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专利名称：三维地质层位自动追踪方法
技术领域：
本发明涉及地球物理勘探地震数据处理解释技术，是一种三维地质层位自动追踪方法。
背景技术：
在得到地震数据后，需要在地震数据生成的图中搜寻出地质层位的位置与走向，然后显示出三维断层的形态与地质体结构。
在以往的工作中，通常是由解释员在剖面上手工逐一标注点位、层位，对于大量的三维地震数据，有时也采用空间层位自动追踪的方法，这样可以快速处理大量地震数据、搜寻地质层位。
实际的地震数据通常存在大量断层。当层位遇到断层时，同一地质层位被断层切割、错断。以往在没有断层约束的情况下使用自动追踪方式，当遇到断层时，往往会穿越断层，错误地追踪到其他的层位。因此空间层位自动追踪的使用范围受到限制，追踪质量大为降低，使之难以广泛使用。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种替代手工拾取层位、提高追踪质量、可在整个地震数据中进行三维地质层位自动追踪的方法。
本发明的三维地质层位自动追踪方法，对采集的地震数据进行包含以下步骤的层位追踪(1)在三维地震数据体中定义种子点；(2)定义追踪范围；(3)定义层位自动追踪拾取位置参数；(4)选择拾取方法；(5)选择追踪方法；(6)选择断层并拟合断层面；(7)确定第一个当前工作种子点，在其相邻的线与道中寻找目标点；(8)目标点与种子点对比，得到符合层位自动追踪拾取方法的点，并确定新的种子点；(9)选用未使用的种子点作为新的种子出发点，重复步骤(7)、(8)进行新一轮追踪，直至追踪范围内的所有种子点皆被追踪，得到地震地质层位。
本发明步骤(1)、(7)、(8)中定义或确定的种子点在同一时间方向只使用一次本发明确定种子点的方法为用户使用鼠标在剖面上直接定义或利用已经解释过的层位数据作为种子点。
本发明所述的拾取位置为波峰或波谷或过零点值(Zero(-/+)，Zero(+/-))。
所述的拾取方法为相关比较算法与振幅比较算法的组合。
所述的追踪方法为简单方法、两点校验方法、四点校验方法其中简单方法判断得到的符合层位自动追踪拾取方法的目标点是否落在断层上，不在断层上的目标点成为新的种子点，放入种子队列中。
两点校验方法判断得到的符合层位自动追踪拾取方法的目标点是否落在断层上，不在断层上的目标点与原种子点再进行比较，判断是否符合层位自动追踪拾取方法，若符合，则目标点成为新的种子点，放入种子队列中。
四点校验方法判断得到的符合层位自动追踪拾取方法的目标点是否落在断层上，不在断层上的目标点，在其相邻的线与和道中寻找第二个目标点，同上判断，直至第三个目标点，然后第三个目标点与原种子点再进行比较，判断是否符合层位自动追踪拾取方法，若符合，则目标点成为新的种子点，放入种子队列中，否则三个目标点都不能成为种子点。
本发明所述的目标点符合未被追踪过并符合层位自动追踪条件。
本发明选择断层并自动拟合断层面的方法包括(1)用户选取作为断层阻挡的断层名。
(2)筛选断层数据，去除只有断层名而没有解释数据的断层，去除无法构建断面的断层，如一个断层段无法构建成面进行约束；(3)把筛选后的每一个断层自动拟合成断层面。
一个断层由若干断层段(折线段)组成，使用断层做阻挡，必须把断层用三角形拼接成面。
本发明判断目标点是否在断层面上时，首先计算种子点与目标点构成的包围盒与一个断层面构成的包围盒是否相交，如果不相交，继续与下一个断层面构成的包围盒判断比较；如果相交进入下一步判断，判断种子点与目标点的包围盒是否与断层面上的一个三角形构成的包围盒相交，如果不相交，继续与下一个三角形构成的包围盒判断，如果相交，进入第三步判断交点是否在种子点与目标点的连线间并同时在三角形内。如果是，则判断目标点与该断层面相交，自动追踪停止，从种子队列中选取下一个种子点进行追踪；如果不是，则目标点不在断层面上，目标点被拾取成为新的种子点。
所述种子点与目标点构成的包围盒，是种子点与目标点构成连线段，比较这两点的坐标，得到最大与最小的x，y，z坐标值，由此构建一个可把种子点与目标点构成的连线段完全包含在内的长方体。
本发明的用于地震数据处理的空间层位自动追踪方法用软件完成快速、精确的空间层位追踪，提高追踪质量，从而提高工作效率。


