一种多子波原子字典交互分析的信息提取方法

摘要

本发明提出一种多子波原子字典交互分析的信息提取方法，通过将分解出来的子波原子的多个表征参数(能量、频率和相位等)相互交会，从多参数两两交会图，来显示子波分解原子的规律和变化，采用多种人工交互式的方式，方便易用，即时显示重构数据和频谱，便于对比分析。本发明建立的原子字典库，应用于整个地震数据体的重构，重构出更加有利的反映储层油气等地质特征的地震数据体。或者以已知井井旁道为依据，根据井上测井数据和地质钻井资料，选取与储层及油气关系密切的原子，重构出与储层或含油气性相关的数据，使得重构后的数据体能更好的反映储层或油气异常特征，为储层预测和含油气性检测提供有效依据。

说明书

技术领域

本发明涉及子波分解重构技术，尤其涉及一种多子波原子字典交互分析的信息提取方法。

背景技术

匹配追踪子波分解算法使用与待分解信号波形最匹配的基函数对待分解信号进行子波分解，从而提取出隐含的信息特征，这是波形匹配追踪思想的精髓，其实质是将待分解的信号分解为一组基函数的线性组合。将待分解信号进行子波分解。随着计算机性能的提高，匹配追踪子波分解算法在地震勘探中得到了广泛应用。它将地震数据分解为不同形状，不同能量、不同频率和不同相位的地震子波。而且同一地震数据，不同类型的储层和非储层，含油气层和不含油气层对地震信号的响应也不同，与之相对应的地震信号的形状或频率也不同。根据地质情况和钻井资料的分析，对地震数据进行子波分解的基础上，选取能够跟储层和含油气性相关的原子，重构出新的地震数据体，能够更有效的进行储层预测和油气检测。或者筛选出强干扰信号的原子，剔除这些原子，用剩余原子重构新的地震数据，剔除了强干扰反射特征，增强弱有效信号，突出储层和油气特征，为储层预测和流体异常提供有效的支持。

目前常见的子波分解重构方式，一般仅是通过频率参数进行重构，通过给定频率范围重构数据，缺乏图形交互，多参数方式来选择原子(即子波)，方法比较单一，选择方式比较局限，人工交互基本没有。目前市场上应用比较广泛的关于子波分解的软件GeoCyber，是根据子波频率，进行多子波地震剖面重构。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种多子波原子字典交互分析的信息提取方法。本发明通过将分解出来的子波原子表征参数(能量、频率和相位等)相互交会，能够将分解出来的原子，在各个参数上的变化规律显示在图中，便于对地震剖面子波分解的原子进行分析，提供了多种人工交互式的方式。

本发明采用的技术方案：

一种多子波原子字典交互分析的信息提取方法，该方法包含如下步骤：

步骤一，对地震数据进行子波分解，将各子波的能量、频率、相位等子波表征参数两两交会，形成交会图，通过交会图显示原子针对不同参数的分布特性，基于交会图进行信息提取，所述交会图显示原子的分布特性是指交会的两表征参数分别作为直角坐标系的坐标轴，具有不同参数值的原子在该坐标系中具有不同位置从而体现了原子在两两表征参数下的分布特性。

还包含如下步骤：

步骤二，通过交会图，根据需求，人机交互一次或多次选择原子，针对选择的原子重构地震数据，并即时显示重构数据和频谱进行分析，以选择与需求具有最好关联性的地震数据；

步骤三，根据反复选择和分析，建立上述地震数据的原子字典库；

步骤四、管理所述重构原子字典库，定义、加载、保存，形成可编辑的重构原子字典项，所述定义是指自定义为一个类别，并加载和保存，从而建立原子字典库。

所述选择原子指通过在交会图上圈出感兴趣的区域来选择原子，并可随时调整编辑、定义、加载和保存。

所述选择原子是将子波分解后得到的原子索引与交会图中的原子关联后，通过原子索引方式来选择原子，并进行调整编辑、定义、加载和保存。

所述地震数据是井旁道数据，步骤三的所述原子字典库是井上原子字典库。

所述分析还包括结合井上地质资料来分析、建立井上原子字典库，建立每口井的原子字典库。

所述地震数据还包括剖面数据，步骤三的所述原子字典库是剖面原子字典库，所述剖面包括连井线剖面。

所述分析包括参考所有井上原子字典库中的信息，结合地质资料来分析、建立剖面原子字典库。

所述原子字典库中自定义的类别可以再加载，重新编辑、修改、重构、查看、定义和保持，直到编辑和选出满意的跟储层、含油气特征等相关的原子构成原子字典库。

所述原子字典库中保存用户分析的代表多种地质特征的原子字典类型，根据需要从所述原子字典库选择特定的类型，使用代表多种地质特征的原子字典类型的原子应用于整个数据体，从而重构出有利于储层油气预测的地震体数据。

