用於尋找三維地震數據中反射界面的方法和裝置的製作方法
2023-07-07 23:02:06 2
專利名稱：用於尋找三維地震數據中反射界面的方法和裝置的製作方法
一般來說，本發明涉及地震數據處理的領域。本發明特別涉及用於選取三維(3D)地震數據的一種機器處理過程，以便為石油勘探專業人員對地下地質及幾何形狀提供更詳細的了解。再更具體地說，本發明是一種具有極高精度與極高速度的、通過數據的三維卷(volume)「勾選」或「追蹤」單個地震事件或反射界面的自動化方法。
附圖中的
圖1至圖4顯示了一些已有技術的勾選方法的一些特徵及方法;圖5至圖8顯示了本發明的一些特徵及方法。這裡只引述關於那些已有技術方法的各個圖。
圖1顯示了一假想的三維地震數據卷的一部分，為了解釋在本申請中的正文及各附圖中所討論的三維關係;
圖2是一幅五個地震道的一部分的等距圖，這五個地震道說明了在一個「點火源點」和它的四個鄰近的記錄道之間的關係;
圖3說明了已有技術的自動跟蹤方法;以及圖4說明了一種已有技術的「迭代」自動跟蹤方法。
圖1是一假想的三維(3D)地震數據卷的一部分的等距圖。在這卷頂部的小圓圈代表各單個地震道的表面位置。鉛垂線代表沿所述卷的z軸以雙路傳播時間測量的一些地震道。這樣的傳播與到地下產生子波處的距離或深度有關。每個單個地震道就是用振幅對時間的關係表示來自一些地層的聲學反射波。圖1的圖解視圖只是實際表示每個地震道方式的一個直觀表示。每個地震道以一系列代表該地震道的振幅的數位化的數字被儲存，該振幅約為0值。每個數字用許多「比特」(一個比特是一個具有值0或1的二進位數)來適當表示相應於上述振幅的數值。當然，對每個時間點，例如對於整個6秒按2或4毫秒(msec)的間隔，重複這樣的比特表示。
一水平截面或時間片是穿過數據的3D卷的一水平片或平面。它顯示了在一共同時刻的不同層。另一方面，通過在x-y軸上畫出一特定子波的一種特性(通常是該子波的時間，但有時是最大或最小振幅)，來得到一反射界面圖，或簡單說一「反射界面」。它類似於一地面地形圖，但是當然是地下地層的一幅這樣的圖。可通過各種顏色或一些線條輪廓等來顯示這反射界面的特性。
在不到十年的時間中，計算機輔助勘探就使地震勘探和野外開發發生了革命。然而，直到最近，在地震處理-勾選地下反射界面或簡單說「勾選」方面，基本上未發生從用紙筆的方法到計算機自動勾選方法的變化。
傳統上，是用一些彩色鉛筆在紙上畫圖來人工進行勾選，一次勾選地震剖面或一條地震線是一個乏味的過程。80年代初期，交互型的CAEX(計算機輔助勘探的一種簡稱)工作站使地震勘探學家能更快、更有效地勾選3D數據。當還是通過一次觀察並勾選一條線來完成解釋地震線(即-二維垂直片或一「垂直地震剖面」)工作時，那麼能通過使用一帶有一顯示屏的指揮臺(mouse)並使一指示器在沿著一反射界面上的一些選定點發出卡搭聲而且讓機器來勾選在那條線上的所有剩下的點，來完成所述工作。這是第一種類型的自動勾選，而且在效率及精度兩方面與人工勾選相比都不斷有所提高。
在一種通過數據的一三維卷在一基本水平的方向跟蹤一層面(或一些地層或簡而言之「反射界面」)的、已有技術的、自動系統中，如圖2所示的那樣，一使用者選取或「輸入」至少一「點火源點」，這點火源點然後在所述三維數據卷中向所有四個方向擴張，直到它到達一使用者所指定的區域的邊界。使用者從兩種模式選擇一種跟蹤地震數據。
一「點火源點」由它的x和y位置以及它的時刻或深度(即圖1的z軸)來確定。也可通過在那點的反射波的一種特性或屬性來指定。這樣的特性通常是在數據卷中在那個位置的反射波的最大振幅。可以用在x，y，z點的反射波的另外一些屬性或特性，如最小振幅、相位、頻率等等。如圖3所示，非迭代的跟蹤尋找一些點火源點附近的地震道的那些類似的振幅值，勾選最好的一個，然後進行到下一個可資利用的記錄道，而無需雙重檢查這勾選的精度。
一迭代勾選通過交叉參考前一個記錄道證明一鄰近的記錄道為一勾選。一旦證明了，就把該鄰近的記錄道當作一點火源點處理，而來自它的相鄰的那些記錄道的勾選繼續進行。圖4說明了這樣的已有技術的勾選。證明的意思是指，若被勾選的記錄道的振幅是在由使用者所確定的容許限度內，就接受該勾選。使用者可以指定(按1-10的比例)他們所允許的振幅類似性的程度。若一個勾選未通過這個接受檢驗，就指定它為「死的」，直到至少一個直接鄰近的記錄道達到足以接受它的程度。
更具體地說，一旦在一記錄道上選取了一點火源點，就沿Z軸或時間軸上下掃描該記錄道，以找到局部極值振幅，或簡單地叫作「極值」。將一變量xi的局部極值定義為xi-1＜xi≥xi+1或
xi-1＞xi≤xi+1這裡i是數位化指標。對於一個峰或一個谷的情況，這樣的掃描被該記錄道振幅與零的那些交叉所限定。這樣的極值將典型地隨時間變化一個小量。例如，若T0代表點火源點，T1將典型地代表所述極值的時間。其次，時間T0在目標記錄道上開始。在它上面，這時間在它的記錄道振幅的兩個零交叉之間上下變化，直到找到最近的極值T2。最後，在所述記錄道上用時間T2，在這記錄道上有所述點火源點，再次在這樣的「點火源」記錄道上進行沿「z」軸的上下掃描，用於最近的極值T3。若T3等於T1，那麼就完成了迭代跟蹤並且繼續跟蹤。
已有技術迭代跟蹤的接受檢驗容許度定義了一個函數，S＝｜ (At-As)/(At+As) ｜這裡At＝來自在T2的目標記錄道的振幅，而Aa＝來自在T1的點火源點的振幅。
S的值被0和1兩個值限定。兩個振幅越類似，S函數就越靠近零。兩個振幅越不類似，S函數就越靠近1。其次評估一比數函數比數＝(S＊9.0)+1將這比數與由數據的解釋者或使用者選取的由1到10的一個控制值比較。各比數值大於所述控制值防止了勾選一目標記錄道。
