Эта заявка на изобретение испрашивает приоритет следующих заявок на патенты США: № 60/815,630 от 21 июня 2006 г., которая имеет название "Algorithm and Process to Create Geobody Bounding Surfaces", № 60/815,625 от 21 июня 2006 г., которая имеет название "Computed Aided and Automatic Extraction of Depositional Systems", и № 60/815,961 от 21 июня 2006 г., которая имеет название "Stratal-Slice Domain Transformation of a Seismic Volume", причем все они включены сюда в полном объеме путем ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Приведенный в качестве примера вариант осуществления этого изобретения относится к области техники интерпретации трехмерных данных, в частности к интерпретации трехмерных данных сейсмической разведки. В частности, приведенный в качестве примера вариант осуществления изобретения содержит последовательность выполняемых действий, содержащую два новых способа, реализованных посредством программного обеспечения, которое выполнено таким образом, что обеспечивает возможность автоматической или полуавтоматической интерпретации палеолитологических характеристик в данных трехмерной сейсморазведки для поисково-разведочных работ, разработки месторождений и, например, добычи углеводородов.
Потребность в компьютеризированной полуавтоматической и автоматической интерпретации систем осадконакопления вытекает из совокупности факторов. Поиск и разработка месторождений энергоресурсов становятся все более и более трудными. В течение многих лет признавалось, что большинство новых запасов нефти и газа является функцией сложной комбинации геологических, структурных и стратиграфических элементов. Наряду с тем, что проблемы поисково-разведочных работ и эффективной разработки запасов углеводородов уже стали более сложными, за прошедшие 20 лет объем данных, подлежащих интерпретации для каждого проекта, стал большим по величине на несколько порядков. Одновременно с этим существенно сократилось как количество дешифровщиков, так и допустимое время, отведенное на интерпретацию. Это приводит к потребности в создании более усовершенствованных компьютеризированных способов, которые могут оказывать дешифровщику поддержку путем предоставления возможности более действенной, точной и эффективной интерпретации трехмерных массивов сейсмических данных.
В течение нескольких последних лет компьютеризированная структурная интерпретация трехмерных массивов сейсмических данных уже была реализована в инструментальных средствах интерактивной интерпретации данных сейсмической разведки. С начала 1980-х годов уже имелись инструментальные средства автоматического прослеживания горизонта, помогающие увеличить скорость и улучшить согласованность выявления горизонта при трехмерной сейсморазведке (Dorn, 1998). В последнее время были разработаны способы, обеспечивающие компьютеризированное выявление разрывного залегания горных пород и автоматическое выявление разрывного залегания горных пород (см., например, патент США № 5,987,388 1999 года, выданный Кроуфорду (Crawford) и Медведеву (Medwedeff); патент США № 7,203,342 2002 года, выданный С. И. Педерсону (Pederson, S. I.)), а также способы автоматического выявления горизонтов помимо автоматического прослеживания событий (патент США № 5,894,417 1999 года, выданный Дорну (Dorn); патент США № 5,671,344 1997 года, выданный Старку (Stark)).
Разработка компьютерных инструментальных средств для помощи в стратиграфической интерпретации трехмерных массивов сейсмических данных происходила намного более медленно. Элементы систем осадконакопления могут быть наиболее легко распознаны дешифровщиком тогда, когда может быть просмотрена морфология системы осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом (paleo-depositional system). Аналогичным образом, наиболее вероятно, что может быть написан компьютерный алгоритм для распознавания, отображения и выявления элементов систем осадконакопления, если компьютерный алгоритм способен работать с данными в той области, где наиболее легко отображена морфология системы осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом. В обоих этих случаях оптимальной средой является пространство седиментационных срезов (stratal-slice domain), где срезы, проходящие через трехмерный массив сейсмических данных, являются близкими аппроксимациями поверхностей осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом (paleo-depositional surfaces).
В недеформированном трехмерном массиве данных горизонтальные срезы (плоские срезы, параллельные плоскости (x,y) в трехмерном массиве) могут точно отображать поверхности осадконакопления. Однако в трехмерных массивах со структурной деформацией горизонтальные срезы отображают поверхности осадконакопления не более чем в малом участке общего трехмерного массива. Разрывное залегание горных пород, складчатость и скоростные аномалии препятствуют полному представлению такой поверхности посредством простого горизонтального среза.
Разбиение на срезы по горизонту определяют как создание среза, проходящего через трехмерный массив сейсмических данных, в форме интерпретированного сейсмического отражения в этом трехмерном массиве. Начиная со второй половины 1980-х годов, разбиение на срезы по горизонту (в противоположность разбиению на горизонтальные срезы) обеспечило лучшие изображения систем осадконакопления.
Непрерывный интервал представляет собой комплекс осадконакоплений, который отображает один и тот же промежуток геологического возраста, но их отложение происходило с различными скоростями осадконакопления в различных частях объема. Результатом является интервал, который отображает эту одну и ту же величину геологического времени, но не имеющий одинаковую толщину. В таком интервале рост вызван переменными по пространству скоростями осадконакопления. Если предположить, что скорости осадконакопления между парой ограничивающих горизонтов изменяются только по пространству (то есть не изменяются по вертикали в конкретном местоположении), седиментационные срезы могут быть выявлены путем интерполяции значений на трассе по вертикали, где интерполированный интервал выборки в каждом местоположении (x,y) регулируется верхней и нижней ограничивающими поверхностями и желательным количеством выборок в интервале на обработанной трассе. Этот тип седиментационного среза получил наименование пропорционального среза (proportional slice).
Разбиение на пропорциональные срезы или разбиение на седиментационные срезы, разработанное в середине 1990-х годов (Посаментье и др. (Posamentier et. al.), 1996 г.; Ченгом и др. (Zeng et. al.), 1998 г., a, b, c), обеспечивает еще лучшее построение изображений систем осадконакопления и лучшее различение систем наложенных друг на друга русел в данных сейсморазведки, поскольку эти поверхности обычно являются лучшей аппроксимацией поверхностей осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом, чем срезы по горизонту или горизонтальные срезы.
Ченгом и др. (Zeng и. al.) (1998 a, b, c) описан первый случай выделения срезов на основании геологического возраста. Авторы пришли к заключению, что поверхности осадконакопления не всегда сопровождаются сейсмическими отражателями. Таким образом, ими были интерполированы сейсмические срезы между поверхностями, которые, как полагали, являются эквивалентными по времени. Эти интерполированные срезы были названы ими "седиментационными" срезами ('stratal' slices). Старком (Stark) (2004) описана аналогичным образом мотивированная попытка. В качестве параметра-заместителя для интерпретированных пользователем горизонтов возраста им была использована развернутая фаза. Срезы из трехмерного массива данных были извлечены путем извлечения данных из точек равной развернутой фазы. Подход Старка (Stark) предполагает, что развернутая фаза близко аппроксимирует геологический возраст, но это предположение часто является ошибочным.
Как разбиение на срезы по горизонту, так и разбиение на пропорциональные срезы, обычно имеют существенные недостатки, состоящие в том, что они не приспосабливаются к обобщенной трехмерной структурной деформации после осаждения и не компенсируют ее, и при этом они надлежащим образом не учитывают широкое разнообразие условий осадконакопления. Разбиение на срезы по горизонту пригодно только для согласно напластованной последовательности горизонтов в трехмерном массиве сейсмических данных (то есть для пространственно однородных условий осадконакопления по времени). Разбиение на пропорциональные срезы является пригодным только для интервала, демонстрирующего рост (то есть пространственно градационное изменение толщины осадконакопления по области, часто вследствие неравномерного по пространству оседания). Разбиение на срезы по горизонту и на пропорциональные срезы не обеспечивает ни правильного восстановления поверхности осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом, при иных условиях осадконакопления, ни учета структурных изменений после осадконакопления (в частности, образования сдвигов породы) или эрозии после осадконакопления.
Ситуациями, в которых трехмерный массив пропорциональных срезов или седиментационных срезов (определенный Ченгом и др. (Zeng et. al)., 1998 a, b, c) не работает надлежащим образом, являются, в том числе, следующие:
• угловое несогласие в напластовании горных пород;
• нелинейный рост в интервале между двумя горизонтами;
• промежутки в платформе карбонатной горной породы;
• разрывное залегание горных пород.
Например, как разбиение на пропорциональные срезы, так и разбиение на седиментационные срезы (определенные Ченгом и др. (Zeng et. al), 1998 г., a, b, c) создают трехмерные массивы, имеющие разрывы или зоны неопределенности, в которых трехмерный массив срезан поверхностью поперечного сдвига породы. На Фиг. 1 на двумерном поперечном сечении показано влияние поперечных сдвигов породы на пропорциональный срез этого простого типа для пары горизонтов. Получаемый на выходе трехмерный массив пропорциональных срезов равен нулю или является неопределенным во всех местоположениях (x,y), где отсутствует один или оба горизонта (например, "нулевая зона - один горизонт" (Null Zone-1 Horizon) на Фиг. 1). Трехмерный массив пропорциональных срезов также является неопределенным для тех местоположений (x,y), где присутствуют оба горизонта, но они расположены на противоположных сторонах поверхности поперечного сдвига породы (например, "нулевая зона - два горизонта" (Null Zone-2 Horizons) на Фиг. 1).
Ситуация для более чем одной пары горизонтов показана на Фиг. 2. В этом случае имеются нулевые зоны или зоны неопределенности для каждой пары горизонтов. Для каждой пары горизонтов эти зоны неопределенности находятся в различных местоположениях (x,y).