所述重构出有利于储层油气预测的地震体数据包括直接将所取的原子重构井旁道地震道、频谱或地震剖面道，或去除这些选择的原子使用剩余的原子重构井旁道地震道、频谱或地震剖面道。

本发明技术效果：

本发明与传统提高地震勘探特征子波整形分辨率方法相比具有以下优点：

1.本发明通过将分解出来的子波原子的多个表征参数(能量、频率和相位等)相互交会，从多参数两两交会图，来显示子波分解原子的规律和变化，不同两两交会的参数可以看出原子的不同分布规律，从而可以直观观察、选择、分析、重构原子，进行更方便、快捷、精确地选择原子，进行重构。

2、采用人工交互式的方式选择原子进行重构、分析，构建自选原子字典库，不但方便易用，还能即时显示重构数据和频谱，也便于对比分析。能够使用多个原子参数组合方式选择原子，比起仅从一个频率参数筛选原子重构地震数据，控制更加精细准确。并且结合钻井数据、井旁道、连井线剖面、重点剖面等原子分析，建立储层、含油气性、煤层等跟地质特征相关的原子字典库(原子字典就是建立选择原子与储层、岩性，含油气性等地质特征的对应关系)。从点，线分析，找出能够反应储层分布、含油气性等地质信息的原子，也就是建立了子波分解原子和地质特征(储层、岩性、油气性等)的关系库，将这些原子类型应用于整个地震数据体的重构，从而筛选，重构出更加有利于储层和油气预测的地震数据体，为储层，流体预测提供有效的方法技术，从而建立储层、含油气性、煤层等跟地质特征相关的原子字典库。从点，线分析，圈出能够反应有利储层分布、含油气性等地质信息的原子，并通过建立原子字典库来管理这些关系，随时进行分析、修改、保存。随着新打井的资料，可以很方便地重新认识和修正之前的原子字典库，并不断扩充原子字典库，进而对整个区域形成一个系统的认识，指导地震勘探和开发。

3.本发明建立的原子字典库，应用于整个地震数据体的重构，重构出更加有利的反映储层油气等地质特征的地震数据体。即根据研究区的地质特征和岩性组合关系，剔除影响储层反射特征的原子，用剩余原子进行重构，去除地震剖面中的强干扰信号，增强弱的有效信号，突出储层油气的地震反射特征。或者以已知井井旁道为依据，根据井上测井数据和地质钻井资料，选取与储层及油气关系密切的原子，重构出与储层或含油气性相关的数据，使得重构后的数据体能更好的反映储层或油气异常特征，为储层预测和含油气性检测提供有效依据。

附图说明

图1是多子波原子字典交互分析流程图。

图2是井点ricker子波参数交会图。

图3是井旁道重构地震道示意图。

图4是井旁道剖面重构示意图。(上图是选择的原子重构，下图是去除选择的原子重构)

图5是井点morlet多参数交会选取原子示意图。

图6是联井线ricker子波参数交会图。

图7是联井线原子索引方式选择原子示意图。

图8是ricker子波重构剖面。

图9是ricker子波重构剖面。

图10是联井线morlet多参数交会选取原子示意图。

图11是morlet子波重构剖面。

具体实施方式

本发明提供了一种多子波原子字典交互分析的信息提取方法，对地震数据进行分解，将分解出来的子波(即原子)的原子表征参数(能量、频率和相位等)相互交会，能够将分解出来的原子，在交会的两个参数上的变化规律显示在图中，便于对井点和地震剖面数据进行子波分解的数据进行分析，提供了人工交互式的方式。应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改变，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

本发明通过图形交互形式，从井点、剖面线数据的子波分解原子分析着手，建立原子与储层、岩性、油气性等地质特性的原子字典关系库，重构出有利于储层和油气预测的新的地震数据体，预测储层油气分布。

