古河道河床侵蚀深度自动识别方法

摘要

本发明提供了一种古河道河床侵蚀深度自动识别方法，该方法包括：设置河床种子点；根据种子点所在地震反射层面的相干和倾角，驱动种子点向位于同一主测线上、联络测线增大和减少的两个方向，自动追踪当前主测线上、与种子点相位相同的外推地震响应点；根据每个外推地震响应点所在地震反射层面的相干平均值和方差，判断是否到了河道边界，当判断到了河道边界处时，停止追踪，得到当前主测线上所有的种子点；根据当前主测线上所有种子点的相干和倾角，驱动当前主测线上的所有种子点，向主测线增大和减少的方向，自动追踪河道工区范围内所有主测线上的种子点。该方案能自动识别古河床侵蚀深度，间接指导暗河岩溶储层的预测，利于预测高效油藏位置。

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理地震储层预测技术领域，特别涉及一种古河道河床侵蚀深度 自动识别方法。

背景技术

暗河岩溶系统是高效油藏发育的有利区。暗河岩溶系统的发育受控于地表古水 系。地表水系深切部位是暗河岩溶系统的泄水场所，为岩溶作用提供水动力条件，有 利于形成大规模的暗河岩溶储集体。

虽然河床侵蚀作用对河床两侧及底部位置的碳酸盐岩岩溶储层发育有建设作用， 但是侵蚀深度过深，容易破坏河床底部位置的盖层的封盖能力。即使河床底部下方的 岩溶储层发育，也不利于油气成藏。因此，古河道及其侵蚀深度的识别能够指导识别 有利于油气成藏的暗河岩溶储层。

目前，三维地震数据的相干、振幅、分频等地震属性结合切片技术：水平切片、 沿层切片及地层切片(雷明，王建功，刘彩艳等：地震切片技术在安达工区的应用、 石油地球物理勘探，2010，45(3)：418～422；李清仁，陈守田，张财等：海拉尔 盆地的古河道砂体识别方法、石油地球物理勘探，2006，41(4)：402～4046；韩喜， 高兴友，车延信等：利用地震属性沿层分析方法研究河流相沉积环境、石油地球物理 勘探，2007，42(1)：120～124)虽然能够刻画河道平面或空间展布，但是不能估算 古河道河床的侵蚀深度。碳酸盐岩古河道河床底部与围岩地层岩性差异大，波阻抗呈 连续的强波峰反射，河道边界处呈杂乱弱反射，整个河床底部地震反射轴连续，可以 沿河道连续追踪。但是河道分布广、曲折度高、分支小河道发育，人工追踪工作量极 大。

发明内容

本发明实施例提供了一种古河道河床侵蚀深度自动识别方法，用以实现古河道河 床侵蚀深度的自动识别，该方法包括：

在河床地震剖面反射波的最大波峰处选取一个地震响应点作为种子点；

计算种子点所在地震反射层面的相干和倾角；

根据种子点所在地震反射层面的相干和倾角，驱动种子点向位于同一主测线上、 联络测线增大和减少的两个方向，自动追踪当前主测线上、与种子点相位相同的外推 地震响应点；

计算每个外推地震响应点所在地震反射层面的相干和倾角，计算每个外推地震响 应点和与该外推地震响应点相邻的8个地震响应点，共9个地震响应点的相干平均值 和方差；

根据相干平均值和方差，判断每个外推地震响应点是否到了河道边界；当判断外 推地震响应点未到河道边界时，根据每个外推地震响应点所在地震反射层面的相干和 倾角，继续以每个外推地震响应点为新的种子点，向联络测线增大和减少的两个方向， 自动追踪与新的种子点相位相同的外推地震响应点；当判断外推地震响应点到了河道 边界处时，停止追踪，得到当前主测线上所有的种子点；