В большинстве предшествующих попыток решения этой проблемы, в которых реализован этот простой вид разбиения на пропорциональные срезы, зоны неопределенности заполняют входными данными сейсморазведки, а не нулями, что может в некоторой степени вводить в заблуждение. Ломаском и др. (Lomask et. al.) (2006) был разработан подход, в котором предпринята попытка создания послойного трехмерного массива, в которой не требуются интерпретированные горизонты, сдвиги породы или иные поверхности для установления границ и наложения ограничений на преобразование. Отсутствие интерпретированного управления структурой в их подходе приводит к плохим результатам для трехмерных массивов сейсмических данных, содержащих какую-либо существенную структурную деформацию.
В одном из вариантов осуществления способа преобразования пространства координат (Domain Transform) согласно этому изобретению, который приведен в качестве примера, явно требуется ввод данных об интерпретированных горизонтах, сдвигах породы и других геологических поверхностях в качестве входных данных, и в результате он не имеет недостатков способа, предложенного Ломаском (Lomask).
Трехмерные массивы сейсмических данных Уилера (Seismic-Wheeler Volumes) (см., например, Старк (Stark), 2006 г.) отображают интерпретированные тракты систем осадконакопления, а также разрывы в осадконакоплении на основании интерпретаций горизонта границ систем в трехмерном пространстве. Этот подход требует распознавания тракта системы дешифровщиком в качестве начальной точки и не учитывает влияние структурной деформации после осадконакопления и разрывного залегания горных пород. Реализации трехмерных массивов сейсмических данных Уилера, описанных Старком (Stark) (2006 г.), также зависит от связи каждой выборки сейсмических данных в трехмерном массиве с относительным геологическим временем (см. Старк (Stark), 2004 г.; патент США № 6,850,845, выданный Старку (Stark) в 2005 г. (2005a); патент США № 6,853,922, выданный Старку (Stark) в 2005 г. (2005b)). Этот недостаток отсутствует в описанном здесь способе.
Путем преобразования данных сейсморазведки из пространства (x,y,время/глубина) в пространство (x,y,седиментационный срез) данные в деформированном трехмерном массиве могут быть интерпретированы в виде седиментационного среза. Одна из задач, которая приведена в качестве примера, состоит в восстановлении трехмерного массива данных вдоль пластовых поверхностей в недеформированном состоянии с использованием интерпретированных пользователем поверхностей и предоставленной пользователем информации о геологических зависимостях в трехмерном массиве данных в качестве ориентира. Данные сейсморазведки в этом недеформированном состоянии интерпретируются более легко и точно для стратиграфии, систем осадконакопления и условий осадконакопления.
Наконец, легкое представление трехмерных данных часто необходимо для визуализации в реальном масштабе времени, для сегментирования интерпретированных данных и для уменьшения визуальных помех. Также в соответствии с вариантом осуществления этого изобретения, который приведен в качестве примера и описан здесь, был разработан новый способ восстановления целостности поверхности (Surface Wrapping). Например, он предоставляет пользователю возможность, например, создавать трехмерную многоугольную сетку, которая соответствует по форме внешней границе геологических тел (например, русел рек), что является существенным усовершенствованием по сравнению с существующими способами.
Стимулом для этого подхода по восстановлению целостности поверхности явился алгоритм "драпировки поверхности" (Surface Draping) (патент США № 5,894,417 1999г., автором которого является Дорн (Dorn)), который позволяет задать многоугольную сетку, который отражает геометрическую конфигурацию интерпретированного горизонта. Алгоритм "драпировки поверхности" основан на модели укладки эластичного листа на рельефную поверхность: сила тяжести тянет лист вниз, вызывая соответствие его формы расположенной под ним поверхности, а растяжение эластичного материала позволяет листу плавно покрывать небольшие разрывы на поверхности, сохраняя при этом важные детали рельефа.
Алгоритм "драпировки поверхности", предложенный Дора (Dora), предоставляет пользователю возможность просматривать данные сейсморазведки и определять последовательность точек, расположенных немного выше желательного горизонта. Эти точки определяют исходную форму трехмерной сетки, которая соответствует эластичному листу, описание которого приведено выше. Когда этот этап завершен пользователем, то вычисляют реальную сетку, как правило, с использованием одной вершины для каждого элемента объемного изображения. Эти вершины затем итерационно "опускают" на горизонт. На каждом этапе значение элемента объемного изображения в месте расположения каждой вершины сравнивают с диапазоном, который соответствует значениям, найденным в интерпретированном горизонте. Если значение не выходит за пределы этого диапазона, то вершину фиксируют на своем месте.
Концепция "драпировки поверхности" имела бы преимущества в том случае, если бы она была приспособлена для работы с геологическими телами и с другими трехмерными массивами данных. Были использованы другие подходы для определения сетки, окружающей трехмерный массив и соответствующей ему по форме. Акостой и др. (Acosta et. al.) (см. патенты США № 7,006,085 и № 7,098,908 a и b 2006 года) предложен способ, в котором ограничивающую поверхность, срез за срезом, определяет пользователь в виде набора сплайновых кривых или полилиний общего вида, которые затем соединяют в трехмерном пространстве. Коббельтом и др. (Kobbelt et. al.) (1999 г.) описан способ, основанный на последовательном разбиении первоначально простой сетки, которая полностью окружает трехмерный массив, на более мелкие части. Способ, описанный Ку и др. (Koo et. al.) (2005 г.), является усовершенствованием той же самой идеи, предоставляя пользователю возможность определять сетку произвольной формы вокруг плотного множества точек, что позволяет правильно интерпретировать "дыры" в трехмерном массиве. Оба вышеупомянутых алгоритма работают путем перемещения каждой вершины в ближайшую точку в трехмерном массиве.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одним из объектов настоящего изобретения является создание
способа содействия распознаванию месторождений углеводородов, содержащего следующие операции:
выполняют структурную интерпретацию трехмерного массива сейсмических данных;
выполняют преобразование трехмерного массива сейсмических данных в трехмерный массив седиментационных срезов;
выполняют стратиграфическую интерпретацию трехмерного массива седиментационных срезов, в том числе, выявление ограничивающих поверхностей и сдвигов породы;
выполняют преобразование трехмерного массива седиментационных срезов в пространственную область; и
выполняют преобразование ограничивающих поверхностей в пространственную область.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выполняют операцию структурной интерпретации в трехмерном массиве седиментационных срезов.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: определяют трехмерный массив стратиграфических характеристик.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выполняют интерпретацию одного или большего количества сдвигов породы и одного или большего количества горизонтов в трехмерном массиве сейсмических данных.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
способ анализа трехмерного массива сейсмических данных, содержащий следующие операции:
получают трехмерный массив сейсмических данных; и
выполняют преобразование трехмерного массива сейсмических данных в трехмерный массив седиментационных срезов.
Причем в способе трехмерный массив седиментационных срезов представляет собой, по меньшей мере, одну приближенную поверхность осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выполняют интерпретацию одного или большего количества сдвигов породы и одного или большего количества горизонтов в трехмерном массиве сейсмических данных.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выполняют предварительную обработку трехмерного массива сейсмических данных.
Причем в способе операция предварительной обработки включает в себя фильтрацию, фильтрацию шумов, устранение артефактов, возникших вследствие сбора данных сейсморазведки, трехмерную фильтрацию, пространственную фильтрацию, фильтрацию, сохраняющую границы, и нелинейную диффузионную фильтрацию.
Причем в способе операцию интерпретации выполняют одним или большим количеством следующих способов: вручную, автоматически и полуавтоматически.
Причем в способе операция преобразования уменьшает эффекты геологических процессов, произошедших во время осадконакопления и после осадконакопления.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: распознают одну или большее количество геологических поверхностей или один или большее количество интервалов.
Причем в способе каждый интервал содержит один или большее количество сегментов трассы.
Причем в способе сегменты трассы ограничены горизонтом и другим горизонтом или сдвигом породы.
Причем в способе сегменты трассы ограничены двумя сдвигами породы.
Причем в способе сведения о горизонте предоставлены пользователем.
Причем в способе операцию преобразования выполняют по очереди для каждого интервала через трехмерный массив сейсмических данных.
Причем в способе интервалами являются, в том числе, следующие: пропорциональные интервалы, интервалы, содержащие карбонатные платформы, интервалы, содержащие сдвиги породы, крутопадающие интервалы, стратиграфические несогласия, каньоны и границы солевых тел.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: определяют параметры преобразования для всех интервалов.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: определяют трехмерный массив смещений при преобразовании.
Причем в способе в трехмерном массиве смещений при преобразовании сохраняют координаты x, y и z каждой точки данных в трехмерном массиве седиментационных срезов.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выполняют прямое преобразование пространства координат параметров преобразования.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: применяют параметры преобразования к одному или к большему количеству следующих объектов: к трехмерному массиву сейсмических данных, к сдвигам породы и к горизонтам.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: получают параметры локального сегмента трассы.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: определяют преобразованную локальную трассу для каждой трассы в каждом интервале.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выполняют операцию уточнения структурной интерпретации.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: распознают одну или большее количество структурных ошибок или один или большее количество пропусков данных в трехмерном массиве седиментационных срезов.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: операцию преобразования выполняют еще раз.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: производят вывод уточненной интерпретации одного или большего количества сдвигов породы и горизонтов в трехмерном массиве сейсмических данных.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: повторяют операции по п.п. 24 и 25.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: объединяют результаты операции уточнения с результатами операции интерпретации.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выполняют стратиграфическую интерпретацию трехмерного массива седиментационных срезов.