為了產生或勾選一反射界面圖，上述那些已有技術的方法必須處理極大量的數據。不僅必須進行各勾選步驟，而且完成這些勾選程序要求對包括許多表示模擬地震信號的比特進行數字數據運算。結果，即使採用工作站的極強有力的計算機，一個使用一具有一用於勾選3D卷的反射界面勾選程序的地質學家或地球物理學家，必須等到該程序勾選了所有上述數據、並完成了上述勾選各步驟。這樣的等待可以抑制一使用者想要在短時間內觀察多次反射界面時的創造性。
本發明的一個主要目的是提供一種用於儲存和勾選3D地震數據的方法，這些三維地震數據根據使用者的指令在短得多的時間內產生一反射界面圖，也許比採用類似的計算機容量的已有技術方法短10到50倍。
本發明的另一個目的是減少在一使用者想要勾選一反射界面時所需要的計算機儲存的量，這樣的減少至少比所需要的儲存少八倍。
本發明的另一個目的是提供另外一種可供選擇的用於儲存和勾選3D地震數據的方法，這方法的特徵在於高精度地產生一些反射界面圖及一些特性。
本發明的另一個目的是提供跟蹤誤差的檢測及人機對話校正，這種檢測及人機對話校正對一使用者來說比已有的那些方法所提供的檢測及人機對話校正快得多且方便得多。
採用本發明的方法和裝置實現上面所明確的本發明的各個目的以及本發明的其它優點及特點，用本發明的方法及裝置在一「成批」(非人機對話的)處理階段，預先完成地震數據的3D卷的大量跟蹤計算。這樣的成批處理的結果作為「反射界面比特卷」被儲存，在這反射界面比特卷中，用被取樣的信息的單個比特代替數字數據的原來3D立方體的每個地震值。通過選取和處理地震卷數據的所有3×3的網格，並且通過給一個網格中心的記錄道的每個深度點指定一個比特「1」，來產生反射界面比特卷，對於所述那個網格中心記錄道，可按照局部反射界面勾選方法來勾選一反射界面指示物或「特徵」。這樣的特徵可以是一個子波的最大振幅、一個子波的最小振幅或其它屬性，例如零交叉、頻率等。其次，將由在一特定深度點的一中心記錄道的一個比特「1」所代表的每個局部反射界面，與它的鄰近的那些記錄道協調，以便建立一局部反射界面從在一中心記錄道的一深度處的一局部反射界面到它鄰近鄰居的一中心記錄道的一局部反射界面的連續性。一最終比特卷導致了這樣的結果，當這結果以後在一相互作用階段被接受時，這結果產生從任何在作為一個點火源點的卷中的比特開始的反射界面。從上述最終比特卷的掃描所導致的這樣一些反射界面，是等價於最靠近的、被取樣的、用原來的地震數據的八比特卷所勾選的、那些反射界面。
還提供了一種方法及裝置，用於儲存相應於上述最終比特卷的每一個1或比特「1」的特性信息。
在上述人機對話階段中，一使用者只接受上述最終比特卷，而不接受原來的地震卷數據。可將該數據卷儲存在一計算機的RAM存儲器中，而不是象已有技術所要求的那樣，儲存在磁碟上。所述最終比特卷的掃描產生了一個來自一個點火源點的反射界面圖。它進行得如此之快，使得一使用者能在一監控器上明顯地瞬間產生一反射界面圖。保持穿過所述比特卷的路線的記錄，使得若檢測到最終圖的錯誤部分，一使用者可以鑑別並消除所述最終反射界面圖的那個部分。
上述的最終比特卷典型地具有10%到20%的比特是「1」，而其餘的比特是「0」。本發明的另一種可供選擇的方法及裝置產生一「被壓縮了的記錄道卷」，而不是上述最終比特卷。對這種可供選擇的情況，在一子波取樣最靠近的特性(如峰谷或任意指定的相位)的位置，儲存這樣的特性所出現的精確時間(或它的等效深度)記錄，而不是儲存比特「1」。在一索引文件中順序儲存這樣的時間或深度值。這種可供選擇的方法和裝置最好內插一些地震道記錄，以確定精確時間或深度位置以及每一局部反射界面的特性值。相鄰地儲存由內插法所確定的那些特性值，但由在上述被壓縮了的記錄道卷中所存儲的那些值確定他們的各深度位置。在人機對話階段中，從所述被壓縮了的記錄道卷超出一個點火源點的擴張，類似於上述最終比特卷的掃描進行，但採用了一不同的尋找程序。
通過參照這裡所附的附圖，可更加明了本發明的各個目的、優點及特徵，在這些附圖中，相同的數字標號表示相同的東西，而且這裡顯示了本發明的一說明性的實施例，在這些附圖中圖1至圖4顯示了已有技術的自動勾選方法及地震數據的一3D卷的一些圖，圖5顯示了圍繞一用來產生一些候補比特的中心記錄道所確定的一些記錄道的一3×3卷，圖6A和6B顯示了在一特定深度的一子波的一種特性是否位於一局部反射界面上，用於決定一個比特是否將置於後補比特卷中，圖7A和7B顯示了當從比特卷中任何比特完成以後的該比特卷的掃描時，為確保產生一反射界面而產生一最終比特卷時的各檢驗程序。
圖8顯示了產生一最終比特卷時的檢驗程序，通過這檢驗程序，關於置於一些中心線上的某些深度點鄰近的一些比特，這包括東西南北的那些鄰近比特，檢驗所述置於那些中心線上的某些深度點上的那些比特。
圖9圖解說明了在成批處理後一使用者選取一個點火源點，這點火源點相應於上述最終比特卷中的一個比特「1」，圖9還說明了為了當保留在鑑別和校正圖的誤差中在用的最初信息時產生一反射界面圖，一掃描器的作用。
圖10顯示了相應於上述最終比特卷的0或「1」比特的那些特性值的一特性卷的產生。