通过将井旁道、连井线剖面、重点剖面等数据进行子波分解，将子波原子表征参数两两交会，通过交会图显示原子针对不同参数的分布特性，基于交会图进行信息提取，所述交会图显示原子的分布特性是指交会的两表征参数分别作为直角坐标系的坐标轴，具有不同参数值的原子在该坐标系中具有不同位置从而体现了原子在两两表征参数下的分布特性。在原子参数交会图上直观显示原子的变化规律，提供人机交互方式选择原子，结合地质背景和井上油气资料，分析原子跟储层、岩性、含油气性、煤层等的关系，提供的交互方式，方便易用。根据分析，选择原子进行重构，同时提供井旁道原始地震道和重构地震道的频谱图，从频谱图上识别储层油气。软件提供了两种重构方式，使用筛选的原子重构出有利于储层和油气检测的地震数据、或者剔除选择的原子，用剩余原子重构新的地震数据，剔除了强干扰反射特征，增强弱有效信号，突出储层和油气特征。根据分析，建立选定原子与地质特征的原子字典库，并对其进行管理，方便反复查看重构分析，精细刻画选择原子。最后根据需要从原子字典库选择特定的类型，使用这些类型的原子应用于整个数据体，从而重构出有利于储层油气预测的地震体数据。具体步骤如下：

1.井点分析，对井旁道进行子波分解，通过交图图形可视化，人工交互分析原子与储层、岩性、油气性等的关系，实现对地震数据的信息提取，建立每口井的原子字典库。

1.1将井旁道进行子波分解，将分解的子波原子表征参数(能量、频率、相位等)两两交会，通过图形可视化方式，显示分解原子的分布特性和规律

1.2通过交会图，提供多种交互式方式选择原子，多种方法配合使用，全面深入地分析原子与井上储层、岩性、含油气性等的关系，从而更加精细准确的选择原子，来重构井旁道数据，并且即时显示重构数据，实现对井旁道地震数据的分析；

1.3通过井旁道原子分析，结合地质资料，建立每口井的原子字典库

1.4管理每口井的原子字典库，加载，保存，编辑原子字典项。随着对新井不断分析，可以方便地修正和扩充原子字典库；

2.剖面分析(inline/crossline剖面、连井线剖面)，对剖面进行子波分解，通过交会图图形可视化，人工交互分析原子与储层、岩性、油气性等的关系，实现对地震数据的信息提取，结合井点分析的原子字典库，建立剖面原子字典库，用于地震数据体的重构和再分析。

2.1对剖面进行子波分解，将分解的子波原子表征参数(能量、频率、相位等)两两交会，通过图形可视化方式，显示原子的分布特性和规律

2.2通过交会图，提供多种交互式方式选择原子，多种方法配合使用，全面深入地分析原子与储层、岩性、含油气性等的关系，从而更加精细准确的选择原子，来重构地震数据，并且即时显示重构数据，实现对地震剖面的分析；

2.3通过剖面原子分析，参考所有井点分析原子字典库中的信息，结合地质资料，建立剖面原子字典库

2.4管理剖面原子字典库，加载，保存，编辑原子字典项。，随着对新资料不断分析和认识，可以方便的修正和扩充原子字典库，进而对整个区域形成系统的认识，指导地震勘探和开发。

3.通过点、线分析，建立的原子字典库，用于整个地震数据体的重构

通过从井点到连井线的原子分析，最后得到剖面的原子字典库。原子字典库中保存用户分析的代表多种地质特征的原子字典类型，根据需要从原子字典库选择特定的类型，使用这些类型的原子应用于整个数据体，从而重构出有利于储层油气预测的地震体数据，能够更突出清晰地显示储层、岩性和油气性相关的地质特征的剖面。在新的重构数据体上提取属性，为储层分析、含油气预测等提供有效的方法技术。

提供两种重构方式:包含和排除。即包含选择的原子重构地震数据，和去除选择的原子重构地震数据。这两种重构方式应用于所有的功能中，即点分析和线分析，及地震数据体的重构。本发明采用两种重构方式，一种使用选定的原子重构地震道和频谱图，另一种去除这些选定的原子使用剩余的原子重构地震道和频谱图。并且即时显示重构的地震道和频谱，所述地震道包括井旁道(井上)地震道和剖面地震道。

结合图1多子波原子字典交互分析流程图，详细过程描述如下：

一.井点分析，对井旁道子波分解，通过交会图交互分析，实现信息提取，建立井上原子字典库，用于地震数据重构。

对井旁道或井旁道剖面进行子波分解，分解的子波参数生成交会交会图，如图2，显示ricker原子在频率和振幅上的分布，用鼠标在交会图上圈出多个感兴趣的区域，选定区域的原子就圈出来，不合适可以随时用鼠标进行调整编辑，操作方便，随时可以重构查看分析，能够方便地反复选择原子进行重构分析。另一种可以通过原子索引来选择原子进行重构。结合交互选取和原子索引方式，可以方便快捷地圈定感兴趣的原子范围。