图1是种子点与目标点构成的包围盒示意图，1-种子点，2-目标点；图2是断层面构成的包围盒示意图；图3是三角形构成的包围盒示意图；图4是使用断层约束的效果示意图，3-层位，4-断层，由于受到断层4的阻挡，两个层位3在断层处断裂、错位；图5a、图5b是未使用断层约束的地震数据层位追踪效果示意图，可以清楚地观察到，遇到断层的地方由于没有断层约束，层位没有被准确拾取到，而是被错误地拾取到黑色箭头所示的位置；图6是断层用三角形拼接的方法拟和成断层面的效果示意图；图7是在三维地震数据的一张剖面中拾取种子点的效果示意图；图8是种子点与相邻目标点的示意图，三角形代表目标点，圆点代表种子点，箭头代表种子点与目标点比较；
图9是种子点与相邻目标点使用两点校验的示意图，三角形代表目标点，圆点代表种子点，细箭头代表种子点与目标点比较，粗箭头代表目标点与种子点校验；图10是种子点与相邻目标点使用四点校验的示意图，三角形代表目标点，圆点代表种子点，细箭头代表种子点与目标点比较，粗箭头代表目标点与种子点校验。
具体实施例方式
实施例1(1)在采集的地震数据中用鼠标沿着Line方向的第720线剖面中定义了3个种子点，如图7所示5、6、7三点，存贮于种子点队列中，存贮的顺序与拾取种子点的顺序一致。种子点队列是线性队列，如下图说明种子点的存放。

(2)定义追踪范围，采用的实际体数据是Line方向从450线到790线；CDP方向从350道到500道；Time方向从1350ms到1600ms，定义的追踪范围只能在Line，CDP范围之内。根据实际数据，选择追踪全部Line，CDP范围。
(3)定义层位自动追踪参数，其中拾取位置为波峰，拾取方法为相关比较算法与振幅比较算法，追踪方法为简单方法。
(4)选取作为断层yt1作为阻挡的断层，筛选断层数据，去除没有实际数据的断层，去除无法构建断面的断层，如一个断层段无法构建成面进行约束，把筛选后的每一个断层自动拟合成断层面，拟合效果如图6所示。
(5)把种子队列中序号为1的种子点作为第一个当前工作种子点，把其在相邻的线与道中的4个点作为目标点，如图8所示。
(6)取4个目标点中的一个，首先判断此目标点是否被拾取过，如果被拾取过，此点被放弃，不能成为种子点；如果没有拾取过，接着判断使用相关算法与振幅比较算法计算得到的相关系数与振幅比较系数是否满足(即大于等于)用户给定的相关系数与振幅比较系数。如果有一个条件不满足，此目标点不能被成为种子点，同时记录此点已经被拾取过，防止再次计算。接着取剩下三个目标点中的一个重复上述操作；如果此目标点同时满足给定的条件，采用简单追踪方法，判断得到的符合层位自动追踪拾取方法的目标点是否落在断层上。
首先计算种子点与目标点构成的包围盒与一个断层面构成的包围盒是否相交，如果不相交，继续与下一个断层面构成的包围盒判断比较；如果相交进入下一步判断，判断种子点与目标点的包围盒是否与断层面上的一个三角形构成的包围盒相交，如果不相交，继续与下一个三角形构成的包围盒判断，如果相交，进入第三步，判断交点是否在种子点与目标点的连线间并同时在三角形内，如果是，则判断目标点与该断层面相交，否则目标点不在断层面上。如果目标点与断层面相交，这个目标点便不能成为种子点，同时将已经被拾取过不在断层上的目标点变成新的种子点，放入种子队列中。取剩余两个目标点中的一个重复上述步骤，直至相邻的4个目标点都如上述步骤判断过。第一个种子点与相邻目标点判断过后，从种子点队列剔除刚才工作的种子点，种子点队列的情况如下

(7)选用第二个种子点作为新的种子出发点，重复步骤(5)、(6)进行新一轮追踪，直至种子点队列中的种子点全部追踪完毕，停止追踪，得到地震数据中的地质层位。
实施例2(1)在采集的地震数据中利用已经解释过的层位数据作为种子点，存贮于种子点队列中。
(2)定义追踪范围。
(3)定义层位自动追踪参数，其中拾取位置为波谷，拾取方法为相关比较算法与振幅比较算法，追踪方法为两点校验方法。
(4)用户选取作为断层阻挡的断层名，筛选断层数据，去除没有实际数据的断层，去除无法构建断面的断层，把筛选后的每一个断层自动拟合成断层面。
(5)把种子队列中序号为1的种子点作为第一个当前工作种子点，在其相邻的线与道中寻找目标点；(6)未被追踪过并符合层位追踪条件的目标点与种子点对比，得到符合层位自动追踪拾取方法的点，接着判断目标点能否变成新的种子点。
采用两点校验的追踪方法，判断得到的符合层位自动追踪拾取方法的目标点是否落在断层上同实施例1，不在断层上的目标点与原种子点再进行比较，如图9所示，判断是否符合层位自动追踪拾取方法，若符合，则目标点变成新的种子点，放入种子队列中。