本發明的方法分為兩個階段。在實施這樣的方法時，提供計算機軟體與硬體一起工作。第一階段是一成批(非相互作用的)數據處理階段，這裡，遍布一些小區域首先處理三維護地震道數據，以找到一些局部反射界面的一些「候補比特」。然後，用一種「掃描」程序處理這些「候補比特」，以確保彼此為下一個的、那些局部反射界面，在它們的那些公共邊界協調。最終結果是一最終比特卷，在這最終比特卷中，每個記錄道被轉換為一系列的、作為深度的函數的比特0和1，以代表所有的反射界面。貫穿上述地震數據卷，將那些比特1置於每一層面或「反射界面」深度處。一反射界面被定義為地質構造的水平連續的特性，而且通常是一些地震道的一個子波的峰或谷。一地震道的子波常常代表來自地下一些地層的一些反射波。可以用其它一些特性或特徵，而不用峰或谷，但這特性曲線的剩餘部分將被限於這樣一些特性。
第二階段是-人機對話階段，在這階段中，將上述最終比特卷裝入一計算機輔助工作站的RAM儲存器中。使用者首先選取顯示在一監控器上的二維地震線。然後，這使用者將一指示器移到所需要的那些地層(即一子波的最大值)並使這指示器發出卡搭聲。這樣的卡搭聲鑑定所述那些地層的這樣一個點的x、y、z坐標。將這些坐標加到上述存在RAM中的最終比特卷中，並且將在這些x、y、z坐標處的一個被儲存的比特鑑定為對於反射界面圖的點火源點。將這樣的點火源點用於一自動勾選方法中(叫作「掃描器」，一類似的程序用來產生來自上述那些候補比特的最終比特)，在貫穿上述三維比特卷生長這樣的點火源點。以極高的精度及速度在上述監控器上產生並顯示一反射界面。下面詳細說明上述那些階段。
成批階段1.候補比特卷的產生圖5顯示了代表作為深度的函數的地震子波的那些振幅的數字數據到相應的那些比特的變換，即比特0及比特1作為深度的函數，這裡將比特1放在選取了一子波的一預定特性的那些深度處。例如，在圖5左邊的三維地震卷顯示了一3×3記錄道卷，這3×3記錄道卷是關於作為深度z的一個函數的、位於x＝1，y＝1處的一中心記錄道。兩個子波40、42在深度z1和z2被顯示出來。當然，一個實際的記錄道可有許多子波。
通過一勾選過程或程序110，將上述地震道的3×3卷作為一個組處理，以x＝1，y＝1為中心的上述卷是這3×3卷的一個例子，以便產生作為深度的一個函數的、在x＝1，y＝1處的一中心比特記錄道。人們假定，程序110的勾選校驗了，在子波40的深度z1及子波42的深度z2處所顯示的最大振幅，相應於貫穿上述地震道的3×3網格的各自的局部反射界面。在圖5右邊的候補比特卷顯示了作為深度的一個函數的、在x＝1，y＝1處的所述中心記錄道在z1及z2處具有比特1，而對於這記錄道的所有其它深度，用零代表。可以對所述3D地震卷的所有中心記錄道重複這樣的程序，直到比特0和1完全充滿所述後補比特卷。(也可以這樣，找到一中心記錄道的一些後補比特，並且關於鄰近的一些局部反射界面進行檢驗，以當處理過程進行時找到那些最終的比特。)下面說明，當應用到每一個地震3×3比特卷的每個中心記錄道的每一子波的每個最大振幅時的勾選程序110。
2.對候補比特卷的每個中心記錄道確定一些候補比特在圖6A和6B中顯示了圖5的勾選方法的最佳實施例。這方法首先鑑定對於一些記錄道的一3×3「卷」的一中心記錄道的每一深度的那些最大子波振幅。其次，如圖6A及6B所示，選取朝向該中心記錄道的「東」、「西」、「南」、「北」(用D、B、A、C標記)的那些子波的一個五記錄道檢驗組。如圖6A所示，這些東西南北記錄道作為圍繞所述中心記錄道0的檢驗記錄道，這中心記錄道0具有一對應於最大(或某些其它特性，如最小)子波振幅的深度z。在位於深度＝z1處的最大點0被用作位於所述候補比特卷的相應中心記錄道的深度＝z1處的一個比特「1」之前，勾選方法110的最佳實施例勾選并迭代校驗了關於所述中心記錄道的所有四個邊上的記錄道。若在所述中心記錄道與一鄰近的邊上的記錄道之間的任何比較未能通過一使用者指定的接受限度，那麼，對於在一局部反射界面上的失敗，就拒絕在深度＝z1處的子波最大值。
通過勾選四個鄰近的(邊上的)記錄道(見圖6B)，並通過以和圖4所示的已有技術的替代模式嚴格相同的方式校驗四個點A、B、C、D的每一個，本發明的最佳勾選方法逐步經歷一個五記錄道組中的多重記錄道的校驗過程。每個迭代校驗採用同樣的上述使用者所確定的接受判據。只有當上述組的所有四個邊上的記錄道都通過了上述接受檢驗時，才對上述候補比特卷中的深度點0確定一個比特1。當所有四個邊上的記錄道通過這樣一些檢驗時，可將四個邊上的記錄道A、B、C、D中的任何一個連回到中心點0。這種「全有或全無的規則」保證了中心記錄道深度點及它的邊上那些記錄道的所選的那些深度實際上位於同一局部地震反射界面上。在一定情況下，一個「全有或全無規則」並非是最佳的或必要的，而且一個放寬了的判據足夠了。
對位於x＝1，y＝1處的中心記錄道的每個子波重複上述過程。典型地有許多子波具有一最大振幅。一般來說，有N個子波位於深度z1、z2、…zI…zN處，這裡i表示第i個子波。對於每個成功的上述勾選檢驗，將鄰近記錄道的一個深度當作在一候補局部反射界面上，儲存起來。換句話說，將比特「1」存儲在成功的深度處zi，而且同時將在A、B、C、D處的那些鄰近的記錄道的深度存起來。將零(比特「0」)儲存在所有被取樣的那些深度位置(或記錄道間隔)，在這些被取樣的深度位置並未儲存比特「1」。這樣的儲存可如表Ⅰ中那樣表示。
在確認之前，順次對每個記錄道，對這些記錄道的每個3×3卷，獨立地進行上述勾選過程。例如，按上述勾選方法處理中心位於x＝2，y＝1處的數據的3×3卷。將一個比特(「1」)置於一些深度z處，如表Ⅱ所示，那些深度被標記為z′。如同表Ⅰ中一樣，如表Ⅱ中所示，將邊上的記錄道的相應深度A、B、C、D也儲存起來。
表Ⅰ(x＝1，y＝1)比特組中心記錄道深度邊上的記錄道相應的深度1 z1zA1zB1zC1zD1......