Причем в способе стратиграфическая интерпретация содействует распознаванию и интерпретации элементов систем осадконакопления или иных сейсмических стратиграфических особенностей.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: определяют трехмерный массив стратиграфических характеристик.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выявляют ограничивающие поверхности.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: распознают признаки осадконакопления.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выполняют восстановление целостности поверхности.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выполняют предварительную обработку трехмерного массива седиментационных срезов.
Причем в способе операция предварительной обработки содержит одну или большее количество следующих операций: операцию фильтрации, операцию уменьшения шума и операцию подавления артефактов.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выполняют построение изображения множества характеристик.
Причем в способе при операции восстановления целостности поверхности выполняют сегментирование ограничивающей поверхности геологического тела в трехмерных данных.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: получают данные, идентифицирующие исходную ограничивающую поверхность.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выполняют преобразование трехмерного массива седиментационных срезов в пространственную область.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: выполняют вывод стратиграфических объемов и тел.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является
Средство выполнения любой из операций способа содействия распознаванию месторождений углеводородов и способа анализа трехмерного массива сейсмических данных.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является
Запоминающая среда для хранения информации, содержащая информацию, которая при ее исполнении обеспечивает выполнение операций способа содействия распознаванию месторождений углеводородов и способа анализа трехмерного массива.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
система, предназначенная для содействия в распознавании месторождений углеводородов, содержащая:
модуль структурной интерпретации, который выполняет структурную интерпретацию трехмерного массива сейсмических данных;
модуль преобразования пространства координат, который выполняет преобразование трехмерного массива сейсмических данных в трехмерный массив седиментационных срезов;
модуль стратиграфической интерпретации, который выполняет стратиграфическую интерпретацию трехмерного массива седиментационных срезов, в том числе, выявление ограничивающих поверхностей и сдвигов породы; и
модуль обратного преобразования пространства координат, который выполняет преобразование трехмерного массива седиментационных срезов и ограничивающих поверхностей в пространственную область.
Причем в системе модуль структурной интерпретации, во взаимодействии с модулем уточнения структуры, выполняет структурную интерпретацию в трехмерном массиве седиментационных срезов.
Причем система дополнительно содержит модуль определения характеристик, который определяет трехмерный массив стратиграфических характеристик.
Причем в системе интерпретацию одного или большего количества сдвигов породы и одного или большего количества горизонтов выполняют в трехмерном массиве сейсмических данных.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
система анализа трехмерного массива сейсмических данных, содержащая:
систему интерпретации данных сейсмической разведки, которая получает трехмерный массив сейсмических данных; и
модуль преобразования пространства координат, который выполняет преобразование трехмерного массива сейсмических данных в трехмерный массив седиментационных срезов.
Причем в системе трехмерный массив седиментационных срезов представляет собой, по меньшей мере, одну приближенную поверхность осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом.
Причем система дополнительно содержит модуль структурной интерпретации, который выполняет интерпретацию одного или большего количества сдвигов породы и одного или большего количества горизонтов в трехмерном массиве сейсмических данных.
Причем система дополнительно содержит модуль предварительной обработки, который выполняет предварительную обработку трехмерного массива сейсмических данных.
Причем в системе предварительная обработка включает в себя фильтрацию, фильтрацию шумов, устранение артефактов, возникших вследствие сбора данных сейсморазведки, трехмерную фильтрацию, пространственную фильтрацию, фильтрацию, сохраняющую границы, и нелинейную диффузионную фильтрацию.
Причем в системе интерпретацию выполняют одним или большим количеством следующих способов: вручную, автоматически и полуавтоматически.
Причем в системе преобразование уменьшает эффекты геологических процессов, произошедших во время осадконакопления и после осадконакопления.
Причем в системе распознают одну или большее количество геологических поверхностей или один или большее количество интервалов.
Причем в системе каждый интервал содержит один или большее количество сегментов трассы.
Причем в системе сегменты трассы ограничены горизонтом и другим горизонтом или сдвигом породы.
Причем в системе сегменты трассы ограничены двумя сдвигами породы.
Причем в системе сведения о горизонте предоставлены пользователем.
Причем в системе преобразование выполняют по очереди для каждого интервала через трехмерный массив сейсмических данных.
Причем в системе интервалами являются, в том числе, следующие: пропорциональные интервалы, интервалы, содержащие карбонатные платформы, интервалы, содержащие сдвиги породы, крутопадающие интервалы, стратиграфические несогласия, каньоны и границы солевых тел.
Причем в системе определяют параметры преобразования для всех интервалов.
Причем в системе определяют трехмерный массив смещений при преобразовании.
Причем в системе в трехмерном массиве смещений при преобразовании сохраняют координаты x, y и z каждой точки данных в трехмерном массиве седиментационных срезов.
Причем в системе модуль преобразования пространства координат также выполняет прямое преобразование пространства координат параметров преобразования.
Причем в системе параметры преобразования применяют к одному или к большему количеству следующих объектов: к трехмерному массиву сейсмических данных, к сдвигам породы и к горизонтам.
Причем в системе модуль преобразования пространства координат дополнительно получает параметры локального сегмента трассы.
Причем в системе модуль преобразования пространства координат дополнительно определяет преобразованную локальную трассу для каждой трассы в каждом интервале.
Причем система дополнительно содержит модуль уточнения структуры, который уточняет интерпретацию, выполненную модулем структурной интерпретации.
Причем в системе модуль уточнения структуры дополнительно распознает одну или большее количество структурных ошибок или один или большее количество пропусков данных в трехмерном массиве седиментационных срезов.
Причем в системе модуль преобразования пространства координат повторяет преобразование уточненного трехмерного массива.
Причем в системе производят вывод уточненной интерпретации одного или большего количества сдвигов породы и горизонтов в трехмерном массиве сейсмических данных.
Причем в системе повторяют операции распознавания, преобразования и вывода.
Причем в системе модуль преобразования пространства координат дополнительно объединяет результаты операции уточнения с результатами операции интерпретации.
Причем система дополнительно содержит модуль стратиграфической интерпретации, который выполняет стратиграфическую интерпретацию трехмерного массива седиментационных срезов.
Причем в системе стратиграфическая интерпретация содействует распознаванию и интерпретации элементов систем осадконакопления или иных сейсмических стратиграфических особенностей.
Причем в системе модуль стратиграфической интерпретации дополнительно определяет трехмерный массив стратиграфических характеристик.
Причем в системе выявляют ограничивающие поверхности.
Причем в системе распознают признаки осадконакопления.
Причем в системе модуль ограничивающей поверхности выполняет восстановление целостности поверхности.
Причем в системе модуль предварительной обработки выполняет предварительную обработку трехмерного массива седиментационных срезов.
Причем в системе предварительная обработка содержит одну или большее количество следующих операций: операцию фильтрации, операцию уменьшения шума и операцию подавления артефактов.
Причем в системе система дополнительно выполняет построение изображения множества характеристик.
Причем в системе при восстановлении целостности поверхности выполняют сегментирование ограничивающей поверхности геологического тела в трехмерных данных.
Причем система получает данные, идентифицирующие исходную ограничивающую поверхность.
Причем в системе модуль обратного преобразования пространства координат выполняет преобразование трехмерного массива седиментационных срезов в пространственную область.
Причем система выполняет вывод стратиграфических объемов и тел.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
трехмерный массив сейсмических данных, который содержит, по меньшей мере, одну искусственную поверхность, соответствующую поверхности осадконакопления, на которой, по существу, отсутствуют деформации геологической структуры.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
преобразованный трехмерный массив сейсмических данных, содержащий седиментационный срез, в котором, по существу, отсутствуют деформации, вызванные геологическими процессами, произошедшими перед осадконакоплением и после осадконакопления.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
структура данных, сохраненная в запоминающей среде для хранения информации, которую используют для интерпретации сейсмической информации, эта структура данных содержит информацию, отображающую геологические отложения, причем эта информация, отображающая геологические отложения, была преобразована в трехмерный массив данных, в котором деформация, по существу, отсутствует.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
преобразованный трехмерный массив сейсмических данных, содержащий седиментационный срез, в котором, по существу, отсутствуют геологические деформации, вызванные геологическими процессами, произошедшими перед осадконакоплением и после осадконакопления.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
запоминающая среда для хранения информации, содержащая информацию, которая отображает геологические формации, причем эта информация соответствует преобразованному трехмерному массиву сейсмических данных, содержащему седиментационный срез, в котором, по существу, отсутствуют геологические деформации, вызванные геологическими процессами, произошедшими перед осадконакоплением и после осадконакопления.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
способ преобразования трехмерного массива сейсмических данных, содержащий следующие операции:
получают трехмерный массив сейсмических данных, имеющий геологические деформации; и
выполняют преобразование трехмерного массива сейсмических данных в трехмерный массив седиментационных срезов, который исправляет деформации, вызванные геологическими процессами, произошедшими перед осадконакоплением и после осадконакопления.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
трехмерный массив сейсмических данных на носителе информации, содержащий:
информацию, соответствующую трехмерным данным сейсморазведки, имеющим деформации геологической структуры, приписываемые событиям, произошедшим перед осадконакоплением и после осадконакопления; и
информацию, соответствующую трехмерному массиву седиментационных срезов, который, по существу, нормализует деформации, вызванные событиями, произошедшими перед осадконакоплением и после осадконакопления.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
способ упрощения распознавания залежей углеводородов, содержащий следующую операцию:
осуществляют генерацию искусственного трехмерного массива данных, в котором каждая отображенная поверхность осадконакопления представляет собой горизонтальный срез, при этом в каждом горизонтальном срезе, по существу, отсутствуют деформации, и, при этом, по меньшей мере, один горизонтальный срез пересекает сдвиг породы.
