本發(fā)明屬于油氣及煤層氣地震勘探與開發(fā)領域，具體涉及一種基于互相關的地震層拉平方法。

背景技術：

層拉平是地震解釋工作中的一項常用技術，用來研究各構造層的接觸關系和構造演化史。傳統(tǒng)的層拉平方法是首先由解釋人員從三維地震數(shù)據(jù)體(疊加偏移數(shù)據(jù)體或者偏移疊加數(shù)據(jù)體)人工解釋拾取一系列層位，并確定標準層，然后將所有解釋好的層位做一個相對于標準層的時移。在人工解釋拾取層位時，是在由三維地震數(shù)據(jù)體提取的二維剖面上進行的。即先選擇合適的解釋剖面方向，然后在此剖面上解釋拾取層位點，由這些層位點形成層位線，然后在下一個剖面上重復此操作，直到獲得所有剖面上的層位線。最后將同一層位線組合形成一個層位面，這樣一個層位面解釋完畢，用同樣的過程可以獲得所有層位面。這里首先存在的一個問題是利用二維剖面上解釋的結果構成層位面的時候有一個閉合問題。另外，人工解釋拾取層位是一個非常耗時并且繁瑣的工作，并且還需要解釋人員具有足夠的經(jīng)驗。盡管近年來也有自動層位追蹤的方法出現(xiàn)，其中最成功的是某商業(yè)軟件中的螞蟻追蹤技術。但是，首先，這些方法的大致過程與人工解釋的過程相同。即是從二維到三維，由點到面的過程。其次，這些方法需要用戶首先指定感興趣的目標層位，而對于其他層位不做任何解釋。這導致的問題是層位的解釋沒有充分利用數(shù)據(jù)體的三維空間信息，在自動追蹤的過程中也都是利用或者關注了相鄰或者局部而忽略了整體或全局。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術中存在的難題，提供一種基于互相關的地震層拉平方法，對所有可能的層位直接進行拉平，利用的信息也是三維數(shù)據(jù)的整體信息，而不是局部信息。拉平以后的結果更有利于自動層位追蹤或者解釋。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種基于互相關的地震層拉平方法，包括：

S1，輸入疊后或者偏移疊加地震數(shù)據(jù)體，假設需要將層位H(x,y,t)拉平到其中，x,y表示層位H的坐標，t表示層位H的垂直位置，層位H拉平后表示為

S2，在層位上任選一點作為參考點，參考點的垂向位置為t₀；

S3，計算地震數(shù)據(jù)體中的各道數(shù)據(jù)與參考道的互相關c(t₀,τ,x,y)，并得到相對t₀互相關最大時的延遲時，將此延遲時作為該層(H(x,y,t))各道相對于參考點的時移量，即τ(x,y,t)(即時移場的初值)；

S4，假定利用τ(x,y,t)進行拉平以后的層位與實際拉平后的層位之間還存在時移殘差Δτ(x,y,t)，構造目標函數(shù)，求解該目標函數(shù)，找到使時移殘差Δτ(x,y,t)最小的時移量，即為最優(yōu)時移

S5，從地震數(shù)據(jù)體上的各點減去該點的時移場，獲得拉平到參考點的平層。

所述S3中的參考道是過參考點的地震道數(shù)據(jù)。

所述S4是這樣實現(xiàn)的：

構造目標函數(shù)如下：

$\▿\mathrm{\τ}(x,y,t)-p(x,y,t)\≈0$

其中表示對時移場τ(x,y,t)進行梯度運算，p＝[b q]^T，是互相關矢量，b(x,y,t)是inline方向或者X方向的地震道的互相關倒數(shù)，q(x,y,t)是crossline方向或者Y方向的地震道的互相關倒數(shù)；

通過最小二乘法獲得該目標函數(shù)的解，即最優(yōu)時移

所述S5是這樣實現(xiàn)的：

直接利用最優(yōu)時移對層位H(x,y,t)進行時移：

$\stackrel{\‾}{H}(x,y,t_0)=H(x,y,t)-\mathrm{\τ}(x,y,t).$

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：不需要事先確定并自動解釋或者拾取感興趣的目標層位，再進行拉平，而是對所有可能的層位直接進行拉平，利用的信息也是三維數(shù)據(jù)的整體信息，而不是局部信息。拉平以后的結果更有利于自動層位追蹤或者解釋，從而將解釋人員從耗時費力的人工層位中解脫出來，而且拉平過程中也全局考慮。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明方法的步驟框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述：