......
......
1 zizAizBizCizDi......
......
......
1 zNzANzBNzCNzDN表II(x=2,y=1)比特組中心記錄道深度邊上的記錄道相應的深度1 z1' z'B1z'B1z'C1z'D1......
......
......
1 z'iz'Aiz'Biz'Ciz'Di......
......
......
1 z'Nz'ANz'BNz'CNz'DN3.最終比特卷的確定在人機對話階段(下面說明)期間所用的掃描器方法中，可將任何比特的深度用作尋找一鄰近記錄道(例如直接鄰近東南西北的記錄道)時的一個起點。若這種尋找成功，就說原來的比特及新找到的比特「屬於」同一反射界面。上述選取那些候補比特的部分被用來確定一些比特，這些候補比特涉及如何由地震數據確定一些局部反射界面。
在這部分中所述的處理過程確定了是否每個比特將產生正確的局部反射界面。如果是這樣，就保留該比特;如果不是這樣，就拋棄該比特。用這種方式，能保證「最終」比特卷可靠地複製由上述地震數據所確定的那些反射界面。
考慮這樣的要求，並且參考表Ⅰ及表Ⅱ繼續考慮上述例子，必須使對於數據3×3卷的對於x＝2，y＝1的各種深度處的那些比特被確認，以確保那些在各深度z′的比特「1」的組位於一反射界面上，這反射界面是由對於數據的3×3卷的對x＝1，y＝1的勾選方法所確定的。換句話說，完成了檢驗，以確定在z′1處的比特是否處於距在zi(x＝1，y＝1)的比特的一預定距離範圍內，反之也是這樣。如表Ⅲ所示的那樣進行這樣的確認。
表Ⅲ確認z′勾選(例如，通過參考數據的x＝1，y＝1，3×3卷，數據的x＝2，y＝1，3×3卷)1.)順次評估每個z'i中心記錄道比特。
2.)對每個中心記錄道比特z'i,找到對於x=1,y=1中心記錄道所儲存的z方向上的一個"z'i的單元內的最靠近的記錄道比特z*(見圖7A所示)。若沒有這樣的比特存在,繼續進行下一個比特z'i。
3.)其次,確定這樣的x=1,y=1的中心記錄道比特z*是否等於x=2,y=1的邊上的比特z'Bi(見表II)。如果是這樣,那麼,在對於x=1,y=1的3×3卷的zi處的局部反射界面相應於對於x=2,y=1的z'i處的局部反射界面。如果不是這樣,那麼,就撇開在z'i處的所述比特組,(也就是說,將它置在等於零,"0")。
其次，必須確認數據的x＝1，y＝1，3×3卷的各種深度處的那些比特，以確保有一個且僅有一個公共的反射界面是在對於x＝1，y＝1的z處的比特組與對於x＝2，y＝1的z′處的比特組之間。表Ⅳ說明了這個方法。
表Ⅳ(確認鄰近的局部反射界面)1.)對於上述x=1,y=1的比特記錄道,令i=0,並使i每次增加1,直到檢驗過所有的比特。
2.)對於一個比特zi,找到在一個距離a內,在對於x=2,y=1的中心比特記錄道上的最靠近的比特z'*;即在z'=z'i±a之間存在一個比特嗎 (見圖7B)。若不存在z'*,那麼令i=i+1,並進行下面的步驟5。
3.)z'*等於zDi(見表I)嗎 如果是的話,令i=i+1,並進行下面的步驟6。
4.)若z'*不等於zDi,那麼將z'*處的比特轉為0,並使i到h,這裡h是任何一個大於或等於深度z'*-a的比特的最小指數。
5.)若不存在這樣的i,退出這個步驟。
6.)若i小於儲存在x=1,y=1中的那些比特的數,那麼,進行上面的步驟1。
從左至右，對於那些中心記錄道3×3卷的整個第一條「線」，繼續進行上述過程。即對於線y＝1，按照表Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ及Ⅳ中所勾劃出的方法，下一步處理對於y＝1，x＝2的z處的比特組，而然後，處理對於y＝1，x＝3的z處的比特組，等等，直到處理完上述整條線。
如圖8所示，下一步處理y＝2，等等。對於在y＝2，x＝1處的3×3卷，按照表Ⅰ至表Ⅳ所勾劃出的方法，通過關於y＝1，x＝1所儲存的那些z比特確認它們，來處理上述那些z比特。換句話說，對於x＝1，y＝2產生一個新表Ⅱ。按照表Ⅲ的方法評估新表Ⅱ以及表Ⅰ，這裡上述檢驗尋找對於x＝1，y＝2在新表Ⅱ中所儲存的比特z′，而且隨後對於x＝1，y＝1的表向「南」看，看看上述z＊比特是否等於z′Ci。下一步，按照表Ⅳ的方法檢驗新表Ⅱ以及表Ⅰ，這裡對照在x＝1，y＝2中的那些比特(新表Ⅱ)來檢驗x＝1，y＝1中的那些比特(表Ⅰ)，並且向北看，看看z′＊比特是否等於表Ⅰ的比特zAi。
其次朝「南」關於中心在y＝1，x＝2處的卷的那些比特，朝「西」關於中心在y＝2，x＝1處的卷的那些比特，檢驗中心在y＝2，x＝2處的3×3卷。以這種方式繼續進行處理，直到處理了所有的那些數據的3×3卷的線。
