基于小波变换的相干体技术在地震解释中的应用

【摘要】寻找天然气石油等矿藏是我国和世界上许多国家的一项长期战略性任务。目前油气勘探的主要方式是地震勘探，其原理是通过人工激发地震波，采集地震波在地下岩层中的传播情况形成地震资料，对其进行解释以了解地下构造。地下的岩层在地壳运动中，受力达到一定强度时会发生破裂、错位，从而形成了断层。断层可能是地下油气运移的通道，也可能会起到对油气进行封坫聚集的作用，因此断层的识别和建模是地震资料处理解释中的关键部分。地震相干体技术通过计算三维数据体中的某一道与相邻若干道间相似程度来检测地震波同相轴的不连续性，得到对应的地震相干体。相干体消除了横向变化平缓的层位对断层观察的影响，是个便于断层解释的断层增强体，大大地缩短三维地震数据的解释周期。本文针对小波相干体，层位追踪、断层识别算法等地震资料解释软件中常运用到的一些技术，进行了学习和改进，以提高地震解释的准确率，具体研究内容及创新点如下：1、提出了基于小波变换的自适应时窗相干体算法。传统小波相干体技术有很好的抑制噪音，抗干扰能力，但在计算分频相干体时仍采用以计算点为中心长度固定的时窗。采取固定时窗很难兼顾低频到高频的波动，为了解决这一问题，本文在应用morlet复小波对地震体进行去噪的同时，根据小波域信息自适应地确定时窗大小，计算相干值。2、提出了基于区域增长的抗干扰地震层位追踪算法。为了对断层识别的结果进行验证，层位追踪是地震解释中基本又关键的一步。小波滤波算法可达到抑制噪声增强层位连续性的作用，但残余的噪声仍有可能使传统区域增长算法无法正确拾取地震层位，如出现层位跳变等问题。针对这一问题，本文提出了改进的区域增长算法，利用已确定的层位部分以及邻域信息对候选层位点做进一步的检查，以剔除候选层位点集中的奇异3、提出了基于邻域信息的方向约束蚁群断层识别算法。对蚁群断层追踪算法进行了学习和研究，由于常规蚁群算法中蚂蚁的移动是基于信息素随机确定的，受地层残留响应的影响，早期蚂蚁的移动可能存在误差，对最终结果造成影响。为了降低搜索的随机性，本文提出基于邻域信息确定蚂蚁的初始搜索方向，在一定范围内进行移动，减弱了搜索的随机性，加快了算法的收敛速度，在自适应小波相干体的基础上完成断层的自动追踪。4、实现了基于多分辨率扩展八叉树的大规模地震体数据的处理和解释。随着地震数据规模的不断增大，地震解释技术的可行性面临巨大的挑战，针对大规模地震数据相干体的计算量较大，且基于GPU的三维体绘制显卡限制等问题，本文实现了地震体的外存多分辨率八叉树结构的构建算法。扩展八叉树通过分块动态加载解决了显卡内存限制的问题，除此之外，先加载低分辨率对整体分布有个掌握，再交互选择感兴趣区域加载细节信息进行处理解释的方式，增强了地震解释的可视化和交互式体验。
【作者】林森乔；
【导师】车翔玖；
【作者基本信息】吉林大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】小波变换；相干体技术；地震解释；断层识别；层位追踪；大规模地震体；

【参考文献】
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