根据当前主测线上所有种子点的相干和倾角，驱动当前主测线上的所有种子点， 向主测线增大和减少的方向，自动追踪与当前主测线相邻主测线上、与种子点相位相 同的外推地震响应点，判断每个外推地震响应点是否到了河道边界，当判断外推地震 响应点到了河道边界处时，停止追踪，得到相邻主测线上的所有种子点，直至得到河 道工区范围内所有主测线上的种子点；

根据河道工区范围内所有主测线上的种子点，计算古河道河床的侵蚀深度。

在一个实施例中，根据种子点所在地震反射层面的相干和倾角，驱动种子点向位 于同一主测线上、联络测线增大和减少的两个方向，自动追踪当前主测线上、与种子 点相位相同的外推地震响应点，包括：

取联络测线增大方向的6个地震响应点中，最大的相干值及其对应的倾角，向位 于同一主测线上、联络测线增大的方向，自动追踪当前主测线上、与种子点相位相同 的外推地震响应点，取联络测线减少方向的6个地震响应点中，最大的相干值及其对 应的倾角，向位于同一主测线上、联络测线减少的方向，自动追踪当前主测线上、与 种子点相位相同的外推地震响应点。

在一个实施例中，在根据当前主测线上所有种子点的相干和倾角，驱动当前主测 线上的所有种子点，向主测线增大和减少的方向，自动追踪与当前主测线相邻主测线 上、与种子点相位相同的外推地震响应点中，驱动一个种子点向主测线增大和减少的 方向，自动追踪与当前主测线相邻主测线上、与种子点相位相同的外推地震响应点包 括：

取主测线增大方向的6个地震响应点中，最大的相干值及其对应的倾角，向位于 同一联络测线上、主测线增大的方向，自动追踪与当前主测线相邻主测线上、与种子 点相位相同的外推地震响应点，取主测线减少方向的6个地震响应点中，最大的相干 值及其对应的倾角，向位于同一联络测线上、主测线减少的方向，自动追踪与当前主 测线相邻主测线上、与种子点相位相同的外推地震响应点。

在一个实施例中，根据当前主测线上所有种子点的相干和倾角，驱动当前主测线 上的所有种子点，向主测线增大和减少的方向，自动追踪与当前主测线相邻主测线上、 与种子点相位相同的外推地震响应点，判断每个外推地震响应点是否到了河道边界， 当判断外推地震响应点到了河道边界处时，停止追踪，得到相邻主测线上的所有种子 点，直至得到河道工区范围内所有主测线上的种子点，包括：

根据当前主测线上边界种子点的相干和倾角，驱动边界种子点向相邻主测线自动 追踪，得到相邻主测线上的、与边界种子点相位相同的种子点；

根据当前主测线上非边界种子点的相干和倾角，驱动非边界种子点向相邻主测线 自动追踪，得到相邻主测线上的、与非边界种子点相位相同的种子点。

在一个实施例中，根据当前主测线上边界种子点的相干和倾角，驱动边界种子点 向相邻主测线自动追踪，得到相邻主测线上的、与边界种子点相位相同的种子点，包 括：

判断边界种子点的外推地震响应点位于河道上的位置；

当判断边界种子点的外推地震响应点位于河道内部时，以外推地震响应点为新的 种子点，向同一主测线上、联络测线增大或减少的方向自动追踪相位相同的外推地震 响应点，直到判断外推地震响应点到了河道边界处，停止追踪，得到相邻主测线上的 种子点。

在一个实施例中，根据当前主测线上边界种子点的相干和倾角，驱动边界种子点 向相邻主测线自动追踪，得到相邻主测线上的、与边界种子点相位相同的种子点，包 括：

当判断边界种子点的外推地震响应点位于河道边界或外部时，确定边界种子点为 无效种子点，重新确定有效种子点，以有效种子点为边界种子点，向相邻主测线自动 追踪相位相同的外推地震响应点，得到相邻主测线上的种子点；有效种子点为：与最 后确定的无效种子点相邻、且其外推地震响应点位于河道内部。