Причем в способе сдвиг породы простирается более чем через один трехмерный массив.
Причем в способе сдвиг породы представляет собой сдвиг породы, простирающийся от одного края до другого края.
Причем в способе трехмерный массив содержит один или большее количество следующих объектов: карбонатных рифов, границ солевых тел и каньонов.
Причем в способе трехмерный массив содержит, по меньшей мере, 2 горизонта, и, по меньшей мере, один из, по меньшей мере, 2 горизонтов пересекает интерпретированный сдвиг породы.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
трехмерный массив седиментационных срезов, содержащий:
множество искусственных горизонтальных поверхностей, причем каждая горизонтальная поверхность отображает поверхность осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом, при этом, по меньшей мере, одна из множества искусственных горизонтальных поверхностей пересекает, по меньшей мере, один скорректированный сдвиг породы.
Причем в трехмерном массиве сдвиг породы может иметь любую ориентацию, любой наклон, любую форму или любую протяженность.
Причем в трехмерном массиве, по меньшей мере, в одном скорректированном сдвиге породы, по существу, отсутствуют какие-либо деформации или смещения.
Причем в трехмерном массиве деформации включают в себя деформации вследствие одного или большего количества геологических процессов, произошедших во время осадконакопления и после осадконакопления.
Причем трехмерный массив содержит, по меньшей мере, одно соляное тело.
Причем трехмерный массив содержит, по меньшей мере, один карбонатный риф.
Причем в трехмерный массив содержит, по меньшей мере, один каньон.
Причем в трехмерном массиве скорректированный сдвиг породы простирается более чем через один трехмерный массив.
Причем в трехмерном массиве скорректированный сдвиг породы представляет собой сдвиг породы, простирающийся от одного края до другого края.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
способ выявления ограничивающей поверхности в трехмерных данных, содержащий следующие операции:
создают исходную сетку ограничивающей поверхности, имеющую несколько вершин, которые расположены либо вокруг элемента, представляющего интерес, либо внутри него;
регулируют сетку таким образом, чтобы она соответствовала границе элемента, представляющего интерес;
определяют местоположение спроецированной вершины для одной или для большего количества вершин в сетке ограничивающей поверхности;
определяют значение элемента объемного изображения в каждом из спроецированных местоположений вершины; и
выполняют одну из следующих операций:
перемещают спроецированную вершину в спроецированное местоположение вершины в том случае, если значение элемента объемного изображения выходит за пределы допустимого диапазона значений, и
устанавливают местоположение вершины как зафиксированное в том случае, если значение элемента объемного изображения находится в пределах допустимого диапазона значений.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: повторяют операции определения для каждой вершины.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: продолжают регулировать сетку таким образом, чтобы она соответствовала границе элемента, представляющего интерес.
Причем в способе элементом, представляющим интерес, является трехмерный объект.
Причем в способе границей является геофизическая граница.
Причем в способе трехмерным объектом является один или большее количество следующих объектов: геологическая структура, биологический объект, структура ткани, орган, опухоль, структура, минерал и полезное ископаемое.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
средство выполнения операций способа выявления ограничивающей поверхности в трехмерных данных.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
запоминающая среда для хранения информации, содержащая информацию, которая при ее исполнении обеспечивает выполнение операций способа выявления ограничивающей поверхности в трехмерных данных.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
система для выявления ограничивающей поверхности в трехмерных данных, содержащая:
модуль ограничивающей поверхности, который:
создает исходную сетку ограничивающей поверхности, имеющую несколько вершин, которые расположены либо вокруг элемента, представляющего интерес, либо внутри него;
регулирует сетку таким образом, чтобы она соответствовала границе элемента, представляющего интерес;
определяет спроецированное местоположение вершины для одной или для большего количества вершин в сетке ограничивающей поверхности;
определяет значение элемента объемного изображения в каждом из спроецированных местоположений вершины; и
выполняет одну из следующих операций:
перемещает спроецированную вершину в спроецированное местоположение вершины в том случае, если значение элемента объемного изображения выходит за пределы допустимого диапазона значений, и
устанавливает местоположение вершины как зафиксированное в том случае, если значение элемента объемного изображения находится в пределах допустимого диапазона значений.
Причем в системе операции определения повторяют для каждой вершины.
Причем в системе выполняют дальнейшую регулировку сетки таким образом, чтобы она соответствовала границе элемента, представляющего интерес.
Причем в системе элементом, представляющим интерес, является трехмерный объект.
Причем в системе границей является геофизическая граница.
Причем в системе трехмерным объектом является один или большее количество следующих объектов: геологическая структура, биологический объект, структура ткани, орган, опухоль, структура, минерал и полезное ископаемое.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
способ моделирования объекта, содержащий следующие операции:
создают сетку ограничивающей поверхности, содержащую множество вершин;
регулируют одну или большее количество вершин таким образом, чтобы они соответствовали ограничивающей поверхности; и
продолжают регулировать часть вершин из одной или большего количества вершин до тех пор, пока часть вершин из одной или большего количества вершин не будут являться зафиксированными.
Причем в способе когда одна вершина из одной или большего количества вершин соответствует ограничивающей поверхности, то одна или большее количество вершин становятся зафиксированными.
Причем в способе при большем количестве вершин точность возрастает.
Причем в способе объектом является двумерный или трехмерный объект.
Причем в способе моделирование применяют для набора трехмерных массивов данных, для трехмерного массива медицинских данных, для трехмерного массива сейсмических данных, основа, для трехмерного массива данных, полученных способом проникающего радиолокационного зондирования земли, для трехмерного массива данных ультразвуковой разведки, для трехмерного массива данных воздушной и космической разведки, для объекта, для минерала и для руды.
Причем способ содержит следующую дополнительную операцию: производят вывод графического представления объекта.
Причем в способе с графическим представлением могут быть произведены такие манипуляции, чтобы на дисплее были отображены различающиеся степени регулирования вершин.
Причем в способе в объекте содержится одно или большее количество графически представимых внутренних включений.
Причем в способе операция регулирования обеспечивает интерполяцию плохо изображенных данных.
Причем в способе сетка ограничивающей поверхности является эластичной.
Причем в способе объект содержит один или большее количество сдвигов породы.
Причем в способе объект представлен посредством набора данных.
Причем в способе набором данных являются трехмерные данные, медицинские данные, данные сейсморазведки, данные радиолокационного зондирования, данные ультразвуковой разведки, данные воздушной и космической разведки, данные моделирования, данные о ячеистой структуре или данные об объекте.
Причем в способе ограничивающая поверхность, по существу, представляет собой границу раздела между двумя или большим количеством веществ, материалов, тел, масс, объектов, дискретных объектов, элементов, руд и геологических объектов.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
средство выполнения операций по любому моделированию объекта.
Запоминающая среда для хранения информации, содержащая информацию, которая при ее исполнении обеспечивает выполнение операций способа моделирования объекта.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является:
система, которая моделирует объект, содержащая:
модуль ограничивающей поверхности, который:
создает сетку ограничивающей поверхности, содержащую множество вершин;
регулирует одну или большее количество вершин таким образом, чтобы они соответствовали ограничивающей поверхности; и
продолжает регулировать часть вершин из одной или большего количества вершин до тех пор, пока часть вершин из одной или большего количества вершин не будут являться зафиксированными.
Причем в системе, когда одна вершина из одной или большего количество вершин соответствует ограничивающей поверхности, одна или большее количество вершин становятся зафиксированными.
Причем в системе при большем количестве вершин точность возрастает.
Причем в системе объектом является двумерный или трехмерный объект.
Причем в системе моделирование применяют для набора трехмерных массивов данных, для трехмерного массива медицинских данных, для трехмерного массива сейсмических данных, для трехмерного массива данных, полученных способом проникающего радиолокационного зондирования земли, для трехмерного массива данных ультразвуковой разведки, для трехмерного массива данных воздушной и космической разведки, для объекта, для минерала и для руды.
Причем система дополнительно содержит операцию вывода графического представления объекта.
Причем в системе с графическим представлением могут быть произведены такие манипуляции, чтобы на дисплее были отображены различающиеся степени регулирования вершин.
Причем в системе в объекте содержится одно или большее количество графически представимых внутренних включений.
Причем в системе операция регулирования обеспечивает интерполяцию плохо изображенных данных.
Причем в системе сетка ограничивающей поверхности является эластичной.
Причем в системе объект содержит один или большее количество сдвигов породы.
Причем в системе объект представлен посредством набора данных.
Причем в системе набором данных являются трехмерные данные, медицинские данные, данные сейсморазведки, данные радиолокационного зондирования, данные ультразвуковой разведки, данные воздушной и космической разведки, данные моделирования, данные о ячеистой структуре или данные об объекте.
Причем в системе ограничивающая поверхность, по существу, представляет собой границу раздела между двумя или большим количеством веществ, материалов, тел, масс, объектов, дискретных объектов, элементов, руд и геологических объектов.
Еще одним из объектов настоящего изобретения является создание
последовательности выполняемых действий и автоматизированного или полуавтоматизированного способа и автоматизированной или полуавтоматизированной системы для распознавания и интерпретации условий осадконакопления, систем осадконакопления и элементов систем осадконакопления по трехмерным массивам сейсмических данных.
