一种模拟根系生长的地震属性界线增强方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟根系生长的地震属性界线增强方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在相干体属性的三维数据上沿地震层位截取二维数据，获得相干体二维数据；2)根据步骤1)中获得的相干体二维数据，为种子选择一个初始位置；3)根据步骤2)得到种子初始位置之后，模拟种子向周围膨胀生根过程，当前种子生长轮次为n；4)当前种子生长轮次n增加1，然后重复步骤3)中种子向周围膨胀生根过程；直至当前种子生长轮次n＞T时，T为一个手动设定的轮次总数上限，此时种子点和根系生长所占领的点，联结起来的线或条带即为地震属性界线增强的最终结果。

A Method of Seismic Attribute Boundary Enhancement to Simulate Root Growth

【技术实现步骤摘要】
一种模拟根系生长的地震属性界线增强方法
本专利技术涉及一种地震属性界线增强处理方法，特别是关于一种通过模拟根系生长过程来进行地震属性界线增强方法。
技术介绍
地震数据中含有大量丰富的地层和岩性信息，这些信息很多都是储层中断层、河道、裂缝发育区以及其他一些界线特征的响应，但是利用常规的地震数据解释方法并不能够得到清晰直观的界线信息。为了充分利用这些界线信息并实现界线系统的精细解释，人们提出并应用了很多解释方法，特别是相干体技术和方差体技术等反映界线的属性分析技术，其出现为界线自动识别提供了现实基础。然而，在后续实践中，人们发现，虽然反映界线的地震属性在不断进步，可以显著地提升地震解释工作中界线识别的准确度，但是受地震原始数据中各种噪音以及地层残余响应的影响，界线位置和界线系统交切关系变得模糊不清。这一问题来源于原始数据，只通过改进界线属性本身是难以规避的。基于上述问题，人们进一步提出了应用界线增强技术来提升地震属性求取界线效果的方法；1)、一种是通过现有的图像处理领域的技术，如基于形态学的图像处理技术，把地震属性视作一种充满线条和条带的图像，对其中的界线进行边缘保持锐化，从背景中将界线进一步凸显出来。2)另一种是通过模拟智能的技术，主要是蚂蚁体，通过模拟蚂蚁觅食时的路径探索选择过程，来一定程度上还原被原始数据噪音模糊甚至中断的交切关系。蚁群算法又称蚂蚁算法，是意大利学者Dorigo等受蚂蚁觅食过程中路径选择行为的启发而提出的一种仿生进化算法。这种算法具有分布计算、信息正反馈和启发式搜索的特征，本质上是进化算法中的一种启发式全局优化算法。3)在前人的基础上，严哲等在2011年提出了利用方向约束蚁群算法来识别断层的方法。该方法利用了断层的延伸具有一定方向的特性，来区别想要保留的界线与噪音点。首先将界线属性分割为若干个不相交的区域，在每个区域为蚂蚁按一定概率随机选择初始点；选完了所有蚂蚁的初始点后，利用基于块的梯度方向计算法，通过方向来约束蚂蚁的追踪路径，得到蚂蚁的追踪的最终方向；在蚂蚁需要尝试连接两个可能的断层时，会受到其异常步数的约束，剩余异常步越多则蚂蚁能将更远的断层线连起来，越少则越难以连接两个不相连的断层线；当蚂蚁异常步耗尽后，则该蚂蚁的追踪结束；而所有蚂蚁追踪结束后，蚂蚁走过路径上留下的信息素的累加结果，作为下一次的经验指导，加入追踪方向的决策中；所有蚂蚁从上一次追踪的终点开始进行新一次追踪，直到循环结束；信息素累积作为最终的界线属性输出。模拟蚂蚁探索路径的过程可以使输出结果中的界线连续性更好，而加入方向引导后的追踪算法，可以在一定的地质先验知识的基础上进行更为智能的断层追踪，大大减少了追踪时间。然而，上述几种方法均存在一定的弊端，对于应用图像处理增强界线属性的算法，虽然可以将一定强度以上的界线从背景中凸显出来，但对界线的交切关系的恢复很难发挥作用。