含逆断层的复杂地质构造三维地震解释层位插值的方法

摘要

提供了一种含逆断层的复杂地质构造三维地震解释层位插值方法，包括：对没有被逆断层错断的层位点进行插值；对被逆断层错断的层位点进行插值；将插值之后的层位点在xline和inline方向组合成层位段，进而形成层位面；在执行层位组段之后，将层位数据以文件形式保存至工区中。

说明书

技术领域

本发明属于地震解释领域，更具体地讲，涉及一种含逆断层的复杂地质构造三维地震解释层位插值的方法。

背景技术

三维地震技术是在二维地震技术的基础上发展起来的。发达国家20世纪70年代开始使用三维地震技术。我国三维地震技术在20世纪80年代迅速发展起来，现已形成包括野外资料采集、室内资料处理和成果解释的一整套技术体系，在油气勘探开发中发挥了重要作用。三维地震是将地震测网按一定规律布置成方格状或环状的地震面积勘探方法。它能大大提高地下共深度点(指炮点和检波点连线的中点，在地震资料处理时，首先是把解偏后中心点一致的地震道集中在一起，将时间转化为深度，称为共深度点)的数量和更真实地给出地下地质形态。

在三维地震解释中，联动解释是一个非常重要的特点。解释人员根据当前剖面信息，对目标层位有更加准确的认识。所以，解释平台必须提供联动处理操作。当然，联动处理的难点在于联动方案的确定，如果没有逆断层的存在，每个层位在一个地震道上只有一个投影值，联动处理比较简单。但是由于逆断层的存在，导致联动解释的数据处理比较复杂，比如层位插值、层位自动追踪、层面网格化等。

发明内容

本发明提出了一种含逆断层的复杂地质构造三维地震解释层位插值方法，该方法有效地解决了在含逆断层的复杂地质构造的情况下三维地震解释层位的插值问题。

为了解决上述插值问题，本发明提供了一种含逆断层的复杂地质构造三维地震解释层位插值的方法，该方法包括：对没有被逆断层错断的层位点进行插值；对被逆断层错断的层位点进行插值；将插值之后的层位点在xline和inline方向组合成层位段，进而形成层位面；在执行层位组段之后，将层位数据以文件形式保存至工区中。

在对没有被逆断层错断的层位点进行插值之前，把与层位相交的逆断层插值拟合成断层面，并检查解释数据的正确性。

检查解释数据的正确性的步骤可包括：若某一剖面的某一道的该层位含有两个以上点，并且存在时间方向相邻两点之间不存在激活的断层点的情况，则此道解释数据有误。

在对含逆断层的复杂地质构造三维地震解释层位插值之前，可对逆断层和层位的空间拓扑关系进行识别和分析，所述识别和分析包括：在同一道上存在层位点和断层点，通过比较层位点和断层点之间的大小，判断出层位点属于断层的上盘还是下盘；通过判断两个层位点之间的连线是否穿越断层，从而确定两点拓扑属性是否相同，如果相同则可以参与同一个点的插值，否则不能参与同一个点的插值。

对没有被逆断层错断的层位点进行插值的步骤可包括：从起始道开始向四个方向做闭合处理，其中，闭合处理是指在该层位点周围八个方向搜索与该点连线不穿越断层的层位点，该点的z值由搜索到的点线性插值得到；闭合处理中待处理层位点的周围层位点的搜索方法是：向八个方向，即左上、上、右上、左、右、左下、下和右下方向进行搜索，搜索范围为相邻20道，每个方向从距离待闭合的点最近的道开始搜索，若某一方向在20道范围内搜索到与该层位点连线不穿越断层的点，则在该方向停止搜索。

对被逆断层错断的层位点进行插值的步骤可包括：对于未插值的被逆断层错断的层位点，沿着已插值的点向断层方向平推过去，其中，平推方向的判定包括：判断未插值点的周围4个相邻道的点是否已闭合，如若某一方向没有闭合，则由反方向已闭合的层位点沿着该方向平推，即被逆断层错断的层位点的时间或深度值为该已闭合的层位点的时间或深度值，平推的终止条件是：如果沿着平推方向将下一个网格点加入段，则该段穿越断层，那么停止在该方向上的平推。