上述方式的處理過程確保了留在上述最終比特卷中的那些記錄道上的那些比特處在一些反射界面上，這些反射界面在鄰近的那些記錄道的一些反射界面的一個預定深度距離範圍內。當受到下述的掃描器作用時，確保了從這樣的最終比卷中勾選出的一些局部反射界面是同樣的一些反射界面，如果處理上述原始地震數據的話，將勾選這些反射界面。應強調的是，必須在上述成批階段，對於一反射界面圖的任何所需要的特性，產生一單獨的最終比特卷。必須產生對於一些峰(最大子波)或谷(最小子波)的一些單獨的比特卷。
可供選擇的方法和裝置被壓縮了的記錄道卷的產生上述最終比特卷在各記錄道間隔儲存有比比特「1」多得多的比特「0」。一般說來，在一最終比特卷中有80%到90%的零。因此，通過用一包含被內插的精確時間或它的地震道的深度位置的被加了索引的文件來取代上述最終比特卷的所有比特「1」，來提供一個對於所述最終比特卷的可供選擇的替代。在這樣的一個儲存方案中，拋棄了所有的比特「0」。這樣，對於x＝1，y＝1的記錄道，一系列數字或數字迭加取代了上述最終比特卷的那些比特「1」。每個數字代表所述最終比特卷的一個比特「1」的深度。對於該比特卷中的每個記錄道重複這樣的數字序列。
最好將每個比特的深度信息作為一無符號的半字整數儲存起來。這意味著能儲存在上述被壓縮了的記錄道卷中的最大可能深度(即一地震記錄道的雙路時間值)是65535。因為典型的記錄道長度是在5秒到6秒的數量級，可以儲存一毫秒十分之一的精度的那些時間值。若願意的話，將時間(深度)數據作為一無符號的半字儲存起來，首先將記錄道的那些漂移點表示標上刻度，然後，四捨五入，作為整數被儲存起來。
在這種情況下，一最終的比特卷被轉換為一被壓縮了的記錄道卷，最後所得到的反射界面包括比所述最終比特卷多約50%以上的全部比特(因為在它中間儲存了深度信息，但它仍比原來的3-D地震卷小大約5倍。一被壓縮了的比特卷比所述最終比特卷的優越性在於，可使前者更精確，以在整個內插過程中代表那些精確的深度位置和子波特性。
可供選擇的方法和裝置在一包括上述最終比特卷中的一個比特「1」的間隔中內插子波，以確定一反射界面的精確深度位置和它的特性值如上面所看到的那樣，選取一最終比特卷的每個比特「1」，以表示在一些記錄道的三維卷中存在一反射界面。然而，將這樣的一些比特限制為落在上述那些地震道的數字值的被取樣的那些深度間隔上。可是一子波的實際最大值可恰好落在上述比特「1」的特定深度位置的上方或下方。這事實意味著可提供一內插方法和裝置，以確定精確的深度位置以及一子波的最大或最小特性值，這子波位於上述最終比特卷的所述比特「1」的深度附近。最好的內插方法是使一條拋物線穿過由上述比特「1」所確定的三個點並穿過在這個比特「1」的深度的上方及下方的那些子波。中心的深度位置或這樣的拋物線的最大(或可能最小)位置確定了所述最大及最小的精確深度，而它的高度產生了上述子波的真實特性值。
最好將內插的上述深度值儲存在所述被壓縮了的記錄道卷中，而不是儲存在上述最終比特卷中相應的比特「1」中。在被壓縮了的記錄道卷中最後所得到的被內插的深度值，與在上述最終比特卷中所述比特「1」的相應位置相比，是對於上述反射界面的那些位置的一個更精確的表示。
人機對話階段圖9顯示了在上述成批階段完成後本發明的人機對話階段。當然，將上述最終比特卷裝在RAM存儲器中(或取決於它的大小及RAM存儲器的大小的、它的一部分)，而可將一2D地震剖面顯示在一工作站監視器200上。使用者選擇一個點火源點，例如將指揮臺指示器放在點P並使該指揮臺發出卡搭聲。這指揮臺的卡搭聲產生了x，y和深度(z)信息，這信息相應於存儲在計算機100的RAM存儲器中的上述最終比特卷102的一個特定比特1。下一步，採用一種3D自動勾選方法或「掃描器」105，勾選確定了一反射界面的上述最終比特卷中的其它比特1。這樣的一些比特對應於共同的特性，例如最大子波振幅。
掃描器的說明最好將掃描器105具體化為儲存在計算機100的RAM存儲器中的一種電腦程式，這計算機100對最終比特卷102進運算，以產生一反射界面圖110。下面的表Ⅴ說明了這掃描器的運行。將該掃描器放在初始點火源點及其它選擇了x，y，z的一些點，這些點通過在「排隊」中處理而變成一些點火源點。這「排隊」的每個點火源點被順次檢驗。通過這掃描過程，給反射界面圖110的那些x-y坐標指定了一些z值或「深度」，這些深度與所述點火源點在同一層面或「反射界面上。
表Ⅴ(掃描器)步驟1.)起動:將點火源點放進一空的排隊中。將反射界面圖對於每個x,y坐標置於一"空態"。也就是說,將所述圖的每個x,y點的z坐標置於零。
步驟2.)從上述排隊中去除第一點火源點x,y,z。結果,該排隊變得少了一個點。若在這排隊中沒有點,那麼,停止掃描。
步驟3.)使用來自上述排隊中的點x,y,z尋找對於上述最終比特卷中的一個比特"1"的z方向。對於兩個深度單元的一個孔隙(這樣的孔隙必須是與上述成批階段中用的孔隙一樣),向下一個深度單元、向上兩個深度單元、向下三個深度單元並且向上四個深度單元繼續進行上述尋找。若找到一個比特"1",例如在x,y,z',那麼,就在圖110中的x,y位置作一個記錄z',並將處理過程轉到下面的步驟4。