通过模拟智能技术的蚁群算法，虽然可以改善界线的交切关系，但会抹去低于一定强度界线信息，并且对于靠近两条不同的界线，小的一条容易被大的一条所吞噬，这对于成群的小界线如裂缝群的识别造成不利影响；同时，单个蚂蚁移动的随机性会一定程度上影响最终界线增强结果的锐度。如果通过将应用图像处理增强界线属性的算法和模拟智能技术的蚁群算法简单结合实现地震属性界线增强，在先利用蚁群算法后再用图像处理情况下，那被蚂蚁追踪抹去的小界线仍然无法恢复；而先图像增强后蚁群算法，则小的界线更容易被抹去或吞噬。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种模拟根系生长的地震属性界线增强方法，该方法既能让微弱的界线响应被有效保留下来，同时也可以增强界线的连续性，改善界线的交切关系。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种模拟根系生长的地震属性界线增强方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在相干体属性的三维数据上沿地震层位截取二维数据，获得相干体二维数据；2)根据步骤1)中获得的相干体二维数据，为种子选择一个初始位置；3)根据步骤2)得到种子初始位置之后，模拟种子向周围膨胀生根过程，当前种子生长轮次为n；4)当前种子生长轮次n增加1，然后重复步骤3)中种子向周围膨胀生根过程；直至当前种子生长轮次n＞T时，T为一个手动设定的轮次总数上限，此时种子点和根系生长所占领的点，联结起来的线或条带即为地震属性界线增强的最终结果。上述步骤2)种子初始位置的具体确定过程如下：①将相干体二维数据划分为若干个宽度为d的区域，并且每个区域放入一个种子；②计算所在区域内每一数据点的相干数值与该区域内最小相干数值的差Δcoh；③手动设定筛选初始点的阈值为δ，取满足如下公式的任一数据点为种子初始位置；式中，cohmax为所在区域内相干数值的最大值。上述步骤3)中，模拟种子向周围膨胀生根过程具体如下：①选定阈值m；②在相干体二维数据中，以种子所在点为中心，当与种子所在点相邻的数据点的相干数值小于阈值m时，与该数据点被根系占领；③被根系占领而新增的这些根系点继续扫描其周围不是根系点或种子点的剩余数据点，当这些相邻的数据点中还有小于阈值m的，则继续占领这些数据点，并且成为下一次延伸的中心点；④当种子点或新增的根系点向相邻区域尝试延伸时，其相邻点中已经没有非种子点、非根系点以及小于阈值m的点，种子根系生长受阻，此时，种子点或新增的根系点向周围手动指定的距离S内的非种子点或非根系点释放诱导物质Δμ；⑤当一个种子外围的根系点释放完诱导物质后，重复步骤②～④，进行下一个种子的根系生长计算，直到所有的种子都完成诱导物质的释放；⑥将某非种子点或非根系点接收到的由不同种子生长产生的Δμ分别累加起来，得到μ＝∑Δμ，再将累加得到的μ标准化到区间[0，k],μ标准化后的结果记为μnormal；其中k为手动设定的钻穿系数，且0<k<1；再由某非种子点或非根系点在本轮次的相干数值cohn计算其在下一轮生长时使用的相干数值cohn+1。在上述步骤3)的④中，某非种子点或根系点接收到的该种子及其根系的诱导物质Δμ，计算公式如下：式中，p为接收到诱导物质Δμ的某非种子点或根系点与其最近根系点的距离；L为该种子本轮生长之后两个相距最远的延伸点之间的距离；coh为接收到诱导物质Δμ的某非种子点或根系点的相干数值；n为种子当前生长轮次，亦为当前诱导物质释放轮次。在上述步骤3)的④中，某非种子点或根系点接收到的种子及其根系点的诱导物质Δμ，另一计算公式如下：式中，p为接收到诱导物质Δμ的某非种子点或根系点与其最近根系点的距离；L为该种子本轮生长之后两个相距最远的延伸点之间的距离；coh为接收到诱导物质Δμ的某非种子点或根系点的相干数值；n为种子当前生长轮次，亦为当前诱导物质释放轮次。