[发明专利]用于寻找三维地震数据中反射界面的方法和装置

说明书

一般来说，本发明涉及地震数据处理的领域。本发明特别涉及用于选取三维（3D）地震数据的一种机器处理过程，以便为石油勘探专业人员对地下地质及几何形状提供更详细的了解。再更具体地说，本发明是一种具有极高精度与极高速度的、通过数据的三维卷（volume）“勾选”或“追踪”单个地震事件或反射界面的自动化方法。

附图中的图1至图4显示了一些已有技术的勾选方法的一些特征及方法;图5至图8显示了本发明的一些特征及方法。这里只引述关于那些已有技术方法的各个图。

图1显示了一假想的三维地震数据卷的一部分，为了解释在本申请中的正文及各附图中所讨论的三维关系;

图2是一幅五个地震道的一部分的等距图，这五个地震道说明了在一个“点火源点”和它的四个邻近的记录道之间的关系;

图3说明了已有技术的自动跟踪方法;以及

图4说明了一种已有技术的“迭代”自动跟踪方法。

图1是一假想的三维（3D）地震数据卷的一部分的等距图。在这卷顶部的小圆圈代表各单个地震道的表面位置。铅垂线代表沿所述卷的z轴以双路传播时间测量的一些地震道。这样的传播与到地下产生子波处的距离或深度有关。每个单个地震道就是用振幅对时间的关系表示来自一些地层的声学反射波。图1的图解视图只是实际表示每个地震道方式的一个直观表示。每个地震道以一系列代表该地震道的振幅的数字化的数字被储存，该振幅约为0值。每个数字用许多“比特”（一个比特是一个具有值0或1的二进制数）来适当表示相应于上述振幅的数值。当然，对每个时间点，例如对于整个6秒按2或4毫秒（m    sec）的间隔，重复这样的比特表示。

一水平截面或时间片是穿过数据的3D卷的一水平片或平面。它显示了在一共同时刻的不同层。另一方面，通过在x-y轴上画出一特定子波的一种特性（通常是该子波的时间，但有时是最大或最小振幅），来得到一反射界面图，或简单说一“反射界面”。它类似于一地面地形图，但是当然是地下地层的一幅这样的图。可通过各种颜色或一些线条轮廓等来显示这反射界面的特性。

在不到十年的时间中，计算机辅助勘探就使地震勘探和野外开发发生了革命。然而，直到最近，在地震处理-勾选地下反射界面或简单说“勾选”方面，基本上未发生从用纸笔的方法到计算机自动勾选方法的变化。

传统上，是用一些彩色铅笔在纸上画图来人工进行勾选，一次勾选地震剖面或一条地震线是一个乏味的过程。80年代初期，交互型的CAEX（计算机辅助勘探的一种简称）工作站使地震勘探学家能更快、更有效地勾选3D数据。当还是通过一次观察并勾选一条线来完成解释地震线（即-二维垂直片或一“垂直地震剖面”）工作时，那么能通过使用一带有一显示屏的指挥台（mouse）并使一指示器在沿着一反射界面上的一些选定点发出卡搭声而且让机器来勾选在那条线上的所有剩下的点，来完成所述工作。这是第一种类型的自动勾选，而且在效率及精度两方面与人工勾选相比都不断有所提高。

在一种通过数据的一三维卷在一基本水平的方向跟踪一层面（或一些地层或简而言之“反射界面”）的、已有技术的、自动系统中，如图2所示的那样，一使用者选取或“输入”至少一“点火源点”，这点火源点然后在所述三维数据卷中向所有四个方向扩张，直到它到达一使用者所指定的区域的边界。使用者从两种模式选择一种跟踪地震数据。

一“点火源点”由它的x和y位置以及它的时刻或深度（即图1的z轴）来确定。也可通过在那点的反射波的一种特性或属性来指定。这样的特性通常是在数据卷中在那个位置的反射波的最大振幅。可以用在x，y，z点的反射波的另外一些属性或特性，如最小振幅、相位、频率等等。如图3所示，非迭代的跟踪寻找一些点火源点附近的地震道的那些类似的振幅值，勾选最好的一个，然后进行到下一个可资利用的记录道，而无需双重检查这勾选的精度。

一迭代勾选通过交叉参考前一个记录道证明一邻近的记录道为一勾选。一旦证明了，就把该邻近的记录道当作一点火源点处理，而来自它的相邻的那些记录道的勾选继续进行。图4说明了这样的已有技术的勾选。证明的意思是指，若被勾选的记录道的振幅是在由使用者所确定的容许限度内，就接受该勾选。使用者可以指定（按1-10的比例）他们所允许的振幅类似性的程度。若一个勾选未通过这个接受检验，就指定它为“死的”，直到至少一个直接邻近的记录道达到足以接受它的程度。

更具体地说，一旦在一记录道上选取了一点火源点，就沿Z轴或时间轴上下扫描该记录道，以找到局部极值振幅，或简单地叫作“极值”。将一变量x_i的局部极值定义为