在一个实施例中，判断外推地震响应点到了河道边界处，具体为：

当外推地震响应点和与外推地震响应点相邻的8个地震响应点，共9个地震响应 点的相干平均值小，方差值大时，证明到了河道边界。

本发明实施例技术方案基于地震波相似性原理，在设置河床种子点的基础上，以 地层倾角和地震波形相似性驱动种子点外推，同时采用多窗口旋转扫描识别河床边 界，河床边界约束外推范围，最终实现多条多期河道的侵蚀深度预测。因此，通过本 发明实施例提供的古河道河床侵蚀深度自动识别方法，可以间接指导暗河岩溶储层的 预测。同时，古河床深度的识别有利于预测高效油藏的位置。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明实施例中古河道河床侵蚀深度自动识别方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中种子点为中心的多窗口旋转扫描识别河道边界的示意图；

图3是本发明实施例中古河道河床侵蚀深度自动识别方法的具体流程示意图。

图4是本发明实施例中在河床地震剖面反射波的最大波峰处设置种子点示意图；

图5是本发明实施例中基于河床种子点自动追踪轨迹平面示意图；

图6是本发明实施例中边界种子点的外推地震响应点位于河道内部的示意图；

图7是本发明实施例中边界种子点的外推地震响应点位于河道外部和边界的示 意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图， 对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发 明，但并不作为对本发明的限定。

本发明实施例基于地震波相似性原理，在设置河床种子点的基础上，以地层倾角 和地震波形相似性驱动种子点外推，同时采用多窗口旋转扫描识别河床边界，当出现 平均相干值小，方差值大的异常时，证明到了河道边界，河床边界约束外推范围，最 终实现多条多期河道的侵蚀深度预测。下面进行详细说明。

图1是本发明实施例中古河道河床侵蚀深度自动识别方法的流程示意图，如图1 所示，该方法包括如下步骤：

步骤101：在河床地震剖面反射波的最大波峰处选取一个地震响应点作为种子 点；

步骤102：计算种子点所在地震反射层面的相干和倾角；

步骤103：根据种子点所在地震反射层面的相干和倾角，驱动种子点向位于同一 主测线上、联络测线增大和减少的两个方向，自动追踪当前主测线上、与种子点相位 相同的外推地震响应点；

步骤104：计算每个外推地震响应点所在地震反射层面的相干和倾角，计算每个 外推地震响应点和与该外推地震响应点相邻的8个地震响应点，共9个地震响应点的 相干平均值和方差；

步骤105：根据相干平均值和方差，判断每个外推地震响应点是否到了河道边界； 当判断外推地震响应点未到河道边界时，根据每个外推地震响应点所在地震反射层面 的相干和倾角，继续以每个外推地震响应点为新的种子点向联络测线增大和减少的两 个方向，自动追踪与新的种子点相位相同的外推地震响应点；当判断外推地震响应点 到了河道边界处时，停止追踪，得到当前主测线上所有的种子点；

步骤106：根据当前主测线上所有种子点的相干和倾角，驱动当前主测线上的所 有种子点，向主测线增大和减少的方向，自动追踪与当前主测线相邻主测线上、与种 子点相位相同的外推地震响应点，判断每个外推地震响应点是否到了河道边界，当判 断外推地震响应点到了河道边界处时，停止追踪，得到相邻主测线上的所有种子点， 直至得到河道工区范围内所有主测线上的种子点；

步骤107：根据河道工区范围内所有主测线上的种子点，计算古河道河床的侵蚀 深度。具体地，河床种子点全部估算完后，就能够知道河床深度了。同时，我们能够 手动追踪出岸堤的深度，通过河床的深度减去岸堤的深度就是河床的侵蚀深度。

在一个实施例中，根据种子点所在地震反射层面的相干和倾角，驱动种子点向位 于同一主测线上、联络测线增大和减少的两个方向，自动追踪当前主测线上、与种子 点相位相同的外推地震响应点，包括：