在上述步骤3)的④中，同一种子延伸出的根系，在同一生长轮次释放的诱导物质不叠加。在上述步骤3)的⑥中，某非种子点或非根系点在下一轮生长时使用的相干数值cohn+1和其上一轮的相干数值的cohn的关系如下：cohn+1＝cohn×(1-μnormal)。本专利技术采用以上技术方案，其具有如下优点：1、本专利技术在反映界线的地震属性上，模拟播种，然后模拟种子生根钻穿不同疏密程度土壤的过程，对属性上不同强度界线的空间位置进行占据，最终种子达到无法继续延伸根系状态后，其所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟根系生长的地震属性界线增强方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在相干体属性的三维数据上沿地震层位截取二维数据，获得相干体二维数据；2)根据步骤1)中获得的相干体二维数据，为种子选择一个初始位置；3)根据步骤2)得到种子初始位置之后，模拟种子向周围膨胀生根过程，当前种子生长轮次为n；4)当前种子生长轮次n增加1，然后重复步骤3)中种子向周围膨胀生根过程；直至当前种子生长轮次n＞T时，T为一个手动设定的轮次总数上限，此时种子点和根系生长所占领的点，联结起来的线或条带即为地震属性界线增强的最终结果。

【技术特征摘要】
1.一种模拟根系生长的地震属性界线增强方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在相干体属性的三维数据上沿地震层位截取二维数据，获得相干体二维数据；2)根据步骤1)中获得的相干体二维数据，为种子选择一个初始位置；3)根据步骤2)得到种子初始位置之后，模拟种子向周围膨胀生根过程，当前种子生长轮次为n；4)当前种子生长轮次n增加1，然后重复步骤3)中种子向周围膨胀生根过程；直至当前种子生长轮次n＞T时，T为一个手动设定的轮次总数上限，此时种子点和根系生长所占领的点，联结起来的线或条带即为地震属性界线增强的最终结果。2.如权利要求1所述的一种模拟根系生长的地震属性界线增强方法，其特征在于，上述步骤2)种子初始位置的具体确定过程如下：①将相干体二维数据划分为若干个宽度为d的区域，并且每个区域放入一个种子；②计算所在区域内每一数据点的相干数值与该区域内最小相干数值的差Δcoh；③手动设定筛选初始点的阈值为δ，取满足如下公式的任一数据点为种子初始位置；式中，cohmax为所在区域内相干数值的最大值。3.如权利要求1所述的一种模拟根系生长的地震属性界线增强方法，其特征在于，上述步骤3)中，模拟种子向周围膨胀生根过程具体如下：①选定阈值m；②在相干体二维数据中，以种子所在点为中心，当与种子所在点相邻的数据点的相干数值小于阈值m时，与该数据点被根系占领；③被根系占领而新增的这些根系点继续扫描其周围不是根系点或种子点的剩余数据点，当这些相邻的数据点中还有小于阈值m的，则继续占领这些数据点，并且成为下一次延伸的中心点；④当种子点或新增的根系点向相邻区域尝试延伸时，其相邻点中已经没有非种子点、非根系点以及小于阈值m的点，种子根系生长受阻，此时，种子点或新增的根系点向周围手动指定的距离S内的非种子点或非根系点释放诱导物质Δμ；⑤当一个种子外围的根系点释放完诱导物质后，重复步骤②～④...

【专利技术属性】
技术研发人员：范廷恩，张显文，高云峰，张晶玉，井涌泉，高玉飞，肖大坤，王海峰，张利军，马淑芳，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司，中海石油中国有限公司北京研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11