地震断层训练数据合成方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地震断层训练数据合成方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：生成水平层状速度模型；加入倾角和褶皱构造，将水平层状速度模型转换成含有倾角和褶皱构造的速度模型；在含有倾角和褶皱构造的速度模型上，加入断层构造，得到带有倾角、褶皱和断层构造的断层速度模型以及对应的断层标签；计算断层速度模型对应的断层反射率模型并加入随机噪声；建立点扩散函数库；将断层反射率模型与点扩散函数库中随机的点扩散函数进行褶积，得到地震断层训练数据。本发明专利技术通过建立断层反射率模型与对应的三维点扩散函数，并进行褶积，能够快速地合成真实的地震断层数据，为地震断层的定量解释与基于深度学习的断层智能解释提供了数据基础。提供了数据基础。提供了数据基础。

【技术实现步骤摘要】
地震断层训练数据合成方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及地震断层智能解释领域，尤其涉及一种地震断层训练数据合成方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]基于深度学习的地震断层智能解释是勘探地震领域的热点研究之一，其中，训练数据在深度学习方法中起着至关重要的作用。目前，常用的断层训练数据获取方法主要有三种：1、人工标注实际地震断层数据，获得带有标签的断层训练数据；2、建立断层模型，通过正演模拟与成像获得对应的地震资料；3、使用代码建立随机断层模型，通过模型与一维子波褶积，人工合成断层训练数据。
[0003]然而，这些方法都存在着一定的局限性。如：人工标注三维地震断层数据比较耗时，并且该过程存在很强的主观性；正演模拟与成像虽然能够保证数据的真实性与客观性，但是该过程十分耗时，不适用于获取大量的三维断层训练数据；人工合成方法获取断层训练数据速度快且效果好，是目前的最常用的地震训练数据获取方法，但是使用一维子波褶积成像得到的地震数据分辨率过高，与实际地震资料存在明显的差异，这会影响实际应用中的断层识别的效果。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地震断层训练数据合成方法，其特征在于，包括以下步骤：生成水平层状速度模型；加入倾角和褶皱构造，将水平层状速度模型转换成含有倾角和褶皱构造的速度模型；在含有倾角和褶皱构造的速度模型上，加入断层构造，得到带有倾角、褶皱和断层构造的断层速度模型以及对应的断层标签；计算断层速度模型对应的断层反射率模型并加入随机噪声；建立点扩散函数库；将断层反射率模型与点扩散函数库中随机的点扩散函数进行褶积，得到地震断层训练数据。2.根据权利要求1所述的地震断层训练数据合成方法，其特征在于，所述生成水平层状速度模型，包括：随机生成速度序列v(Z)，速度的大小和位置都是随机的，而值的分布范围根据实际工区的地质情况给定，然后将v(Z)沿水平方向复制延展成三维水平层状速度模型v(X,Y,Z)。3.根据权利要求1所述的地震断层训练数据合成方法，其特征在于，所述水平层状速度模型的大小为128
×
128
×
128。4.根据权利要求1所述的地震断层训练数据合成方法，其特征在于，所述加入倾角和褶皱构造，将水平层状速度模型转换成含有倾角和褶皱构造的速度模型，包括：添加地层倾角，该变化的位移场M1(X,Y,Z)由一个平面函数定义的，表达式为：M1(X,Y,Z)＝aX+bY+c0式中，a，b和c0是平面函数的系数，控制了水平地层的型态，a和b分别控制了X方向和Y方向的倾角；为了使中间道(X
C
,Y
C
,Z)保持不动，c0＝
‑
aX
C
–
bY
C
；通过添加竖直位移场M2(X,Y,Z)生成褶皱构造，M2(X,Y,Z)是由N个二维高斯函数和一个线性衰减函数δ(Z)构成的，表达式为：其中，
±
控制着褶皱的类型，当为+时，褶皱为背斜；当为
‑
时，褶皱为向斜；第k个高斯函数是由中心位置(c
k
,d
k
)、X方向半长σ
xk
、Y方向半长σ
yk
和振幅b
k
定义的；通过N个高斯函数求和，生成多个不同的褶皱构造；通过线性衰减函数δ(Z)，使褶皱的幅值在竖直方向上衰减；当幅值从低部向顶部衰减时，δ(Z)的表达式为：当幅值从顶部向底部衰减时，δ(Z)的表达式为：其中Z和Z
max
分别为深度和最大深度，通过这两个竖直方向的位移场M1(X,Y,Z)和M2(X,Y,Z)，将水平层状速度模型v(X,Y,Z)转换成含有倾角和褶皱构造的速度模型满
足：5.根据权利要求1所述的地震断层训练数据合成方法，其特征在于，所述在含有倾角和褶皱构造的速度模型上，加入断层构造，得到带有倾角、褶皱和断层构造的断层速度模型以及对应的断层标签，包括：a：确定断层参考面：确定由参考点P(X0,Y0,Z0)、走向角度φ和真倾角θ定义的断层参考面，其中参考点P(X0,Y0,Z0)为断层面中心点，φ∈[0
°
,360
°
)，正北指向Y轴负方向、θ∈[0
°
,180
°
)；b：坐标转换：根据参考点P、走向角度φ和真倾角θ把全局坐标系(X,Y,Z)转换到局部坐标系(x,y,z)下，其中参考点P为局部坐标系的原点；x轴正方向指向走向；y轴正方向指向倾向；z轴正方向为参考面的法向，且指向上盘部分：其中，R为旋转矩阵：当θ∈(0
°
,90
°
)时，n＝2；当θ∈(90
°
,180
°
)时，n＝1c：扰动生成断层曲面：在局部坐标系下的参考面附近随机生成一系列扰动点，根据这些扰动点，利用双调和样条插值法，得到断层曲面z
f
＝f(x,y)；d：计算断层位移场：计算断层位移场D(x,y,z)在断层参考面上的投影位移场d(x,y；z＝0)，利用d(x,y；z＝0)来计算每一个点的位移场；其中，d(x,y；z＝0)是由一个椭圆公式定义的，其中心点位于参考点P(X0,Y0,Z0)上，满足：足：
式中，d
max
是最大位移量；l
x
和l
y
分别是断面在x和y方向上的半长；利用d(x,y；z＝0)计算模型中每一个点的位移量，即D(x,y,z)，D(x,y,z)是一个向量场，由走向x方向位移场D
x
(x,y,z)、倾向y方向位移场D
y
(x,y,z)和z方向位移场D
z
(x,y,z)三部分构成，表示为：D(x,y,z)＝(D
x
(x,y,z)u
x
,D
y
(x,y,z)u
y
,D
z
(x,y,z)u
z
)其中，u
x
、...

【专利技术属性】
技术研发人员：严哲，靖剑坤，张政，顾汉明，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：