若在這樣的孔隙中未找到比特"1",就將處理過程轉到上述步驟2。
步驟4.)然後處理上述x,y點的四個"圖上"方向的每一個。這些方向是向"北"(x,y+1)、向"南"(x,y-1)、向"東"(x+1,y)及向"西"(x-1,y)對於這些圖上的方向的每一個,檢查上述圖,看看是否已給它指定了一個z坐標。若已給它指定了一個z坐標,就不用作什麼並檢查下一個"方向"點。若一個新的點在"空態",那麼,就將一三維坐標置於上述排隊的端點,這排隊包括空的圖的坐標的位置,以及步驟3中所找到的那個z'值。
例如,若(x,y,z')是位於步驟3中的那個比特"1"的坐標,而(x,y-1)的圖上位置是空的,那麼,將點(x1,y-1,z')放在上述排隊的端點(對於(x,y+1)、(x-1,y)及(x+1,y)也是類似的)。
完成步驟4後，將這處理過程轉到步驟2。當它不能擴展並添加任何更多的z位置時，就停止掃描器處理過程，這裡將一些比特1存儲在上述最終比特卷中。當上述掃描器過程停止時，已將一些深度點添加到上述反射界面圖，有一條從原來的點火源點到任何由它所確定的點的路線穿過所述反射界面圖。換句話說，可以描繪一條從上述點火源點到被添加到所述反射界面圖上的每個其它點的路線，使得在這條路線上的鄰近的那些點關於它們的z值相差不到上述孔隙的距離(如圖10所示的「a」深度」單元)。
可供選擇的方法和裝置一被內插的被壓縮了的記錄道卷的掃描採用上述用於尋找一最終比特卷的人機對話階段的掃描器，作一些改變，用於尋找上述被內插的被壓縮了的卷。將上述點火源點或深度加到所述被壓縮了的卷。用這樣的深度指數鑑定同樣的指數以及在那些鄰近的被壓縮了的記錄道上的一指數間隔。尋找相應於在上述鄰近的被壓縮了的那些記錄道中這樣的一些指數的那些深度值，以便在距上述點火源點深度一預定的深度差之內找到那些被內插的深度。系統的使用者可改變這樣的深度差。將任何被找到的上述那些鄰近的被壓縮了的記錄道的深度指定或鑑定為與上述點火源深度在同一反射界面上。若在被最初鑑定的指數間隔內上述尋找失敗，就把這指數間隔加倍，直到這尋找成功或不能找到那些鄰近的被壓縮了的記錄道的更多的深度。在作為新的點火源點的鄰近的記錄道，對於上述指數及深度，重複這個程序。
記錄道最初的信息當上述掃描器從一些點火源點向東南西北所有四個方向向外「爆炸」時，對於每個被選擇的鄰近的點，關於導致它的選擇的母體點，保持一個記錄。例如，點火源點ax，y可導致點x+1，y;x，y+1;x-1，y-1;及x，y-1的選取。這x，y點是所有四個這樣的點的祖先。同樣，在x+1，y處的點可導致選取x+2，y;x+1，y+1;及x+1，y-1。點x+1，y;是x+2，y;x+1，y+1;及x+1，y-1的祖先。當然，在x，y處的點是上面所提到的所有這樣的點的祖先。當產生反射界面圖110時，將這樣的最初信息儲存在存儲器107中(圖9)。
根據所記錄的最初信息進行編輯在如圖5、6A、6B、7A、7B及8以及表Ⅰ至Ⅳ所示，在成批跟蹤期間，可以不識別地球中的斷層，而這跟蹤可「跳過」一個從一個沉積層或反射界面到另一個的斷層，當進行上述最終比特卷的掃描時，這掃描同樣不識別一個斷層，而是繼續追蹤到一新的反射界面，即一個與上述點火源點的沉積層不同的沉積層。
人們願意將任何不在上述點火源點的反射界面上所勾選的那些點去掉，並且重新掃描被去掉的部分。
可通過一解釋者觀察圖9的反射界面圖110的直觀檢查來鑑定那些非正常的反射界面區域。在上述圖中深度的那些突然變化可以向上述解釋者表明，所述圖的某些點已經選錯了。
利用存儲在存儲體107中的上述最初的信息，上述使用者可以顯示上述路線或對於任何給定傳下來的點返回到所述點火源點的那些路線。對於在反射界面圖110或一地震剖面上的一路線或一些路線的直觀檢查，可以鑑定出掃描器105橫過一個斷層的那個點。消除上述掃描器橫過那些斷層的點的所有傳下來的點，就從所述反射界面圖上去掉了這些記錄。然後，可通過在所述被消除的區域中指定一個新的點火源點來重新掃描這被消除的區域。
產生一特性卷一個勘探學家(如一個地球物理學家)常常想要看看對應於一反射界面圖的那些地震子波的最大(或最小)值。在解釋地震數據時，這樣的數據可以幫助使用者。可以將這樣的「特性」或其它一些特性存儲在對應於上述最終比特卷的一個卷中。在所述最終比特卷中僅存儲那些相應於導通或那些比特「1」的一些特性是有益的。由於因為取樣不能鑑定出一子波的真實最大或最小(或也許是與零的交點)值，可以通過在上述成批處理過程中進行內插來找到相應於上述最終比特卷的那些比特「1」的這樣的真實特性。
圖11示意地顯示了對於每個x，y記錄道的每個「z」維儲存它的振幅的過程。上述最終比特卷的每個導通或比特「1」具有一x，y，z位置，這位置對應於地震數據卷中子波的一個振幅。將這樣的振幅作為上述特性卷中那些比特「1」的z維的一個函數相鄰儲存起來。