Еще одним объектом этого изобретения является создание такого способа и такой системы, в которых шум в трехмерном массиве сейсмических данных после сбора данных и обработки сейсмических данных устраняют или минимизируют на каждом этапе последовательности выполняемых действий.
Еще одним объектом этого изобретения является создание способа, посредством которого исходный трехмерный массив сейсмических данных преобразовывают в такой трехмерный массив, в котором каждый горизонтальный срез, проходящий через трехмерный массив, отображает поверхность осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом (пластовую поверхность), таким образом, что эффекты структурной деформации фактически являются устраненными из трехмерного массива.
Еще одним объектом этого изобретения является создание средства построения изображения, распознавания и получения ограничивающих поверхностей систем осадконакопления или элементов систем осадконакопления в преобразованном трехмерном массиве сейсмических данных.
Еще одним объектом этого изобретения является создание способа, посредством которого трехмерные массивы изображений или характеристик, созданные из преобразованного трехмерного массива сейсмических данных, могут быть подвергнуты обратному преобразованию в пространство координат исходного трехмерного массива сейсмических данных.
Еще одним объектом этого изобретения является создание способа, посредством которого ограничивающие поверхности, полученные для систем осадконакопления или элементов систем осадконакопления, полученных в преобразованном трехмерном массиве сейсмических данных, могут быть подвергнуты обратному преобразованию в пространство координат исходного трехмерного массива сейсмических данных.
Согласно варианту осуществления этого изобретения, который приведен в качестве примера, представлен подход к решению проблемы, включающий в себя уникальную новую последовательность выполняемых действий, которая содержит комбинацию существующих и новых оригинальных способов для компьютеризированной интерпретации систем осадконакопления в трехмерных массивах сейсмических данных. В этом описании в качестве примера системы осадконакопления используют русла рек, но этот подход будет работать для всех разнообразных систем и условий осадконакопления, зарегистрированных в трехмерных массивах сейсмических данных.
Эта уникальная последовательность выполняемых действий содержит приведенные ниже основные операции, проиллюстрированные на Фиг. 3a:
• загрузка (ввод) трехмерного массива сейсмических данных;
• интерпретация структуры;
• преобразование пространства координат (Domain Transformation);
• необязательное улучшение структуры;
• стратиграфическая интерпретация;
• обратное преобразование пространства координат (Inverse Domain Transformation);
• вывод стратиграфических объемов и тел.
Отдельные операции и группы операций из этой последовательности выполняемых действий могут быть рекурсивно применены к трехмерному массиву данных для улучшения результатов общего процесса.
Термин "структурная интерпретация" (Structural Interpretation) относится к интерпретации горизонтов и сдвигов породы, изображения которых имеются в трехмерном массиве сейсмических данных. Исходный трехмерный массив сейсмических данных и его структурная интерпретация обычно описываются в ортогональной декартовой системе координат, обозначенной как (x,y,z) или как (x,y,t), где x и y представляют собой расстояние по горизонтали, z представляет собой расстояние по вертикали, а t обычно представляет собой время пробега вертикальной обменной отраженной волны (также именуемое временем пробега в двух направлениях). Предложенная последовательность выполняемых действий может быть применена для трехмерных массивов, которые уже были подвергнуты обработке с преобразованием в любой из трехмерных массивов (x,y,z) или (x,y,t).
Термин преобразование пространства координат (Domain Transformation) относится к новому способу изменения пространства координат трехмерного массива сейсмических данных из (x,y,z или t) в (x,y,s), где s представляет собой "седиментационный срез" ("stratal-slice"). Седиментационный срез определен как срез вдоль приближенной поверхности осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом, то есть поверхности, на которую в некоторый момент времени в прошлом происходило геологическое осаждение (например, седиментация или эрозия). Преобразование пространства координат создает трехмерный массив седиментационных срезов, то есть трехмерный массив, в котором каждый горизонтальный срез в трехмерном массиве представляет собой седиментационный срез или поверхность осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом. Этот трехмерный массив седиментационных срезов, созданный способом преобразования пространства координат, представляет собой трехмерный массив, в котором, по существу, отсутствует деформация. Этот способ преобразования пространства координат уникален тем, что он устраняет влияние деформации, которая произошла как во время осадконакопления, так и после него, и обеспечивает правильное построение трехмерного массива седиментационных срезов для всех типов геологических поверхностей и интервалов.
Преобразование пространства координат создает не только идеальный трехмерный массив для расшифровки интерпретации или выявления элементов систем осадконакопления, оно также обеспечивает ценное инструментальное средство для выделения ошибок или пропусков данных в структурной интерпретации. Такие ошибки или пропуски данных являются выделенными в трехмерном массиве с преобразованным пространством координат. Используя преобразованный трехмерный массив для визуализации проблем в структурной интерпретации, необязательная операция уточнения структуры (Structural Refinement) дает дешифровщику уникальную возможность исправить эти погрешности и пропуски данных в любом трехмерном массиве (x,y,s) или (x,y,z или t) трехмерный массив и улучшить как структурную интерпретацию, так и результаты преобразования пространства координат.
Используемый здесь термин "стратиграфическая интерпретация" (Stratigraphic Interpretation) охватывает собой как обработку трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат, для улучшения визуализации элементов систем осадконакопления (именуемую здесь вычислением характеристик ("attribute calculation")), так и способ выявления ограничивающих поверхностей этих элементов систем осадконакопления. Способ выявления ограничивающей поверхности (именуемый здесь "восстановлением целостности поверхности" (Surface Wrapping)) является уникальным способом, который обеспечивает многочисленные преимущества по сравнению со способами, применяемыми на практике в настоящее время специалистами в данной области техники, имеющими средний уровень компетентности, для получения ограничивающих поверхностей элементов систем осадконакопления. Применимость восстановления целостности поверхности распространяется на выявление ограничивающих поверхностей тел или объектов, отображенных в трехмерных данных любого типа из любой дисциплины.
Термин "обратное преобразование пространства координат" (Inverse Domain Transformation) относится к способу изменения пространства координат трехмерного массива сейсмических данных, любых трехмерных массивов характеристик (attribute volumes), улучшенной структурной интерпретации и ограничивающих поверхностей из пространства координат (x,y,s) в пространство координат (x,y,z или t).
Как упомянуто выше, к трехмерному массиву данных могут быть рекурсивно применены отдельные операции и последовательности операций для улучшения результатов всего процесса. Например, первоначальная структурная интерпретация опорных горизонтов и основных сдвигов породы, сопровождаемая преобразованием пространства координат трехмерного массива сейсмических данных в пространство седиментационных срезов, может выделять вторичные горизонты или меньшие сдвиги породы (дополнительная структурная интерпретация), которые должен быть интерпретированы и учитываться в способе преобразования пространства координат для достижения более качественных результатов.
Из последовательности выполняемых действий и из содержащихся в ней способов получают многочисленные преимущества, которые приведены в качестве примеров.
• Преобразование пространства координат (Domain Transformation) создает трехмерный массив с разбиением на седиментационные срезы для любого трехмерного массива сейсмических данных любой структурной сложности. Структурные эффекты могут быть устранены из трехмерного массива.
• Оптимизированное изображение стратиграфических особенностей обеспечивает улучшенное распознавание и интерпретацию особенностей осадконакопления.
• Стратиграфические особенности, которые являются неотчетливыми из-за структурной деформации во входном трехмерном массиве сейсмических данных, являются ясно изображенными, распознаваемыми и интерпретируемыми в преобразованном трехмерном массиве.
• Уникальная проверка и уточнение структурной интерпретации обеспечено преобразованным трехмерным массивом (трехмерным массивом с разбиением на седиментационные срезы), уточнением структурной интерпретации (например, горизонтов и сдвигов породы) в пространстве седиментационных срезов (stratal domain) и обратным преобразованием пространства координат уточненных структурных поверхностей.
• Эта уникальная последовательность выполняемых действий объединяет структурные и стратиграфические интерпретации данных внутренне самосогласованным образом, что не было возможно ранее, улучшая тем самым качество интерпретации.
• Новый способ восстановления целостности поверхности (Surface Wrapping) обеспечивает инструментальное средство для получения связной, замкнутой ограничивающей поверхности для трехмерного объекта (геологического тела, стратиграфической особенности или любого иного произвольного трехмерного тела) даже там, где участки объекта имеют плохое изображение в трехмерном массиве данных.
• Этот способ восстановления целостности поверхности имеет обширную область применения для выявления сложных трехмерных объектов из трехмерных данных любого вида. Областями применения также являются, в том числе, следующие: получение ограничивающих поверхностей сложных трехмерных соляных тел и каньонов в данных сейсморазведки, и получение ограничивающих поверхностей структур тканей, отображенных в трехмерных массивах для построения изображений в медицине (например, в трехмерных массивах, полученных методами компьютерной томографии (КТ), магнитно-резонансной томографии (МРТ), магнитно-резонансной ангиографии (МРА), позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и т.п.), но эти примеры не являются ограничивающим признаком.
• Сейсмические характеристики, определенные с использованием трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат, демонстрируют существенное улучшение, как качественное, так и количественное, по сравнению с теми же самыми характеристиками, вычисленными с использованием исходного входного трехмерного массива сейсмических данных. Последовательность выполняемых действий, в которой сначала выполняют преобразование трехмерного массива, определяют характеристику, а затем выполняют обратное преобразование трехмерного массива характеристик, приводит к заметно улучшенным результатам по сравнению с непосредственным определением характеристики во входном трехмерном массиве сейсмических данных.