取联络测线增大方向的6个地震响应点中，最大的相干值及其对应的倾角，向位 于同一主测线上、联络测线增大的方向，自动追踪当前主测线上、与种子点相位相同 的外推地震响应点，取联络测线减少方向的6个地震响应点中，最大的相干值及其对 应的倾角，向位于同一主测线上、联络测线减少的方向，自动追踪当前主测线上、与 种子点相位相同的外推地震响应点。

在一个实施例中，在根据当前主测线上所有种子点的相干和倾角，驱动当前主测 线上的所有种子点，向主测线增大和减少的方向，自动追踪与当前主测线相邻主测线 上、与种子点相位相同的外推地震响应点中，驱动一个种子点向主测线增大和减少的 方向，自动追踪与当前主测线相邻主测线上、与种子点相位相同的外推地震响应点包 括：

取主测线增大方向的6个地震响应点中，最大的相干值及其对应的倾角，向位于 同一联络测线上、主测线增大的方向，自动追踪与当前主测线相邻主测线上、与种子 点相位相同的外推地震响应点，取主测线减少方向的6个地震响应点中，最大的相干 值及其对应的倾角，向位于同一联络测线上、主测线减少的方向，自动追踪与当前主 测线相邻主测线上、与种子点相位相同的外推地震响应点。

在一个实施例中，根据当前主测线上所有种子点的相干和倾角，驱动当前主测线 上的所有种子点，向主测线增大和减少的方向，自动追踪与当前主测线相邻主测线上、 与种子点相位相同的外推地震响应点，判断每个外推地震响应点是否到了河道边界， 当判断外推地震响应点到了河道边界处时，停止追踪，得到相邻主测线上的所有种子 点，直至得到河道工区范围内所有主测线上的种子点，包括：

根据当前主测线上边界种子点的相干和倾角，驱动边界种子点向相邻主测线自动 追踪，得到相邻主测线上的、与边界种子点相位相同的种子点；

根据当前主测线上非边界种子点的相干和倾角，驱动非边界种子点向相邻主测线 自动追踪，得到相邻主测线上的、与非边界种子点相位相同的种子点。

在一个实施例中，根据当前主测线上边界种子点的相干和倾角，驱动边界种子点 向相邻主测线自动追踪，得到相邻主测线上的、与边界种子点相位相同的种子点，包 括：

判断边界种子点的外推地震响应点位于河道上的位置；

当判断边界种子点的外推地震响应点位于河道内部时，以外推地震响应点为新的 种子点，向同一主测线上、联络测线增大或减少的方向自动追踪相位相同的外推地震 响应点，直到判断外推地震响应点到了河道边界处，停止追踪，得到相邻主测线上的 种子点。

在一个实施例中，根据当前主测线上边界种子点的相干和倾角，驱动边界种子点 向相邻主测线自动追踪，得到相邻主测线上的、与边界种子点相位相同的种子点，包 括：

当判断边界种子点的外推地震响应点位于河道边界或外部时，确定边界种子点为 无效种子点，重新确定有效种子点，以有效种子点为边界种子点，向相邻主测线自动 追踪相位相同的外推地震响应点，得到相邻主测线上的种子点；有效种子点为：与最 后确定的无效种子点相邻、且其外推地震响应点位于河道内部。