因為在上述最終比特卷中僅有約10%的深度點有一個導通或比特「1」，上述特性卷同樣約為原來的地震數據卷大小的10%。這事實使得可能將更多的反射界面振幅讀進存儲器，導致更快的一些顯示結果，這些顯示結果源於根據一些反射界面振幅的計算。
可供選擇的方法和裝置連接特性卷與上述被壓縮了的記錄道卷如圖10所示，將由上述方法和裝置所確定的被內插的那些特性(例如，一個子波的最大或最小數值)相鄰儲存起來，用於本發明方法和裝置的上述最終記錄卷。將每個特性按與那些深度位置同樣的方式附以索引。在這種被內插的一些特性的可供選擇的存儲中，通過存儲在上述被內插了的被壓縮的記錄道卷中那些相應的深度位置，來確定它們的深度位置。最好把所述被內插了的特性卷與上述被內插了的被壓縮的記錄道卷一起存儲在計算機100的RAM中。(圖9)。上述被內插的特性卷與被內插了的被壓縮的記錄道卷的這樣的儲存，加速了那些特性的顯示。
對於上述各方法及裝置的各種修改及變更，對前述本領域普通技術人員來說，將是顯而易見的，這些修改及變更並不背離本發明的精神。由於這個原因，願意把這些變化包括在所附的權利要求書中。所附的權利要求書陳述的只是本發明的界限。舉出上述各實施例時所採用的說明方式，應該被解釋為說明性的，而非限制性的。
權利要求
1.在一種從一些地震數據記錄道的一個三維卷自動勾選一些反射界面的方法中，一反射界面是地殼中一個成層的界面，並且通過個子波的一共同特性，在貫穿所述成層的界面的所述那些地震數據記錄道中表示這反射界面，一種產生一被壓縮了的記錄道卷的方法包括下述步驟，對存在一些反射界面的所述那些地震數據記錄道深度的每一個進行鑑定，並且對每個這樣的地震數據記錄道儲存代表所述那些深度的一系列數值，在所述那些深度存在那些所述的反射界面，以產生一被壓縮了的記錄道卷的一些被壓縮了的記錄道。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵是所述那些地震數據記錄道是一系列數據記錄，而每個記錄包含一個深度及一個子波振幅，這裡的每個記錄在深度上與它相鄰的記錄隔開相同的量，這方法進一步包括下述步驟，對於每個被鑑定為一個反射界面的所述數據記錄的深度，在所述的被鑑的深度的上方和下方的一些深度之間進行內插，以確定並在存儲器中存儲所述子波的一種特性的一個被內插的深度的精確深度，由此，這樣的被內插的深度比所述深度記錄的所述深度代表了一個更精確的深度鑑定。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵是所述內插步驟包括使一拋物線通過三個點的步驟，這三個點由上述被鑑定的深度的一個子波振幅的所述特性以及所述被鑑定的深度上面和下面的一些深度的那些子波振幅確定。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵是所述子波振幅的所述特性是所述振幅的最大值。
5.權利要求2的方法進一步包括下述步驟，在所述被壓縮的記錄道的所述被內插的那些深度的每一個而且對於所述被壓縮的記錄道卷的所述那些被壓縮的記錄道的每一個，確定所述那些子波的一種特性的一個數值。
6.權利要求5的方法進一步包括下述步驟，與所述的那些被壓縮的記錄道的所述那些特性的相應的被鑑定的那些深度一起，存儲所述那些子波的所述那些特性的所述那些數值。
7.權利要求1的方法進一步包括下述步驟，在落在一特定反射界面上的一被壓縮的記錄道上選擇一個點火源深度，並且通過從在所述被壓縮的記錄道上的所述點火源深度開始，並通過勾選在位於所述特定的反射界面上的所述被壓縮的記錄道的鄰近的那些被壓縮的記錄道上的一些深度，貫穿所述被壓縮的記錄道卷，自動掃描所述特定的反射界面。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵是所述自動掃描步驟進一步包括下述步驟，(1)從在所述被壓縮的記錄道上的所述點火源深度開始，鑑定與在鄰近的那些被壓縮的記錄道上的所述點火源深度相同的指數，(2)尋找所述那些鄰近的被壓縮的記錄道，以在作為所述點火源深度的上述深度的那些指數中的一預定差值範圍內打到一些深度，(3)將一鄰近的被壓縮的記錄道的任何一個被找到深度指定為與所述點火源深度在同一反射界面上，或者作為一個代替的辦法，用一些指數中的一個兩倍差值重複步驟(2)，(4)重複上述步驟(1)、(2)和(3)，除了尋找已被尋找的那些被壓縮的記錄道，一直到不能找到更多的鄰近的被壓縮的那些記錄道的深度。
9.在一種從一些地震數據記錄道的一個三維卷中自動勾選一些反射界面的方法中，產生一比特卷的一種方法包括下述步驟將所述那些地震數據記錄道轉換為由一系列作為深度的一個函數的一些比特0和1所確定的一個比特記錄道，這裡，在一記錄道的一個深度的一個比特「1」表示在那個深度存在一個反射界面，而一個比特「0」表示在那個深度不存在一個反射界面，並且將所述那些比特記錄道的每一個作為一些比特記錄道的一個三維卷儲存在一個計算機的存儲器中。