• Характеристики, определенные с использованием трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат, улучшают качество построения стратиграфических изображений, по сравнению с теми же самыми характеристиками, определенными с использованием входного трехмерного массива сейсмических данных:
Это улучшает построение изображения систем осадконакопления;
Это улучшает корреляцию характеристик со скважинными данными для усовершенствованного определения характеристик геофизического резервуара.
• Поскольку стратиграфические особенности лучше изображены, являются более полными и легче интерпретируемыми в преобразованном пространстве, то последовательность выполняемых действий улучшает эффективность, точность и полноту интерпретации систем осадконакопления по сравнению с другими подходами.
Подразумевают, что это краткое изложение сущности изобретения не следует истолковывать как в полной мере представляющее настоящее изобретение и его объем. Несмотря на то что выше было приведено подробное описание различных вариантов осуществления настоящего изобретения, для специалистов в данной области техники очевидно, что возможны модификации и изменения этих вариантов осуществления. Однако следует отчетливо понимать, что такие модификации и изменения не выходят за пределы объема и сущности настоящего изобретения.
Эти и другие признаки и преимущества этого изобретения описаны в изложенном ниже подробном описании вариантов осуществления изобретения, которые приведены в качестве примеров, или станут очевидными из этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения, которые приведены в качестве примеров, со ссылкой на перечисленные ниже чертежи. Следует понимать, что чертежи не обязательно изображены в масштабе. В некоторых случаях могли быть опущены подробности, которые не являются необходимыми для понимания настоящего изобретения или затрудняют восприятие других подробностей. Конечно же, следует понимать, что изобретение не обязательно является ограниченным проиллюстрированными здесь конкретными вариантами его осуществления.
На Фиг. 1 показано простое разбиение на пропорциональные срезы для двух горизонтов и поверхности поперечного сдвига породы: (a) данные до разбиения на пропорциональные срезы; (b) данные после разбиения на пропорциональные срезы. Нулевые зоны представляют собой области, в которых данные не обработаны надлежащим образом посредством алгоритма простого разбиения на пропорциональные срезы.
На Фиг. 2 показано простое разбиение на пропорциональные срезы для трех горизонтов и поверхности поперечного сдвига породы: (a) данные до разбиения на пропорциональные срезы; (b) данные после разбиения на пропорциональные срезы. Следует отметить, что зоны нулевых данных являются смещенными в боковом направлении между парами горизонтов вследствие наклона поверхности сдвига породы.
На Фиг. 3А изображена схема последовательности операций, на которой проиллюстрирована приведенная в качестве примера общая последовательность выполняемых действий и способы выполнения автоматической или полуавтоматической интерпретации систем осадконакопления в трехмерных данных сейсморазведки согласно этому изобретению.
На Фиг. 3Б проиллюстрирована приведенная в качестве примера система, способная выполнять автоматическую или полуавтоматическую интерпретацию систем осадконакопления в трехмерных данных сейсморазведки согласно этому изобретению.
На Фиг. 4 показаны поперечные сечения трехмерной сейсморазведки месторождения Балморал (Balmoral), проходящие через глубоководный турбидитный канал шириной 1 километр. Сечение на Фиг. 4А пересекает канал под углом 45°. Сечение на Фиг. 4Б пересекает канал под углом 90°. Края канала указаны вертикальными желтыми стрелками.
На Фиг. 5 изображен срез амплитуды сейсмической волны по горизонту из данных трехмерной сейсморазведки месторождения Балморал (Balmoral). На этом срезе легко виден глубоководный турбидитный канал шириной 1 километр, пересекаемый каналами, показанными на Фиг. 4А и Фиг. 4Б.
На Фиг. 6 изображена схема последовательности операций, на которой проиллюстрирован способ структурной интерпретации трехмерных данных сейсморазведки согласно варианту осуществления настоящего изобретения, который приведен в качестве примера.
На Фиг. 7 показано вертикальное сечение, извлеченное из трехмерного массива сейсмических данных, на котором показаны два интерпретированных горизонта (обозначенные как 1 и 2), и семь поверхностей крутопадающего сдвига породы.
На Фиг. 8 показано схематичное поперечное сечение четырех интервалов (A-D), два из которых (C и D) имеют переменную в боковом направлении толщину, в пространстве (x,y,z), показанном на Фиг. 8А, и в преобразованном пространстве координат (x,y,s), показанном на Фиг. 8Б. Знаки "черточка" иллюстрируют изменение положения входных выборок между трехмерным массивом на входе и трехмерным массивом на выходе.
На Фиг. 9 показаны эффекты наличия рифа: (1) "поднятие" нижележащих горизонтов, и (2) усечение соседних по горизонтали горизонтов (на чертеже не проиллюстрировано).
На Фиг. 10 показано, что повышение скорости, связанное с наличием рифа, было скорректировано.
На Фиг. 11 показано схематичное поперечное сечение, проходящее через простой карбонатный риф. На Фиг. 11А показано сечение, проходящее через исходное пространство (x,y,z), которое включает в себя "повышение" скорости в горизонте, расположенном у основания рифа. На Фиг. 11Б показан эквивалент, подвергнутый преобразованию пространства координат, с более плоским горизонтом у основания рифа и с сохраненной верхней частью рифа. Заштрихованная область на Фиг. 11Б отображает нулевые точки в преобразованном трехмерном массиве.
На Фиг. 12 проиллюстрировано схематичное поперечное сечение, проходящее через каньон. На Фиг. 12А показано сечение, проходящее через исходное пространство (x,y,z). На Фиг. 12Б показано сечение, проходящее через пространство (x,y,s), подвергнутое преобразованию пространства координат. Следует отметить, что осадочный заполнитель B каньона и расположенные выше него уровни являются более молодыми, чем вмещающая порода A, а поверхности осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом, проходящие через осадочный заполнитель каньона, являются иными, чем в окружающей вмещающей породе. Заштрихованная область на Фиг. 12Б отображает нулевые точки в преобразованном трехмерном массиве.
На Фиг. 13 показано разбиение на пропорциональные срезы с учетом поперечных сдвигов породы в двумерном представлении для двух горизонтов: на Фиг. 13А показаны данные до разбиения на пропорциональные срезы; на Фиг. 13Б показаны данные после разбиения на пропорциональные срезы. Путем проецирования срезов в направлении их пересечения с поверхностью сдвига породы нулевые зоны уменьшены до более узкой наклонной зоны с центром на поверхности сдвига породы.
На Фиг. 14 показано разбиение на пропорциональные срезы с учетом поперечного сдвига породы в двумерном представлении для трех горизонтов: на Фиг. 14А показаны данные до разбиения на пропорциональные срезы; на Фиг. 14Б показаны данные после разбиения на пропорциональные срезы. Узкая зона нулевых данных является непрерывной между интервалами, и ее центр расположен на поверхности поперечного сдвига породы.
На Фиг. 15 показаны пропорциональные срезы с учетом поперечных сдвигов породы в трехмерном представлении для двух горизонтов: на Фиг. 15А показаны данные до разбиения на пропорциональные срезы; на Фиг. 15Б показаны данные после разбиения на пропорциональные срезы. На Фиг. 15Б добавлена конечная операция сдвига по горизонтали для учета горизонтального смещения вдоль поверхности сдвига породы.
На Фиг. 16 показан схематичный чертеж простого интервала со сдвигом породы: на Фиг. 16А показан интервал в исходном пространстве (x,y,z); на Фиг. 16Б показан интервал в преобразованном пространстве (x,y,s). Треугольные области, примыкающие к месту сдвига породы, требуют специальной обработки при преобразовании.
На Фиг. 17 показан схематичный трехмерный чертеж геологического трехмерного массива со сдвигом породы с тремя уровнями в пространстве (x,y,z), изображенный на Фиг. 17А; и версии трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат, изображенной на Фиг. 17Б. Сдвиг породы имеет смещение вниз от поверхности сдвига породы (смещение по падению), а также небольшое смещение по горизонтали (смещение по простиранию). Компоненты смещения показаны на врезке к чертежу на Фиг. 17А, где α - вертикальное смещение по падению, β - горизонтальное смещение по падению, а γ - компонента смещения по простиранию.
На Фиг. 18 показан схематичный чертеж складчатой структуры в сечении в пространстве (x,y,z). Сплошными линиями показана траектория для интерполяции по вертикали. Геологический интервал может быть лучше представлен путем интерполяции по нормали к ограничивающим поверхностям интервала, что показано пунктирными линиями.
На Фиг. 19 проиллюстрирован схематичный чертеж углового несогласия (основание интервала A) в пространстве (x,y,z), показанном на Фиг. 19А, и в трехмерном массиве, подвергнутом преобразованию пространства координат, который показан на Фиг. 19Б. Заштрихованная область на Фиг. 19Б представляет собой нулевое пространство.
На Фиг. 20 проиллюстрирован схематичный чертеж сечения, проходящего через соляное тело, в пространстве (x,y,z), которое показано на Фиг. 20А, и соответствующее сечение в пространстве, подвергнутом преобразованию пространства координат, которое показано на Фиг. 20Б. Заштрихованная область на Фиг. 20Б представляет собой нулевое пространство.
На Фиг. 21 изображена схема последовательности операций, на которой в высокоуровневом представлении проиллюстрирован приведенный в качестве примера способ преобразования пространства координат трехмерного массива сейсмических данных из пространства (x,y,z или t) в пространство (x,y,s).
На Фиг. 22 изображена схема последовательности операций, на которой проиллюстрирован приведенный в качестве примера способ вычисления параметров преобразования, являющийся частью преобразования пространства координат трехмерных массивов сейсмических данных.