(7)选用未使用的种子点作为新的种子出发点，重复步骤(5)、(6)进行新一轮追踪，直至追踪范围内的所有种子点皆被追踪过，得到地震数据中含有断层的地质层位。
实施例3(1)在采集的地震数据中利用已经解释过的层位数据作为种子点，存贮于种子点队列中。
(2)定义追踪范围。
(3)定义层位自动追踪参数，其中拾取位置为过零点值，拾取方法为相关比较算法与振幅比较算法，追踪方法为四点校验方法。
(4)用户选取作为断层阻挡的断层名，筛选断层数据，去除没有实际数据的断层，去除无法构建断面的断层，把筛选后的每一个断层自动拟合成断层面。
(5)把种子队列中序号为1的种子点作为第一个当前工作种子点，在其相邻的线与道中寻找目标点；(6)未被追踪过并符合层位追踪条件的目标点与种子点对比，得到符合层位自动追踪拾取方法的点，接着判断目标点能否变成新的种子点。
采用四点校验的追踪方法，判断得到的符合层位自动追踪拾取方法的目标点是否落在断层上同实施例1，不在断层上的目标点，在其相邻的线与道中寻找第二个目标点，同上判断，直至第三个目标点，然后第三个目标点与原种子点再进行比较，如图10所示，判断是否符合层位自动追踪拾取方法，若符合，则目标点变成新的种子点，放入种子队列中，否则三个目标点都不能变成种子点。
(7)选用未使用的种子点作为新的种子出发点，重复步骤(5)、(6)进行新一轮追踪，直至追踪范围内的所有种子点皆被追踪过，得到地震数据中需要的地质层位。
权利要求
1.一种三维地质层位自动追踪方法，对采集的地震数据进行包含以下步骤的层位追踪(1)在三维地震数据体中定义种子点；(2)定义追踪范围；(3)定义层位自动追踪拾取位置参数；(4)选择拾取法；(5)选择追踪法；(6)选择断层，并拟合成断层面；(7)确定第一个当前工作种子点，在其相邻的线与道中寻找目标点；(8)目标点与种子点对比，得到符合层位自动追踪拾取方法的点，并确定新的种子点；(9)选用未使用的种子点作为新的种子出发点，重复步骤(7)、(8)进行新一轮追踪，直至追踪范围内的所有种子点皆被追踪，得到地震地质层位。
2.根据权利要求1所述的三维地质层位自动追踪方法，其特征在于步骤(1)、(7)、(8)中定义或确定的种子点在同一时间方向只使用一次
3.根据权利要求1所述的三维地质层位自动追踪方法，其特征在于步骤(1)定义种子点是根据已知层位数据在剖面上直接定义。
4.根据权利要求1所述的三维地质层位自动追踪方法，其特征在于所述的拾取位置参数为波峰或波谷或过零点值。
5.根据权利要求1所述的三维地质层位自动追踪方法，其特征在于所述的拾取法为相关比较算法与振幅比较算法的组合。
6.根据权利要求1所述的三维地质层位自动追踪方法，其特征在于所述的追踪法为简单法或两点校验法或四点校验法。
7.根据权利要求1所述的三维地质层位自动追踪方法，其特征在于步骤(6)选择断层并拟合成断层面为选取作为断层阻挡的断层；筛选断层数据，去除没有解释数据的断层，去除无法构建断面的断层；把筛选后的每一个断层拟合成断层面。
8.根据权利要求1或6所述的三维地质层位自动追踪方法，其特征在于步骤(5)追踪法在判断目标点是否在断层面上时，采用计算包围盒与一个断层面构成的包围盒是否相交，不相交继续与下一个断层面构成的包围盒比较判断。
9.根据权利要求8所述的三维地质层位自动追踪方法，其特征在于判断种子点与目标点构成的包围盒与该断层面上一个三角形构成的包围盒是否相交，不相交则继续与下一个三角形的包围盒比较。
10.根据权利要求9所述的三维地质层位自动追踪方法，其特征在于三角形构成的包围盒相交的种子点与目标点的包围盒，判断交点是否在种子点与目标点的连线间并在三角形内，如果是，则判断目标点与某一个断层面相交，否则目标点不在断层面上。
全文摘要
一种三维地质层位自动追踪方法，在三维地震数据体上定义种子点；定义追踪范围；定义层位自动追踪拾取位置参数；选择拾取法；选择追踪法；选择断层，并拟合成断层面；确定第一个当前工作种子点，在其相邻的线和道上寻找目标点；目标点与种子点对比，得到符合层位自动追踪拾取方法的点，并确定新的种子点，用替代手工拾取层位，提高追踪质量，能在整个地震数据上进行的三维地质层位自动追踪。
文档编号G01V1/34GK1797039SQ200410102648
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月29日 优先权日2004年12月29日
发明者严涛, 钱宇明, 王强, 于海生, 张中平 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司