将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。

附图说明

通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1是逆断层在地震剖面上的表现形态的示意图；

图2来描述根据本发明的基于逆断层和层位的空间拓扑关系的含逆断层的复杂地质构造三维地震解释层位的插值方法的流程图；

图3是三维地震解释层位文件的结构图。

具体实施方式

下面参照本发明的示例性实施例和附图来描述本发明。

在介绍本发明提出的含逆断层的复杂地质构造三维地震解释层位插值方法之前，首先介绍本方法中的几个数据的物理含义：

点：解释数据的每一个数据点描述的是某个层位和断层在该道上的时间或者深度。由于地震数据在实践或深度上也是采用等间隔采样的方式记录，所以解释数据的点在道上的位置可以简单的采用地震数据的采样点位置来描述。

段：解释数据段的概念是指在道上不重叠的连续数据点。段的引入主要出于两个方面的因素，第一是段可以准确的描述解释人员的层位或断层拾取过程。比如：鼠标单击开始拾取层位或断层，鼠标双击结束拾取；另外一方面的原因是解释数据的后续处理，比如解释方案的联动处理、速度场构建的层位闭合处理、解释数据的编辑处理都是以段作为对象进行。

层面或断面：通常情况下，对于三维地震数据解释是通过在xline方向或者inline方向进行抽线解释。其解释结果在空间上是由一些离散的线段组成。为了准备描述层面和断面的物理概念，需要对中间为抽到的数据进行插值封闭处理，形成一个空间曲面的物理实体，这也是三维面解释的最终目的。

与正断层和无断层的地质构造解释相比，含逆断层的构造解释难度要大得多。从数据特征上，无逆断层的地质构造中，每一个层位在每一道上只能存在唯一的一个投影值。但由于逆断层的存在，这一规则就不准确。

根据本发明的含逆断层的复杂地质构造三维地震解释层位插值的方法包括如下步骤：对没有被逆断层错断的层位点进行插值；对被逆断层错断的层位点进行插值；将插值之后的层位点在xline和inline方向组合成层位段，进而形成层位面；在执行层位组段之后，将层位数据以文件形式保存至工区中。

图1是逆断层在地震剖面上的表现形态的示意图。标号f4-3、fp2表示断层，f4是解释人员识别出的地震层位。如图1所示，同一层位在同一道上在逆断层中存在两个或者更多的投影值的情况。这给三维联动带来的问题是同一道上多值的存在，需要确定对哪一点进行联动。从地质构造上讲，逆断层的存在将层位分割为层的上下盘，联动的点要么是断层的上盘点，要么是断层的下盘点。但是在复杂逆断层构造存在的情况下，确定某一点的数据属于断层的上盘还是下盘难度比较大。需要对逆断层和层位的空间拓扑关系进行识别和分析。逆断层和层位的空间拓扑关系识别必须要求对工区中的每一个断层进行空间的断层组合。即在层位联动解释之前，每一个断层的走向和构造形态必须先进行解释。逆断层和层位的空间拓扑关系识别方法主要包括两个方面的内容：第一、在同一道上存在层位点和断层点，通过比较层位点和断层点之间的大小，可以判断出层位点属于断层的上盘还是下盘；第二是通过判断两个层位点之间的连线是否穿越断层，从而确定两点拓扑属性是否相同，如果相同则可以参与同一个点的插值，否则不能参与同一个点的插值。

下面参照图2来描述根据本发明的基于逆断层和层位的空间拓扑关系的含逆断层的复杂地质构造三维地震解释层位的插值方法。

如图2所示，在步骤S1，执行准备工作。由于层位可能与逆断层相交，所以在对解释的层位数据进行处理前，需要把与层位相交的逆断层插值拟合成断层面。

在步骤S2，对解释数据进行检查。由于层位的解释数据是由解释人员手工解释的，所以解释数据可能有与解释人员预期不符的地方。为了保证解释数据的合理性和正确性，在对层位解释数据进行层位插值之前，必须要对解释人员手工解释的层位解释数据进行检查。若检查出解释数据有误，则提示解释人员解释数据有误的地方，并退出插值过程。若解释人员所解释的层位数据正确无误，则进入下一步骤。

根据本发明的解释数据检查方法包括：若某一剖面的某一道的该层位含有两个以上点，并且存在时间方向相邻两点之间不存在激活的断层点的情况，则此道解释数据有误。其中，这里的时间方向表示的是z轴方向。