На Фиг. 23 изображена схема последовательности операций, на которой проиллюстрирован приведенный в качестве примера способ прямого преобразования пространства координат, являющийся частью преобразования пространства координат трехмерных массивов сейсмических данных.
На Фиг. 24 проиллюстрированы: приведенный в качестве примера трехмерный массив сейсмических данных перед преобразованием пространства координат (Фиг. 24А), интерпретированные горизонты и сдвиги породы, используемые в преобразовании (Фиг. 24Б), и трехмерный массив седиментационных срезов, подвергнутый преобразованию пространства координат (Фиг. 24В). Входной трехмерный массив сейсмических данных, показанный на Фиг. 24А, имеет деформацию, связанную со сдвигами породы, произошедшими во время осадконакопления и после осадконакопления. В выходном трехмерном массиве, подвергнутом преобразованию пространства координат, который показан на Фиг. 24В, деформация, по существу, отсутствует.
На Фиг. 25 проиллюстрирован приведенный в качестве примера трехмерный массив, подвергнутый преобразованию пространства координат, который создан из трехмерного массива, показанного на Фиг. 24А, с использованием всех 24 сдвигов породы, показанных на Фиг. 24Б, но с использованием только лишь двух из пяти горизонтов (самого верхнего и самого нижнего горизонтов). Из-за недостаточного контроля интерпретации в трехмерном массиве остается существенная деформация.
На Фиг. 26 изображена приведенная в качестве примера схема последовательности операций, на которой проиллюстрирован способ уточнения структурной интерпретации после исходного преобразования пространства координат трехмерного массива сейсмических данных.
На Фиг. 27 изображена приведенная в качестве примера схема последовательности операций, на которой проиллюстрирован способ обратного преобразования уточненной структурной интерпретации из пространства координат преобразования в пространство координат исходного трехмерного массива сейсмических данных. Этот способ является частью способа уточнения структурной интерпретации, проиллюстрированного на Фиг. 26.
На Фиг. 28 проиллюстрировано сравнение вертикальных и горизонтальных срезов, извлеченных из трехмерных массивов сейсмических данных до и после преобразования пространства координат: на Фиг. 28А показано вертикальное сечение и интерпретированные горизонты и сдвиги породы, полученные из входного трехмерного массива сейсмических данных; на Фиг. 28Б показано соответствующее вертикальное сечение, полученное из трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат; на Фиг. 28В изображен горизонтальный срез, полученный из исходного трехмерного массива сейсмических данных, на котором показан небольшой участок русла реки (стрелка в нижнем правом углу); на Фиг. 28Г изображен горизонтальный срез, полученный из трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат, на котором показана полная протяженность русла реки.
На Фиг. 29 изображена приведенная в качестве примера схема последовательности операций, на которой проиллюстрирован способ стратиграфической интерпретации трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат.
На Фиг. 30 проиллюстрирован пример задания исходной ограничивающей сетки (обозначенной светло-серым цветом) на горизонтальном срезе, проходящем через трехмерный массив сейсмических данных. Подобный каналу объект изображен в трехмерном массиве более темным серым цветом.
На Фиг. 31 проиллюстрирован пример очень простой исходной сетки ограничивающей поверхности, состоящей из двух примыкающих друг к другу кубов. Внешние грани были реализованы в виде мозаичной структуры, а две внутренние грани были аннулированы.
На Фиг. 32 проиллюстрирован пример исходной связной сетки, заданной способом восстановления целостности поверхности. Следует отметить, что эта сетка из иного примера, чем та, которая была использована на Фиг. 30.
На Фиг. 33 проиллюстрированы два двумерных примера, демонстрирующие алгоритм восстановления целостности поверхности, на нем показано исходное кольцо соединенных вершин, стягивающихся: к двум прямоугольным объектам (Фиг. 33А); к сечению, полученному из трехмерного массива данных магнитно-резонансной томограммы (МРТ) головы человека (Фиг. 33А).
На Фиг. 34 проиллюстрирована двумерная диаграмма определения зафиксированной вершины в алгоритме восстановления целостности поверхности.
На Фиг. 35 проиллюстрирован приведенный в качестве примера способ определения центрированного местоположения вершины в алгоритме восстановления целостности поверхности.
На Фиг. 36 проиллюстрирован приведенный в качестве примера способ определения конечного местоположения вершины на основании спроецированного местоположения вершины и центрированного местоположения вершины с использованием коэффициента упругости, равного 0,8.
На Фиг. 37 проиллюстрирована последовательность из нескольких итераций алгоритма восстановления целостности поверхности, начинающихся с исходной ограничивающей поверхности (слева вверху) и продолжающихся к подробной сегментации геологического тела (справа внизу).
На Фиг. 38 проиллюстрировано определение "остроты" вершины для моделирования проницаемой поверхности в алгоритме восстановления целостности поверхности. Величина суммы поверхностных векторов для острой вершины (слева) является меньшей, чем эта величина для тупой вершины (справа).
На Фиг. 39 изображена приведенная в качестве примера схема последовательности операций, на которой проиллюстрирован способ восстановления целостности поверхности элементов систем осадконакопления. Этот способ является частью способа стратиграфической интерпретации трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат, который проиллюстрирован на Фиг. 29.
На Фиг. 40 проиллюстрирована приведенная в качестве примера схема последовательности операций способа обратного преобразования поверхностей и трехмерных массивов характеристик, созданных в способе стратиграфической интерпретации, проиллюстрированном на Фиг. 29 и Фиг. 39, из пространства (x,y,s) в пространство (x,y,z или t).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Приведенные в качестве примера варианты осуществления этого изобретения будут описаны применительно к интерпретации данных. Однако следует понимать, что в общем случае системы и способы из этого изобретения будут одинаково хорошо работать для трехмерных данных любого типа (например, для данных сейсморазведки) из любой среды.
Приведенные в качестве примера системы и способы из этого изобретения также будут описаны применительно к интерпретации данных сейсмической разведки. Однако во избежание излишних затруднений понимания предмета настоящего изобретения в приведенном ниже описании опущено описание известных конструкций и устройств, которые могут быть показаны в виде блок-схемы или кратко описаны иным образом.
Для целей объяснения изложены многочисленные подробности для обеспечения исчерпывающего понимания настоящего изобретения. Однако следует понимать, что настоящее изобретение может быть реализовано на практике различными способами без изложенных здесь конкретных подробностей.
Кроме того, несмотря на то что в проиллюстрированных здесь вариантах осуществления изобретения, которые приведены в качестве примеров, различные компоненты системы показаны расположенными совместно, следует понимать, что различные компоненты системы могут быть расположены в удаленных частях распределенной сети, которой является, например телекоммуникационная сеть и/или сеть Интернет, или в пределах специализированной защищенной системы, незащищенной системы и/или системы зашифрованной связи. Таким образом, следует понимать, что компоненты системы могут быть объединены в одно или в большее количество устройств или могут быть расположены совместно в конкретном узле распределенной сети, например, телекоммуникационной сети. Как станет понятно из приведенного ниже описания и из соображений вычислительной эффективности, компоненты системы могут быть расположены в любом месте в пределах распределенной сети, что не влияет на работу системы.
Кроме того, следует понимать, что для соединения элементов могут использоваться различные линии связи и что ими могут являться проводные или беспроводные линии связи, или любая их комбинация, либо какой-либо иной известный или разработанный позже элемент (какие-либо иное известные или разработанные позже элементы), способный (способные) обеспечивать подачу и/или передачу данных в соединенные элементы и из них. Используемый здесь термин "модуль" может относиться к любым известным или разработанным позже аппаратным средствам, программному обеспечению, встроенным программам или к их комбинации, которые способны реализовывать функциональные возможности, соответствующие этому элементу. Используемые здесь термины "определять", "рассчитывать" и "вычислять" и производные от них слова используют взаимозаменяемо, и они охватывают собой методологии, способы, математические действия или технологии любого типа, включая те, которые выполняет система, например экспертная система или нейронная сеть.
Кроме того, все указанные здесь библиографические ссылки включены сюда в полном объеме путем ссылки.
На Фиг. 3А показан общий вид последовательности выполняемых действий при компьютеризованной интерпретации данных сейсмической разведки (CASI), которая является новой последовательностью выполняемых действий, предложенной в этом патенте, а на Фиг. 3Б показана архитектура, способная обеспечивать выполнения этого способа. Система 300 интерпретации данных сейсмической разведки содержит модуль 310 структурной интерпретации, модуль 320 уточнения структуры, контроллер 330, память 340, запоминающее устройство 350, модуль 360 фильтрации/предварительной обработки, модуль 370 преобразования пространства координат, модуль 380 обратного преобразования пространства координат и модуль 390 стратиграфической интерпретации, который содержит модуль 392 ограничивающей поверхности и модуль 394 определения характеристик. Описание функций различных компонентов системы 300 интерпретации данных сейсмической разведки будет приведено ниже со ссылкой на следующие чертежи.
В этом приведенном в качестве примера варианте осуществления изобретения, который проиллюстрирован на Фиг. 3А, обработанный трехмерный массив сейсмических данных загружают (операция 30) в компьютер для обработки. Этот входной трехмерный массив сейсмических данных может иметь следующие оси координат: (x,y,z) или (x,y,t), где x, y и z - размерности пространства (например, выраженные в единицах расстояния), где t - измеренное время прохождения отраженной сейсмической волны в одном или в двух направлениях для зарегистрированных данных сейсморазведки, или где x, y и z представляют собой просто индексы, имеющие положительное или отрицательное приращение относительно исходных значений в месте, определенном как начало координат трехмерного массива.
