基于图像结构张量的成像道集自动拾取方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了本发明专利技术属于油气勘探开发中的地震成像与反演领域，具体涉及一种基于图像结构张量的成像道集自动拾取方法及系统，该方法包括：将成像道集视作二维地震图像；利用结构张量法拾取二维地震图像的几何特征；基于所述几何特征拾取二维地震图像的层位；基于所述二维地震图像的层位拾取成像道集。本发明专利技术相比传统技术偏重利用成像道集的几何特征，因此更加适应低信噪比地震数据；另一方面该技术对CIG的几何形态无假设，能有效保证复杂几何形态CIG的自动拾取精度。本发明专利技术能为地震层析速度建模技术提供高质量的输入，对于提高陆上数据的速度建模精度具有较好的应用价值。

Automatic Picking-up Method and System of Imaging Documents Based on Image Structure Tensor

The invention belongs to the field of seismic imaging and inversion in oil and gas exploration and development, and specifically relates to an automatic image gathering method and system based on image structure tensor, which includes: viewing image gather as two-dimensional seismic image; using structure tensor method to pick up geometric features of two-dimensional seismic image; and picking up two-dimensional seismic image based on the geometric features. A horizon; a horizon picking up imaging gather based on the two-dimensional seismic image. Compared with the traditional technology, the present invention focuses on utilizing the geometric characteristics of imaging gathers, so it is more suitable for low signal-to-noise ratio seismic data; on the other hand, the technology has no assumption about the geometric shape of CIG, and can effectively guarantee the automatic picking accuracy of CIG with complex geometric shape. The invention can provide high quality input for seismic tomography velocity modeling technology, and has good application value for improving the velocity modeling accuracy of land data.