解释数据的错误信息格式包括：数据有误的段所在剖面方向direct，剖面的位置slicePos，错误数据起始道号sTrace，错误数据结束道号eTrace。即direct方向的slicePos位置的剖面的解释数据有误，错误数据的起始道号是sTrace，结束道号是eTrace。其中，这里的剖面方向表示的是xLine方向或者inLine方向。如果解释数据正确，则执行步骤S3的没有被逆断层错断的层位点插值。没有被逆断层错断的层位点是不与逆断层相交的层位点。不与逆断层相交的层位点插值是从起始道开始向四个方向做闭合处理。闭合处理是指在该层位点周围八个方向搜索与该点连线不穿越断层的层位点，该点的z值由搜索到的点线性插值得到。其中，这里的z值表示z轴方向上的数值，其物理含义可能是时间的，也可能是深度的。

闭合处理中待处理层位点的周围层位点的搜索方法是：向八个方向(左上，上，右上，左，右，左下，下，右下)进行搜索，搜索范围为相邻20道，每个方向从距离待闭合的点最近的道开始搜索，若某一方向在20道范围内搜索到与该层位点的连线不穿越断层的点，则在该方向停止搜索。若八个方向均未找到点，则说明该道的层位点处于逆断层处，该道的层位点插值由步骤S4进行处理。

在步骤S4执行被逆断层错断的层位点插值。对于未插值的被逆断层错断的层位点，只需沿着已插值的点向断层方向平推过去即可。由于断层可能是在任意位置，所以必须要判断相对被逆断层错断的层位点的相对位置，进而决定平推方向。

下面描述关于平推方向的判定。由于处理被逆断层错断的层位之前已插值层位的边界是阶梯形状的，只有断层方向的点没有闭合。因此判断平推的方向只需判断未闭合的方向。判断未插值点的周围4个相邻道的点是否已闭合，如若某一方向没有闭合，则由反方向已闭合的层位点沿着该方向平推，即被逆断层错断的层位点的时间或深度值为该已闭合的层位点的时间或深度值。平推的终止条件是：如果沿着平推方向将下一个网格点加入段，则该段穿越断层，那么停止在该方向上的平推。其中，这里的网格点是指道的概念，因为三维测网是以网格的方式组织，所以在算法上表示为网格点，而在数据的专业术语上表示为道。

接下来，执行步骤S5的层位组段。由于解释数据的逻辑结构是：点-＞段-＞面。将插值之后的层位点在xline和inline方向组合成层位段，进而形成层位面。为了保证原始解释数据的完整性和可重复插值性，插值形成的层位面将是一个新的层位，不修改原始解释数据。假设原始层位解释数据的名字是xxx，则对该层位解释数据进行插值形成的层位的名字是xxx_int_n，其中n表示的是该层位是此原始数据的第n个插值层位。

在执行层位组段之后，执行步骤S6的保存层位文件。在层位组段完成之后，将层位数据以文件形式保存至工区中，以便以后打开工区是可以加载层位数据。文件以二进制的方式存储。

对于三维层位解释数据，由于逆断层的存在，导致每一个层位占用的空间无法预知(某些道上存在多个点)。但是考虑到文件的安全性和系统的实时交互性能。采用基于空间预留及冗余管理相结合的方案设计。一方面解决了空间预留问题，另一方面也解决了数据文件的安全性和读写性能问题。

图3是三维地震解释层位文件的结构图。图3中描述了一个三维的面，需要x、y、z三个方向的信息，而地震层位又被断层错断。为了更好地描述地震层位，因此需要规定三维地震解释层位文件结构以方便存储。

如图3中所示的数据文件结构，文件空间按照每个剖面进行空间预留，在不含逆断层的情况下，每一个剖面最多的数据点数为该剖面的道数。为了满足大多数剖面的数据存储，每一个剖面按50％空间扩展，即每一个剖面按照1∶1.5的空间进行预留，期望满足至少80％剖面数据的存储。如果某些剖面数据量超出了预留空间，则将多余部分存储在冗余空间。

冗余空间的存储按照紧凑型的方式一段一段的存储，每一次修改都需要将冗余部分进行全部重写。由于大多数情况下冗余部分比较少或者没有，所以冗余部分虽然复杂，但是对整体性能影响比较小。

经过以上本发明提出的含逆断层的复杂地质构造三维地震解释层位插值方法的处理，用户能方便、迅速地将含逆断层的复杂地质构造三维地震层位解释数据插值成三维立体面，为后续的三维数据体成块、时深转换、层面三角形网格化等处理流程作准备。该方法能够比较好地用于对逆断层进行三维地震资料解释，在逆断层发育的四川盆地、塔里木盆地等油气产区有着十分广阔的推广应用前景。

尽管已经参照示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。