本發(fā)明提出了一種層拉平方法。但是這里的層拉平與傳統(tǒng)的層拉平在意義上是不同的。首先本發(fā)明的層拉平不需要事先進行層位解釋，其次拉平是將所有可能的層位拉成水平層，這樣做的目的正是為了更好地進行自動層位追蹤解釋。

本發(fā)明方法如圖1所示，假設需要將層位H(x,y,t)拉平到(其中，x,y表示層位H的坐標，t表示層位H的垂直位置，層位H拉平后表示為H)，其中t₀為參考點位置(t₀表示的是的垂向位置)，拉平實際上就是層位上的所有點相對t₀作一個垂直時移，記該層(即H(x,y,t))的時移量(又稱為時間場)為τ(x,y,t₀)，這里的參考點(參考點是在上的，參考點就是層位上的任意一點。)任意給，并且層位也不一定是感興趣的層位。

首先計算三維地震數(shù)據(jù)體中的各道數(shù)據(jù)與參考道(參考道是過參考點的地震道數(shù)據(jù))的互相關c(t₀,τ,x,y)(互相關最大時稱之為相干矢量)，并得到相對t₀互 相關最大時的延遲時，將此延遲時作為該層各道相對于參考點的時移量，從而獲得τ(x,y,t)(不同的延遲時對應有不同的互相關值，當互相關最大時對應的延遲時即為τ(x,y,t))。傳統(tǒng)的方法利用此相關信息進行了自動層位追蹤，獲得了感興趣的層位，然后再拉平。本發(fā)明不進行層位自動追蹤，而是直接利用τ(x,y,t₀)對層位H(x,y,t)進行拉平。顯然這樣的τ(x,y,t)還不是最優(yōu)的。假定利用τ(x,y,t)進行拉平以后的層位與實際拉平后的層位之間還存在時移殘差Δτ(x,y,t)，為了使τ(x,y,t)達到最優(yōu)，則殘差Δτ(x,y,t)應該是最小的。于是問題轉化為求解殘差最小的最優(yōu)化問題。該問題可以通過求解如下目標函數(shù)最小而獲得解：其中表示對時移場τ(x,y,t)進行梯度運算，p＝[b q]^T，是互相關矢量，b(x,y,t)是inline方向或者X方向的道的互相關倒數(shù)，q(x,y,t)是crossline方向或者Y方向的道的互相關倒數(shù)。通過最小二乘法(圖1中的高斯牛頓法是解決最小二乘問題的一種方法，也可以用其它方法解決最小二乘問題)可以獲得該問題的解，即τ(x,y,t)。這樣就利用全局信息獲得了最優(yōu)時移那么拉平就是直接利用τ(x,y,t)對層位H(x,y,t)進行時移每個坐標為x,y的點都有自己的時移，即τ(x,y,t)，該方法可以從上到下逐層進行，這樣也有利于并行。在拉平以后的結果上再進行目標層位的自動追蹤就很容易了。

在實際實現(xiàn)的過程中，還需要事先對斷層、尖滅等不連續(xù)性因素進行處理(處理的目標是使層位與斷層構成封閉單元)，然后再應用本發(fā)明的方法。

本發(fā)明提出了一種基于全局優(yōu)化的層拉平技術。該方法首先計算數(shù)據(jù)體上各點的局部最大相干值，然后將此傾角與拉平所需的時移場構成目標函數(shù)，并用高斯-牛頓方法迭代求解目標函數(shù)的最小值，從而獲得拉平所需的最終時移場，最后用此時移場對相應點進行時移，從而將該點拉平到參考點。對拉平以后的層位進行自動追蹤就變得十分容易了。

上述技術方案只是本發(fā)明的一種實施方式，對于本領域內的技術人員而言， 在本發(fā)明公開了應用方法和原理的基礎上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限于本發(fā)明上述具體實施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。