据求取每个采样点在空间(或时间)方向的导数,并求取梯度结构张量矩阵;2通过特征分解求取梯度结构张量矩阵的特征向量,并构建扩散张量矩阵;3将扩散张量矩阵代入改进的偏微分扩散方程,采用共轭梯度迭代法求解该方程,求得的解即为平滑后的图像。实际资料处理结果表明:经结构导向平滑方法处理后的地震资料信噪比有较大提高,剖面上的断点更清晰,断层的空间组合关系更明确,解释结果的可靠性更高。     

人工地震数据指纹特征点识别和自动标签化方法

地震勘探是探测地下油气资源的重要方法之一,利用人工地震剖面数据多种特征识别储层结构、岩性、物性等是地球物理勘探的关键问题。随着数据量的增大,对地震数据进行降维和信号特征编码成为快速处理和分析地震资料的重要方向。由于手工标记拾取地震数据特征耗时费力、效率不高,而且不同人员往往会产生不同的解释结果,为此,基于地震剖面数据与人类指纹之间存在的相似性特征,提出了地震数据指纹特征点提取和自动标签化方法。该方法通过识别地震剖面数据间断、分叉等特征点,从海量地震剖面数据中提取存储量小、信息丰富的指纹特征点,并实现指纹特征点阵列(dactylogram minutiae array, DMA)编码算法。实际三维地震数据体处理结果表明,指纹特征点和DMA编码可以将数据存储量降低2个数量级,同时,编码本身包含特征点位置、方位角等信息,能够将编码从一维字符串恢复为二维特征点矩阵,并重构出地震剖面的特征点分布。勘探区域地下结构和含油气情况决定了地震数据指纹特征点的分布,因此特征点具有唯一性特点。利用指纹特征点匹配算法可以在三维数据体中自动实现相似特征的标签化,为深度学习提供大量训练数据集合。基于指纹特征点识别...     

Bayes决策理论下的速度谱智能化解释及建模方法

高精度的速度建模作为强非线性问题，需要一个比较正确的初始速度模型，而基于CMP道集的初始背景速度扫描估计是最稳健的方法。面对规模巨大的CMP道集，研究智能化的初始背景速度扫描估计方法是有必要的，其核心是合理的速度谱解释。这可以看作是基于速度谱解释人员的先验知识和层位约束信息，在Bayes决策意义下，在高维速度谱数据体中，以风险决策函数值最小为原则、挑选最合理的时间—速度(TV)对。为此，提出了一套以人工交互拾取速度谱逻辑思想为指导的决策框架。首先生成速度谱数据体及类叠加剖面，通过计算相干属性从类叠加剖面提取层位结构；再依据结构信息对速度谱能量团进行K均值聚类，对于每个类别以先验信息和数据空间分析的统计信息为约束，自动迭代搜寻使代价函数最小的TV对；最后通过插值平滑生成速度场，且经过基于统计量约束的质量控制降低了横向不连续性。该方法将层位信息的利用贯穿到从聚类到自动拾取的整个过程，并且将解释人员的先验认识及邻域拾取结果量化为自动拾取时的约束量，体现了速度谱解释的智能化，缩短了速度建模周期。     

断层两侧层位识别中同相轴定位和提取的实现

同相轴的定位及提取在断层两侧层位的追踪和识别中十分重要。文章主要探讨地震剖面中，断层层位图形到DDB位图的转换，用中值滤波和细化的图像处理方法对层位DDB位图进行图像处理，最终实现对层位同相轴的定位和提取。     

模糊聚类分析方法在地震层位自动对比中的应用

本文探讨了模糊聚类分析方法在地震层位的自动对比中的应用,详细地分析了地震剖面所具有的模糊性质,提出了用模糊聚类方法在计算机上实现自动对比层位的流程,指出了在模糊聚类分析中用综合评判准则的必要性及其实现方法。文中对理论和实际剖面进行了计算,取得了较好的性质相近的样点的聚类,说明了模糊聚类分析方法在地震层位自动对比中的可行性。     