建立和管理原子字典库，每个圈定区域的原子范围，结合井上地质资料分析，可以定义为一个类别，并保存，从而建立每口井的原子字典库。这些类别还可以再加载，重新编辑、修改、重构、查看，再保存，直到用户编辑出满意的跟储层、含油气特征等相关的井上的原子字典库。

通过Define、Load、Save等按钮来定义、加载和保存原子字典。随时可以查看和编辑。并且可以从原子字典库中选择保存的原子字典类别项，进行重构。图2中Current Restruct是当前视图的选择的原子进行重构，交会交会图中选择出的原子，可以用带有颜色的画笔画出，也可以用不同形状圈出以示区分，并且把选定的每个原子的表征参数列在Current View Atoms表中。Library Selected Restruct是从原子字典库中读取保存的所有原子字典类别，读取的每一项列在Atoms Dictionary Library表格中，在该表中选择行，它们所包含的原子的表征参数列在了Library Selected Atoms表格中。

图2中Atom Index Restruct是通过原子索引进行重构，每道的原子索引号的原子用矩形方框圈起来表示，进行重构，同时能与交互选择原子方式相结合，更快捷方便地选择期望的原子。

通过图形交会，形象地提供了原子在各个表征参数上的变化规律，结合地质特性和钻井资料，分析地震反射特征变化规律，提供多种交互选择原子的方式，灵活易用，并且能够更加细致地选择原子，从而对最终的储层油气预测提供更加有效的技术支持。

软件采用两种重构方式，一种使用选定的原子重构地震道，另一种去除这些选定的原子使用剩余的原子重构地震道。并且即时显示重构的地震道，或者频谱，便于随时进行储层分析。显示井点位置的重构频谱图，如图3，井旁道剖面的重构频谱图，如图4。

图3是井旁道的频谱图和重构地震道。(上图是ricker分解频谱，下图是morlet分解频谱)其中上图是ricker子波分解重构频谱图，两个ricker频谱道，第一个是井旁道频谱，第二个是选定原子重构的频谱，对应频谱的重构地震道在频谱道的左边(一个单独的地震道)。下图是morlet子波分解重构频谱图，排列位置与上图一致。显示的是morlet的井旁道频谱、重构频谱和重构地震道。右边是井曲线和井地质数据(岩性或试油数据)。最左边的是原始井旁道剖面。

图4是井旁道剖面的重构频谱图。其中上图是井旁道剖面，使用选择的原子重构出新的地震剖面，可以看到这是一组能量最强的原子重构出的剖面，代表着强煤层反射。一般强煤层，会屏蔽其下的地震反射波，所以一般需要找到强煤层的反射，将它从地震剖面中去除，来突出煤层下面的地震反射特征。图4的下面就是将能够表征这个强煤层的原子去掉，使用剩下的原子重构出的地震剖面道。从下图中看出，煤层去掉后，它之下的反射特征得到了增强。使用子波分解原子重构方法去除强煤层，仅去除强煤层的反射，不会影响其他部分的地震反射，能够保持其它的地震反射能量不变。

通过我们这种更加精细地选择原子，重构出新的地震剖面，突出有利储层和油气异常的地震反射特征。从而为储层和油气检测提供了有效的技术支持。

ricker子波有两个参数交会(如图2)，morlet子波有四个参数两两交会(如图5)，所以morlet子波使用多个参数生成交会图，分别用不同参数来显示原子的分布规律，可以多参数组合形式选择原子。通过下拉列表选择水平和垂直轴需交会的子波参数，生成两个参数交会图，然后同样通过交互式，原子索引的方式选择原子，重构。这些参数选择的原子，同样可以定义、加载和保存到原子字典库中。实现了多参数原子分析，从而建立多参数的原子字典库。

图5中有6个morlet原子参数两两相互交会，分别从这6个交会图中，对morlet原子进行分析，交互式的选择原子，分析重构剖面，能够更加全面地对子波分解和重构技术在储层油气性检测方面，进行深入细致地分析。