在一个实施例中，判断外推地震响应点到了河道边界处，具体为：

当外推地震响应点和与外推地震响应点相邻的8个地震响应点，共9个地震响应 点的相干平均值小，方差值大时，证明到了河道边界。

下面再以实例来进行说明，以便于理解如何实施本发明。

古河道在地震剖面上存在明显的地震放射同相轴下拉，河床底部与下覆地层反射 界面强。本发明提供的古河道河床侵蚀深度自动识别方法，对种子点和每个外推地震 响应点，均采用9个正方形平面窗口来计算种子点和外推地震响应点所在的反射层面 的相干和倾角(如图2所示)，每个正方形平面窗口代表一个种子点或外推地震响应 点的地质状况，每个正方形平面窗口对应图5、图6和图7中的一个圆点。根据相干 和倾角，驱动种子点和每个外推地震响应点向河道工区范围内的测线上，自动追踪相 位相同的外推地震响应点，在自动追踪的过程中，计算每个外推地震响应点处的相干 平均值和方差值即为计算9个正方形平面窗口的相干平均值和方差值，通过相干平均 值和方差值判断河道边界，当出现相干平均值小，方差值大时，证明外推到了河床边 界，直至得到所有测线上的种子点，实现全区河床地震响应同相轴自动识别，最终实 现多条多期河道的侵蚀深度预测。具体如下(下文中所述的“外推”的含义均为自动 追踪相位相同的外推地震响应点)：

图3是本发明实施例中古河道河床侵蚀深度自动识别方法的具体流程示意图，图 4是本发明实施例中在河床地震剖面反射波的最大波峰处设置种子点示意图；图5是 本发明实施例中基于河床种子点自动追踪轨迹平面示意图；如图3、图4和图5所示， 在河床地震剖面反射波的最大波峰处选取一个地震响应点作为种子点(如图4所示)， 以种子点u(i,j,t_i,j)为中心，其中，u为河床底界的地震响应点，i为inline(主测线)， j为crossline(联络测线)，t_i,j为时间，采用9个包含9个采样点的正方形平面窗口估 算种子点所在的反射层面的相干和倾角(如上段所述)。估算9个窗口的相干及视倾 角ck(Pk,Qk)，其中k＝1,2,...,9。通过倾角驱动种子点外推，实现河床底部地震同相 轴的自动追踪。

如图2所示，种子点具体向各测线方向外推(自动追踪)的方法为：估算窗口1、 2、4、5、7、8的相干值，取其中最大的相干值及其对应的视倾角，向位于同一inline 线crossline减少的方向驱动河床底界层位自动追踪，估算窗口2、3、5、6、8、9相 干值，取其中最大的相干值及其对应的视倾角，向同一inline线crossline增大的方向 驱动河床底界层位自动追踪，估算窗口1、2、3、4、5、6相干值，取其中最大的相 干值及其对应的视倾角，向同一crossline道inline增大的方向驱动河床底界层位自动 追踪，估算窗口4、5、6、7、8、9相干值，取其中最大的相干值及其对应的视倾角， 向同一crossline道inline减少的方向驱动河床底界层位自动追踪。每个外推地震响应 点具体向各测线方向外推时，也是如上所述，在此不再赘述。

同时结合多窗口旋转扫描识别河床边界，计算9个窗口的相干值的方差和平均值 分别为在远离河道侧边界，地震振幅、波形相似， 相干平均值大，方差值小。在靠近河道侧边界处的地震波形呈杂乱反射，其相似程度 低，相干平均值小，方差值大。因此，可以通过9个窗口相干值的方差及平均值的变 化识别河道边界。

具体地，如图3、图4和图5所示，首先，在河床地震反射同相轴中间部位的最 大波峰处选取一个采样点作为种子点(图4中圆点所示)：u(i,j,t_i,j)，其中，u为河 床底界的采样点，i为主测线inline，j为联络测线crossline，t_i,j为河床位于线道(i,j) 处的时间。图5中实心圆点为种子点在平面投影。

然后，如图3和5所示，在主测线Li线上向联络测线crossline增加和减少的两 个方向外推(图5中Li线上的横向的箭头所示)，同时在每个外推地震响应点进行旋 转窗口扫描识别是否已外推到河道边界处。在河床中间位置处，9个窗口的平均相干 平均值大，方差值小，种子点和邻近的外推地震响应点都位于同一河床上，平均相干 值大，方差值小。在两侧外推的过程中出现相干平均值小及方差值大的异常，表明已 经外推到了河床两侧边界处u(i,j-m t_i,j-m)、u(i,j+n,t_i,j+n)，此时，停止两侧的外推。