井资料约束的地震资料高频恢复

本文提出一种利用井震频谱关系恢复地震资料的高频信息、拓展带宽、提高分辨率的方法.首先利用匹配追踪方法提取井资料中地面地震数据能恢复频段的信息;然后利用高斯振幅谱拟合算法得到与井资料和地面地震资料振幅谱对应的稳定振幅谱,并在频率域建立高斯拟合振幅谱之间的映射关系,同时加入柯西约束项以增加此算法的稳定性;最后将此映射关系应用到整个地震数据体,进行频带拓宽处理,在保存原信号的前提下,增强了高频弱信号的能量,从而提高地震资料识别薄层的能力.应用结果表明,经频带拓宽处理后的地震数据可以获得比原始地震数据更高分辨率的地层参数反演剖面,证明了该方法是识别薄层及其他复杂储层的有效手段.     

基于角道集的井约束层析速度反演

本文研究的走时层析方法,是在角度域共成像点道集(ADCIGs,简称角道集)的基础上获取旅行时差,并通过井约束控制层析反演的精度。此法实现的关键步骤为:①利用叠前深度偏移剖面上拾取的层位界面生成初始层析速度模型;②按照选定的角度范围抽取共成像点道集,并求取各层位的旅行时差;③求取共成像点对应的灵敏度矩阵;④建立反演方程组,并加入正则化和井约束反演慢度更新量;⑤依据共成像点道集中的同相轴拉平程度判断所求速度的精度是否达到要求。理论模型试算及实际地震资料处理结果均表明:该方法易于实现,不必考虑复杂的反射问题,每一步迭代都是在前一步深度偏移的基础上进行速度场的更新,能够得到精度较高的速度场。     

小断层识别技术研究及应用

在勘探后期或油田开发阶段，认清微小断层的分布极赶重要。受地震资料分辨率的影响，在常规地震剖面上直接解释小断层往往比较困难。但是在常规地震资料中，沿目的层及其附近强反射同相轴做层位自动追踪比较易于实现，而且能够得到较好的追踪结果，用自动追踪的层位数据计算沿层属性，效果比较理想。沿层相干属性、沿层倾角方位角属性、沿层剩余振幅属性及模型正演等多种方法综合应用，可以更有效地识别小断层。在南美某盆地工区的研究过程中，运用上述方法并结合地震剖面等多种信息，识别出了常规地震数据体与相干体上难以识别的小断层，取得了较好的应用效果。     

小断层识别技术研究及应用

在勘探后期或油田开发阶段，认清小断层的分布极为重要。受地震资料分辨率的影响，在常规地震剖面上直接解释小断层往往比较困难。但是在常规地震资料中，沿目的层及其附近强反射同相轴做层位自动追踪比较易于实现，而且能够得到较好的追踪结果，用自动追踪的层位数据计算沿层属性，效果比较理想。断层模型正演、沿层相干属性、沿层倾角方位角属性及沿层剩余振幅属性等多种方法综合应用，可以更有效地识别小断层。在南美某盆地三维工区的研究过程中，运用上述方法并结合地震剖面等多种信息，识别出了常规地震数据体与相干体上难以识别的小断层，取得了较好的应用效果。     

基于测井信息的致密油层射孔优化选层方法研究

致密油层的低孔隙度、低渗透率和低压力特征使优化射孔工艺变得困难,其中一个问题就是要解决在单井剖面上自动快速确定优先射开层位。测井资料包含丰富的储层岩性、物性和含油性及脆性等信息,可利用测井曲线进行自动优化射孔选层。通过综合考虑储层地质和力学信息,构建优化选择射孔层位的评价指标函数,逐点逐层计算该函数值,据其从大到小的顺序优选射孔层段和位置。将该方法应用于鄂尔多斯盆地延长组长6—长8段致密油层的优化射孔实践中,效果明显,值得推广应用。