二.剖面分析(inline/crossline剖面、连井线剖面)，对剖面子波分解，通过交会图交互分析，实现信息提取，建立剖面原子字典库，用于地震数据重构

对连井线剖面进行子波分解，分解的子波参数生成交会图，如图6。用鼠标在交会图上圈出多个感兴趣的区域，选定区域的原子就圈出来，不合适可以随时用鼠标进行调整，重构查看。另一种可以通过原子索引来选择原子进行重构，如图7。结合交互选取和原子索引方式，可以方便快捷地圈定感兴趣的原子范围。

每个圈定区域的原子范围，结合地质背景和连井线上井的地质资料分析，可以定义为一个类别，并保存，从而建立对应每个剖面的原子字典库。这些类别还可以再加载，重新编辑、修改、重构、查看，再保存，直到用户编辑出满意的跟储层、含油气特征等相关剖面的原子字典库。

还可以利用通过井旁道原子分析，建立的井上原子字典库，加载到剖面分解原子交会图中，进行分析，修改，然后保存到剖面的原子字典库中。从而从点，线的原子分析，建立了分解原子和地质特征(储层、岩性、含油气性等)相互关系。将地震数据的反射特征和地质特性联系了起来。

通过Define、Load、Save等按钮来定义、加载和保存原子字典。随时可以查看和编辑。并且可以根据井点分析出的原子字典，进行剖面的原子分析，即可以从分析并保持的井原子字典库中读取原子字典，加载到当前交会图中，进行分析，编辑、重构等。同时也可以从剖面原子字典库中选择保存的原子字典类别，进行查看、编辑和重构。图6中Current View Restruct是当前视图的选择的原子进行重构，交会图中选择出的原子，用粉色画出，并且把选定的每个原子的表征参数列在Current View Atoms表中。Library Selected Restruct是从原子字典库中读取保存的所有原子字典类别，读取的每一项列在Atoms Dictionary Library表格中，在该表中选择行，它们所包含的原子的表征参数列在了Library Selected Atoms表格中。

图7中Atom Index Restruct是通过原子索引进行重构，每道的原子索引号的原子用方框圈出表示出来，进行重构，同时能与交互选择原子方式相结合，更快捷方便地选择期望的原子图形方式形象地显示了分解原子的规律和变化，使用人工交互方式选择原子，方便灵活，编辑修改容易，随时进行重构，即时查看重构剖面，便于分析。

软件提供两种重构方式:包含和排除。即包含选择的原子重构地震数据，和去除选择的原子重构地震数据。这两种重构方式应用于所有的功能中，即点分析和线分析，及地震数据体的重构。图8，图9是连井线剖面的ricker子波重构地震数据道。其中上图是使用选择的ricker原子重构出新的地震剖面，可以看到这是一组能量最强的原子重构出的剖面，代表着强煤层反射。一般强煤层，会屏蔽其下的地震反射波，所以一般需要找到强煤层的反射，将它从地震剖面中去除，来突出煤层下面的地震反射特征。图下部就是将能够表征这个强煤层的原子去掉，使用剩下的原子重构出的地震剖面道和原始地震剖面。从下图中看出，煤层去掉后，它之下的反射特征得到了增强。使用子波分解原子重构方法去除强煤层，仅去除强煤层的反射，不会影响其他部分的地震反射，能够保持其它的地震反射能量不变。

同样，剖面分析中ricker子波有两个参数交会(如图6)，morlet子波有四个参数两两交会(如图10)，所以morlet子波可以用多个参数生成交会图，分别用不同参数来显示原子的分布规律，可以多参数组合形式选择原子。通过下拉列表选择水平和垂直轴需交会的子波参数，生成两两交会图，然后同样通过交互式，原子索引的方式选择原子，重构，分析。这些参数选择的原子，同样可以定义、加载和保存到剖面的原子字典库中。实现了多参数原子分析，从而建立多参数的原子字典库。

图11是morlet子波分解原子重构剖面。图上面为使用选择的morlet原子重构的地震剖面，可以看到强煤层被重构出来了，下面左边为去除选择的morlet原子重构的地震剖面，右边为原始地震剖面。

三.通过点、线分析，建立的原子字典库，用于整个地震数据体的重构和后续分析

通过从井点、到连井线的子波分解原子分析，最后生成剖面的原子字典库。原子字典库中保存用户分析的代表多种地质特征的原子字典类型，根据需要从原子字典库选择特定的类型，使用这些类型的原子应用于整个数据体，从而重构出有利于储层油气预测的地震体数据，能够更突出清晰地显示储层、岩性和油气性相关的地质特征的剖面。在新的重构数据体上提取属性，为储层分析、含油气预测等提供有效的方法技术。