10.權利要求9的方法進一步包括下述步驟在落在一反射界面上的所述比特卷中的一個比特記錄道上，交互地選取一點火源比特，通過由所述點火源比特開始，並通過勾選位於所述反射界面上的所述比特卷的一些鄰近的比特記錄道上的一些比特1，貫穿所述比特卷掃描所述反射界面。
11.用於從一些地震數據記錄道的一個三維卷中自動勾選一些水平反射界面的裝置，這裡一個反射界面是地殼中的一個成層的界面，並且通過一地震子波的一共同特性在貫穿所述成層的界面的所述那些地震數據記錄道中，表示這反射界面，這種裝置還用於產生一被壓縮的記錄卷，這裝置包括用於鑑定每個存在一些界面的所述那些地震數據記錄道深度的電腦程式裝置，以及用於對每個這樣的地震數據記錄道存儲代表所述那些深度的一系列數值的裝置，在所述這些深度存在所述那些反射界面，以產生一被壓縮的記錄道卷的那些被壓縮的記錄道。
12.如權利要求11所述的裝置，其特徵是所述那些地震數據記錄道是一系列數據記錄，而每個記錄包括一個深度和一個振幅，這裡每個記錄與它鄰近的記錄在深度上分開相同的量，這裝置還進一步包括，對被鑑定為一個反射界面的所述數據記錄的每個深度，用於在所述被鑑定的深度的上方和下方的那些深度中間內插的裝置，以確定並在存儲器中存儲所述子波的一種特性的一被內插的極值的一個深度，由此，這樣被內插的深度代表了比所述深度記錄的所述深度更精確的一個深度鑑定
13.如權利要求12所述的裝置，其特徵是所述用於內插的裝置包括用於使一拋物線通過三個點的裝置，這三個點由上述被鑑定的深度的一個子波振幅的所述特性以及在所述被鑑定的深度的上面和下面的那些深度的一些子波振幅所確定。
14.如權利要求13所述的裝置，其特徵是所述子波振幅的特性是所述振幅的最大值。
15.權利要求11的裝置進一步包括下述步驟，在所述被壓縮的記錄道的所述被內插的那些深度的每一個深度，而且對於所述被壓縮的記錄道卷的所述被壓縮的那些記錄道的每一個，用於確定所述那些子波的一種特性的一個數值的裝置。
16.權利要求15的裝置進一步包括，用於將所述那些子波的所述那些特性的所述那些數值與所述那些被壓縮的記錄道的所述那些特性的相應的被鑑定的值一起存儲起來的裝置。
17.權利要求11的裝置進一步包括用於選取落在一特定反射界面上的一被壓縮的記錄道上的一個點火源深度的裝置，以及電腦程式裝置，用於通過從所述被壓縮的記錄道上的所述點火源深度開始，並通過勾選位於所述特定的反射界面上的所述被壓縮的記錄道卷的那些鄰近的被壓縮的記錄道上的一些深度，貫穿所述被壓縮的記錄道卷，自動掃描所述特定的反射界面。
18.如權利要求17所述的裝置，其特徵是所述用於自動掃描的電腦程式裝置包括這樣的裝置用於(1)從在所述被壓縮的記錄道上的所述點火源深度指數開始，鑑定與鄰近的那些被壓縮的記錄道上所述點火源深度相同的指數，(2)尋找所述那些鄰近的被壓縮的記錄道，以在作為所述點火源深度的上述深度的那些指數中的一預定差值範圍內找到一些深度，或者作為一個代替的辦法，用一些指數中的一個兩倍差值重複步驟(2)，以及(4)除了尋找已被被尋找的那些記錄道外，重複上述步驟(1)、(2)、(3)，直到不能找到更多的鄰近的那些被壓縮的記錄道的深度。
19.適於從一些地震數據記錄道的一個三維卷中自動勾選一些反射界面的裝置包括，電腦程式裝置，用於將所述那些地震數據記錄道轉換為由作為深度的一個函數的一些比特0和1所確定的一個比特記錄道，這裡，在一個記錄道的一個深度處的一個比特「1」表示在那個深度存在一個反射界面，而一個比特「0」表示在那個深度不存在一個反射界面，以及用於將所述那些比特記錄道的每一個作為一些比特記錄道的一個三維比特卷存儲在一個計算機的存儲器中的裝置。
20.權利要求19的裝置進一步包括用於在落在一反射界面上的所述比特卷中的一個比特記錄道上選取一個點火源點的裝置，以及用於貫穿所述比特卷掃描所述反射界面的裝置，這掃描是通過從所述點火源比特開始，並通過勾選位于于所述反射界面上的所述比特卷的那些鄰近的比特記錄道上的比特1來進行的。
全文摘要
從地震道三維卷中快速產生反射界面圖的方法和裝置。在代表記錄道子波數字數據的成批處理期間、對該卷每個地震道確定比特「1」或比特「0」。產生比特卷，其記錄道的一深度的1表示在那個深度存在一反射界面，且在一預定深度範圍內那些鄰近的記錄道的比特1的其它深度，也存在一反射界面。以實時方式選取點火源點，鑑定在一特定深度特定記錄道上的1。繼續此過程，直到找不到更多的比特1。從每個被找到1的深度，產生一反射界面圖。
文檔編號G01V1/28GK1070267SQ92108870
公開日1993年3月24日 申請日期1992年7月9日 優先權日1991年7月9日
發明者哈爾瑞德·A·哈得布郎, 皮特·卡爾根斯, 阿夫特伯·阿爾姆 申請人:蘭得馬克製圖公司