【技术实现步骤摘要】
基于图像结构张量的成像道集自动拾取方法及系统
本专利技术属于油气勘探开发中的地震成像与反演领域，具体涉及一种基于图像结构张量的成像道集自动拾取方法及系统。
技术介绍
地震勘探技术的目标是利用地震波成像技术，实现对地下结构的定位、识别和描述，为地下油气藏的勘探提供直观、可靠的依据。而地震波成像技术主要包括偏移成像和反演两个方面。偏移成像的本质是利用观测到的地震波场记录进行正、反向传播，同时消除地震波的传播效应，最后获取地下地质结构图像的过程；反演的本质是根据观测数据和地球物理模型参数之间的函数关系，逆向映射求取地球物理模型的过程。因此，从本质上说，反演较偏移成像的应用更为广泛。常规的地震反演成像主要包括地震层析反演、最小二乘叠前深度偏移和AVO/AVA反演这三项核心技术，而地震层析反演技术更是后两项技术得以成功实现的基础和前提。基于成像道集的偏移后层析反演是目前工业上应用最为广泛层析反演技术，该技术因适应横向变速介质得到工业界的一致认可，目前制约该技术在实际应用中保持稳定性的关键因素之一是成像道集(CommonImageGather，下简称CIG)的自动拾取技术。我国油气资源勘探(如中石油、中石化)大多分布在陆地探区，地表情况复杂，地震资料信噪比低，常规的CIG自动拾取技术基于多项式的扫描叠加，易受异常振幅的影响，且无法描述复杂形态的CIG，拾取品质难以满足复杂介质中的层析反演精度，严重降低了实际层析速度建模技术的实用性，进而导致我国陆上探区的地震成像品质不高，限制了复杂油气藏区域勘探开发的深化发展。
技术实现思路
根据常规CIG自动拾取技术无法适应低信噪比地震数据和复杂几何形态CIG的现状，本专利技术提出一种基于图像结构张量的成像道集自动拾取技术，更多地利用成像道集的几何特征，且对CIG的几何形态无假设，以提高CIG的自动拾取精度，为地震层析速度建模技术提供高质量的输入。本专利技术具体涉及一种基于图像结构张量的CIG自动拾取技术，将CIG道集视作一张二维图像，CIG的自动拾取转化为地震层位的自动追踪问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种基于图像结构张量的成像道集自动拾取方法，包括：将成像道集视作二维地震图像；利用结构张量法拾取二维地震图像的几何特征；基于所述几何特征拾取二维地震图像的层位；基于所述二维地震图像的层位拾取成像道集。进一步地，利用结构张量法拾取二维地震图像的几何特征包括，计算正交于二维地震图像的主结构方向的特征向量v1，单位特征向量v1记作v1＝(nx，nz)，nx，nz分别是坐标轴x、z方向上的分量。进一步地，通过求解以下公式(5)：得到地震层位关于常数值τ(x,z)在深度方向上的移动量s(x,z)。进一步地，所述二维地震图像的层位定义为：τ(x,z)＝z+s(x,z)(3)进一步地，基于常数值τ(x,z)构造表示二维地震图像中任意一点的三维属性数据体(x,z,τ)，并映射得到层位拾取深度值数据体hv(x,τ)，记作：hv(x,τ)＝z(7)将变量τ固定为常数τ0，得到成像道集曲线在每个坐标上的深度值如下：根据本专利技术的另一方面，提供一种基于图像结构张量的成像道集自动拾取系统，包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：将成像道集视作二维地震图像；利用结构张量法拾取二维地震图像的几何特征；基于所述几何特征拾取二维地震图像的层位；基于所述二维地震图像的层位拾取成像道集。本专利技术的效果体现在：第一，基于图像结构张量的CIG自动拾取技术更加偏重利用图像的几何特征，降低了对图像振幅的依赖程度，从而更加适应低信噪比地震数据；第二，该自动拾取技术对CIG的几何形态无任何假设，因此可以适应任意复杂形态的CIG自动拾取，保证了自动拾取的精度。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了理论模型CIG数据，共16个CIG横向排列在一张剖面中。图2示出了由图1中理论模型CIG数据计算得到的地震图像纵向移动量。图3示出了由图1中理论模型CIG数据计算得到的层位拾取深度值数据体。图4示出了由图1中理论模型CIG数据拾取质量监控。图5示出了另一理论模型CIG数据拾取质量监控。图6示出了某陆地三维实际数据A的CIG拾取结果质量监控。图7示出了某陆地三维实际数据B的CIG拾取结果质量监控。图8示出了某陆地三维实际数据C的CIG拾取结果质量监控。图9示出了本专利技术实施例的方法流程图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。本专利技术属于油气勘探开发中的地震成像与反演领域，具体涉及一种基于图像结构张量的成像道集(CIG)自动拾取技术。常规的CIG自动拾取技术基于多项式的扫描叠加，易受异常振幅的影响，且无法描述复杂形态的CIG，拾取品质难以满足复杂介质中的层析反演精度，严重降低了实际层析速度建模技术的实用性。本专利技术提出一种于图像结构张量的成像道集自动拾取技术，相比传统技术偏重利用成像道集的几何特征，因此更加适应低信噪比地震数据；另一方面该技术对CIG的几何形态无假设，能有效保证复杂几何形态CIG的自动拾取精度。本专利技术能为地震层析速度建模技术提供高质量的输入，对于提高陆上数据的速度建模精度具有较好的应用价值。如图9所示，根据本专利技术的一个方面，提供一种基于图像结构张量的成像道集自动拾取方法，包括：将成像道集视作二维地震图像；利用结构张量法拾取二维地震图像的几何特征；基于所述几何特征拾取二维地震图像的层位；基于所述二维地震图像的层位拾取成像道集。本专利技术的基于图像结构张量的CIG自动拾取技术，是将CIG道集视作一张二维图像，将CIG的自动拾取转化为地震层位的自动追踪问题。下面从技术原理出发具体阐述本专利技术的具体实施细节。(1)技术原理①结构张量法拾取地震图像的局部走向和法向本专利技术采用结构张量算法计算地震图像(CIG道集)的局部走向信息和局部法向信息。设I为二维地震图像，二维图像I中表示空间方向信息的结构张量由图像梯度值定义，结构张量表示区域的变化方向和沿变化方向的变化量大小，地震地层纹理和断层纹理由局部各点方位信息变化关系确定。引入Gaussian函数模糊局部细节，使得结构张量突出显示区域内信号的复杂性。对二维图像，结构张量是一个2*2的矩阵：其中gx与gz代表地震图像沿水平方向和垂直方向的梯度，<·>代表二维高斯光滑滤波。针对半正定矩阵G，特征值与特征向量可由求解|G-λI|＝0得到：λ1：最大特征值，张量能量在第一个特征向量方向v1的能量。λ2：最小特征值，张量能量在第二个特征向量方向v2的能量。(λ1-λ2)/λ1：线性度，反映局部方向的一致性。特征向量描述了图像局部线性结构的方向性，针对图像的每个点，特征向量v1正交于图像的主结构方向，特征向量v2平行于图像的主结构方向。因此，根据结构张量算法的物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像结构张量的成像道集自动拾取方法，其特征在于，包括：将成像道集视作二维地震图像；利用结构张量法拾取二维地震图像的几何特征；基于所述几何特征拾取二维地震图像的层位；基于所述二维地震图像的层位拾取成像道集。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像结构张量的成像道集自动拾取方法，其特征在于，包括：将成像道集视作二维地震图像；利用结构张量法拾取二维地震图像的几何特征；基于所述几何特征拾取二维地震图像的层位；基于所述二维地震图像的层位拾取成像道集。2.根据权利要求1所述的基于图像结构张量的成像道集自动拾取方法，其特征在于，利用结构张量法拾取二维地震图像的几何特征包括，计算正交于二维地震图像的主结构方向的特征向量v1，单位特征向量v1记作v1＝(nx，nz)，nx，nz分别是坐标轴x、z方向上的分量。3.根据权利要求2所述的基于图像结构张量的成像道集自动拾取方法，其特征在于，通过求解以下公式(5)：得到地震层位关于常数值τ(x,z)在深度方向上的移动量s(x,z)，x、z分别是直角坐标系的横轴和纵轴。4.根据权利要求3所述的基于图像结构张量的成像道集自动拾取方法，其特征在于，所述二维地震图像的层位定义为：τ(x,z)＝z+s(x,z)(3)。5.根据权利要求4所述的基于图像结构张量的成像道集自动拾取方法，其特征在于，基于常数值τ(x,z)构造表示二维地震图像中任意一点的三维属性数据体(x,z,τ)，并映射得到层位拾取深度值数据体hv(x,τ)，记作：hv(x,τ)＝z(7)将变量τ固定为常数τ0，得到成像道集曲线在每个坐标上的深度值如下：6.一种基于图像结构张量的成像道集自动拾取系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘定进，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11