三维地震信号的断层提取方法研究

摘要

断层属性是一种及其重要的地质属性，它是岩层顺分裂面产生位移的断裂结构。断层在油气的生成上起到了控制作用，促成了良好储层的成型。在油气勘探开发领域，断层起到的作用不容小觑。对断层的准确刻画贯串在油气田开发的全部进程。发展精细的断层提取与增强技术，已成为勘探形势的迫切要求。
　　本文首先论述了断层增强技术的意义，说明了这一技术在油气资源勘探中举足轻重的地位，然后论述了断层增强技术目前的发展状况，阐述了这一技术当前的国内外研究现状；接着具体介绍了已经存在的与断层提取技术相关的基本原理如去噪预处理、纹理属性提取、断层增强技术等。针对现有技术中存在的问题，从断层自身特性、滤波窗口形状、人类视觉特点等方面出发，提出了两种断层增强的方法。详细的工作包括以下几个内容：
　　1.针对在实际中断层结构通常表现为一块连续的平面，而现有方法通常忽略断层的实际形状这一问题，本文在三维空间中运用平面结构检测的三维差分 stick（Derivative of Stick，DoS）算子，使之更契合实际中断层的情况，强调在方向估计的同时抑制无关噪声。针对处理后的结果仍然存在的断层较粗、且断层上存在一些不太清晰的结构等现象，在三维断层增强的基础上引入了形态学的方法进行后续处理。该方法根据断层的实际形态来设计各向异性的滤波算子，并引入了差分及形态学操作，使之既能有效地保留明显的断层结构，又能将背景中的细小断层增强，同时去除无关噪声，可以达到比较理想的效果。
　　2.针对用传统方法进行断层增强时使用的规则窗口通常含有有用信息太少的情况，提出了使用更契合断层本身形状的三维曲线形窗。利用相干体属性每个像素点处的二矩张量，对其进行特征值分解，进而得到每个像素点处的断层方向，根据此断层方向构建三维曲线窗口，结合与人类的视觉系统原理类似的 Gabor滤波器，并将之推广至三维，保证有用信息的同时简化滤波运算。将算法应用到实际工区进行分析，可以观察到断层增强效果得到了很大的提升，算法达到了预期的效果。
　　最后将本文提出的断层增强方法和传统的方法应到多个地震工区中。通过分析结果，可以看出相比于传统方法而言，本文提出的方法有一定的优势，能够达到更好的断层增强效果。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作及创新点

1.4 论文章节安排

第二章 断层提取技术的相关原理

2.1 三维地震信号的去噪预处理

2.2 三维地震信号的纹理属性提取

2.3 经典的stick滤波

2.4 经典Gabor滤波

2.5 本章小结

第三章 基于DoS滤波的三维数据断层增强方法

3.1 引言

3.2 二维DoS滤波模板

3.3 三维DoS算子

3.4 总体算法

3.5 算法仿真

3.6 本章小结

第四章 基于曲线Gabor滤波的三维数据断层增强方法

4.1 引言

4.2 基于二矩张量的断层方向估计

4.3 三维曲线Gabor滤波

4.4 算法仿真

4.5 本章小结

第五章 结论

5.1 工作总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果