将估算的u(i,j,t_i,j)(j＝j-m,j-m+1,....,j+n-1,j+n)作为新的种子点，向同一联络测线 crossline道，主测线inline增大和减少的方向外推(图5中位于联络测线Lj等多条联 络测线的纵向箭头所示)。以u(i,j,t_i,j)(j＝j-m,j-m+1,....,j+n-1,j+n)外推邻近线上的河床采 样点的过程中，首先从Li线上河床两侧边界处u(i,j-m,t_i,j-m)、u(i,j+n,t_i,j+n)开始外推邻 近inline线上河床响应点(即外推地震响应点)u(i±1,j-m,t_i±1,j-m)、u(i±1,j+n,t_i±1,j+n)， 对每个外推地震响应点进行旋转扫描进行河床边界识别。

如图6所示，如果以边界点u(i,j-m,t_i,j-m)为种子点(图6中的实心圆点)的外推地震 响应点(图6中位于联络测线Lj-m上实心圆点的上方、纵向箭头所指空心圆) u(i+1,j-m,t_i+1,j-m)处于河床内部，则再以u(i+1,j-m,t_i+1,j-m)为种子点，向同一Li+1线 crossline减少的方向外推(图6中Li+1线上横向箭头方向)，一直外推到河道边界终止。 而Li线上的非边界点u(i,j-m+k,t_i,,j-m+k)，(k＝1,2,3,...)(例如图6中主测线Li上的、位 于联络测线Lj-m+1，Lj-m+2，Lj-m+3上的空心圆点)，则根据已经在Li线上外推得 到u(i,j-m+k,t_i,,j-m+k)(k＝1,2,3...)作为种子点，外推得到Li+1线上的外推地震响应点(图 6中Lj-m+1、Lj-m+2和Lj-m+3线上箭头所指向的圆点)。

如图7所示，如果以边界点u(i,j-m,t_i,j-m)为种子点(图7中实心圆点)外推(图7中 Lj-m线上箭头方向)邻线的河床响应点(即外推地震响应点)u(i+1,j-m,t_i+1,j-m)位于河 床边界及外部，则视u(i,j-m,t_i,j-m)为无效种子点，而以u(i,j-m+k,t_i,j-m+k)， k＝1,2,3,..,p-1,p,p+1...为种子点外推(图7中Lj-m+1、Lj-m+2和Lj-m+3线上箭头方向) 对应的外推地震响应点u(i+1,j-m+k,t_i+1,j-m+k)，k＝1,2,3,..,p-1,p,p+1...。直到当外推地震 响应u(i+1,j-m+p,t_i+1,j-m+p)位于河道内部，则将u(i,j-m+p,t_i,j-m+p)作为有效的种子点外推 其对应的u(i+1,j-m+p,t_i+1,j-m+p)。按上述同样方法进行边界点u(i,j-m,t_i,j-m)、u(i,j+n,t_i,j+n) 向邻线进行逐次外推，最终实现全区河床地震响应同相轴自动识别。

本发明技术方案能够自动识别古河床侵蚀深度，通过古河床的识别，间接指导暗 河岩溶储层的预测。同时，古河床深度的识别有利于预测高效油藏的位置。本发明提 出了基于地震波相似性原理的古河道河床侵蚀深度自动识别方法。该方法在设置河床 种子点的基础上，以地层倾角和地震波形相似性驱动种子点外推，同时采用多窗口旋 转扫描识别河床边界，河床边界约束外推范围。最终实现多条多期河道的侵蚀深度预 测。识别深切河床的空间位置可以间接指导暗河岩溶储层的刻画。

另外，在哈拉哈塘的应用中，通过本发明提供的古河道河床侵蚀深度自动识别方 法及装置，识别出了8条古河道及其河床深度。以此为基础，识别出多个暗河岩溶系 统，暗河岩溶油藏是高效油藏，实际钻探也证实预测方法的有效性。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以 用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算 装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而， 可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于 此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或 者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例 不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。