С философской точки зрения этот подход основан на предоставлении данных дешифровщику, а компьютер обрабатывает их таким образом, что оптимизирует построение изображения систем осадконакопления. Например, дешифровщик может наилучшим образом распознать существование элементов систем осадконакопления путем просмотра срезов, проходящих через те данные, которые близко аппроксимируют поверхности осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом. Элементы систем осадконакопления распознают в этих срезах по их характерной морфологии или форме, и они могут быть легко распознаны даже в том случае, если их наличие сложно или невозможно интерпретировать по вертикальным сечениям данных сейсморазведки.
Например, на Фиг. 4А и Фиг. 4Б показаны два вертикальных поперечных сечения, взятые из результатов трехмерной сейсморазведки. Сечения проходят через глубоководный турбидитный канал шириной 1 километр. Сечение на Фиг. 4А ориентировано под углом приблизительно 45 градусов к направлению канала. Сечение на Фиг. 4Б ориентировано под углом приблизительно 90 градусов к направлению канала. Даже опытные дешифровщики могли бы пропустить этот большой канал на вертикальных сечениях.
На Фиг. 5 показан срез амплитуды отраженной сейсмической волны по горизонту через канал. Существование, местоположение и направление канала являются очевидными из среза по горизонту (в этом случае он является близким к седиментационному срезу), и его легко распознать на основании морфологии (формы) канала.
Структурная интерпретация
На Фиг. 6 изображена типичная последовательность (32) выполняемых действий по структурной интерпретации. Дешифровщик исследует входной трехмерный массив сейсмических данных, поступивший из точки 30, для определения того, требуется ли какая-либо дополнительная предварительная обработка данных для достижения надежной структурной интерпретации (решение 45). Если решением 45 является "Да", то входной трехмерный массив данных может быть отфильтрован для удаления или минимизации множества типов шумов, что может улучшить структурную интерпретацию (операция 46, предварительная обработка данных о структуре). Эта операция может включать в себя способы устранения из трехмерного массива случайных помех, когерентного шума или любых артефактов, которые были внесены в него или возникли в результате сбора данных сейсморазведки и любых операций обработки, предшествующих интерпретации.
Примерами таких способов являются, в том числе, фильтрация шумов в данных вдоль оси z или t (одномерная фильтрация), пространственная фильтрация вдоль плоскостей (x,y) (двумерная фильтрация), операторы трехмерной фильтрации и любые комбинации этих способов, но эти примеры не являются ограничивающим признаком. Временная фильтрация (одномерная фильтрация вдоль оси z или t) включает в себя высокочастотную, низкочастотную и полосовую фильтрацию, фильтры формирования спектра и другие фильтры трассы, общеизвестные для специалистов в области техники обработки и интерпретации сейсмических данных, но эти примеры не являются ограничивающим признаком. Пространственные (двумерные) фильтры включают в себя усредняющие и медианные фильтры, пространственную фильтрацию на основе вейвлетов (например, с использованием вейвлет-фильтра Добеши (Daubechies)) и фильтрацию, сохраняющую границы (Эл-Доссари и др. (Al-Dossary et. al.), 2002; Джервис (Jervis), 2006), и нелинейную диффузионную фильтрацию (Имхоф (Imhof), 2003), но эти примеры не являются ограничивающим признаком. Двумерные пространственные фильтры могут работать с трехмерным массивом вдоль горизонтальных срезов, или же их направляющими могут являться локальные оценки падения структуры пласта в трехмерном массиве. В некоторых случаях операторы двумерных пространственных фильтров могут быть доопределены до трехмерных операторов в зависимости от типа трехмерного массива данных, подвергаемого фильтрации.
Все вышеупомянутые фильтры разработаны таким образом, что уменьшают уровень случайных помех в трехмерном массиве сейсмических данных. Также может возникнуть необходимость в уменьшении когерентного шума в трехмерном массиве (например, "следа от сбора данных" ("acquisition footprint"), представляющего собой характерные остаточные признаки, связанные с геометрической конфигурацией, которая была использована для сбора и обработки данных сейсморазведки) с использованием разнообразных способов фильтрации когерентного шума, которые являются общеизвестными в данной области техники.
После того как была выполнена предварительная обработка (операция 46) входного трехмерного массива (30) сейсмических данных или если предварительная обработка не потребовалась (то есть ответом на решение 45 являлся ответ "Нет"), то дешифровщик переходит к процедуре интерпретации горизонтов и сдвигов породы в трехмерном массиве данных. Интерпретация горизонтов и сдвигов породы может быть проведена вручную, выполнена с использованием автоматических способов или с использованием любой комбинации ручных и автоматических способов. Интерпретация горизонтов и сдвигов породы может быть выполнена путем интерпретации в первую очередь горизонтов, путем интерпретации в первую очередь сдвигов породы или путем смешивании интерпретации горизонтов и сдвигов породы. Поэтому процедура интерпретации горизонтов и процедура интерпретации сдвигов породы показаны на Фиг. 6 как параллельные.
Решение 47 представляет собой решение дешифровщика о том, будет ли он выполнять интерпретацию сдвигов породы ("Да") или же не будет выполнять интерпретацию сдвигов породы ("Нет"). Решение 49 представляет собой решение дешифровщика о том, будет ли он выполнять интерпретацию горизонтов ("Да") или же не будет выполнять интерпретацию горизонтов ("Нет"). Если обоими решениями 47 и 49 являются решения "Нет", то решением 51 является "Да" и выполнение всего способа и всей последовательности выполняемых действий прекращают. В описанной здесь последовательности выполняемых действий требуется, чтобы интерпретация сдвигов породы или горизонтов, либо как сдвигов породы, так и горизонтов, выполнялась во входном трехмерном массиве (30) сейсмических данных или в трехмерном массиве (46) сейсмических данных, подвергнутом предварительной обработке, или в некоторой комбинации этих двух трехмерных массивов.
Если решением 47 является "Да", то выполняют интерпретацию сдвигов породы по трехмерным массивам (30 и/или 46) сейсмических данных с использованием любого способа выявления сдвигов породы по выбору дешифровщика: либо ручного, либо автоматического, либо комбинации ручного и автоматического способов. Если решением 49 является "Да", то выполняют интерпретацию горизонтов по трехмерным массивам (30 и/или 46) сейсмических данных с использованием любого способа интерпретации горизонта по выбору дешифровщика: либо ручного, либо автоматического, либо комбинации ручного и автоматического способов. Фиг. 7 показывает типичный вертикальный сейсмический разрез, полученный из данных трехмерной сейсморазведки, с двумя интерпретированными горизонтами (обозначенными на Фиг. 7 цифрами 1 и 2) и с семью интерпретированными поверхностями крутопадающего сдвига породы.
После того как дешифровщиком завершена интерпретация горизонтов и сдвигов породы, представляющих интерес, в способе 32, показанном на Фиг. 3А и Фиг. 6, то трехмерный массив сейсмических данных и интерпретированную структуру (горизонты и сдвиги породы) затем передают в процедуру преобразования пространства координат (операция 34, Фиг. 3А).
Преобразование пространства координат
Преобразование пространства координат (Domain Transformation) представляет собой реализуемый последовательно для каждой трассы подход к устранению деформирующих эффектов геологических процессов, произошедших во время осадконакопления и после осадконакопления. Процессы, произошедшие во время осадконакопления, происходят одновременно с осадконакоплением или в результате осадконакопления. Некоторыми примерами деформации, являющейся результатом этих процессов, является дифференциальное осадконакопление и дифференциальное уплотнение. Термин "дифференциальный" подразумевает изменение в горизонтальном направлении. Процессы, происходящие после осадконакопления, деформируют породы, существующие после завершения осадконакопления. Примерами этих процессов являются следующие: разрывное залегание и складчатость седиментационных слоев, или те пласты породы, которые в итоге сформированы вышеупомянутыми отложениями.
Может быть обеспечено применение для геологических интервалов и поверхностей всех типов, в том числе, следующих:
• непрерывных согласно напластованных интервалов,
• непрерывных интервалов, демонстрирующих рост,
• интервалов с рифами или карбонатными платформами,
• стратиграфических несогласий (в том числе, угловых несогласий в напластовании) и перерывов в отложении,
• интервалов с дифференциальным уплотнением,
но эти примеры не являются ограничивающим признаком.
Способ также может обеспечивать учет структурной геологической деформации после осадконакопления, в том числе:
• поверхностей трехмерного сдвига породы и смещения,
• складчатости,
• соляной тектоники,
но эти примеры не являются ограничивающим признаком.
Алгоритм преобразования пространства координат требует ввода нескольких типов данных. Ими являются, в том числе, трехмерный массив сейсмических данных, интерпретированные горизонты и сдвиги породы, и вводимые пользователем данные о типах горизонтов и типах интервалов. Все подлежащие выполнению изменения при преобразовании запоминают для каждого сегмента трассы в трехмерном массиве. Эти запомненные параметры состоят из начального времени и частоты дискретизации в исходном трехмерном массиве, а также из местоположения хранилища в трехмерном массиве седиментационных срезов и количестве выборок, подлежащих интерполяции во время выполнения процедуры (62) прямого преобразования.
Для преобразования пространства координат трехмерный массив данных разделяют на несколько частей. Используют два разбиения на более мелкие части. Первое заключается в том, что интервал определяет каждая пара предоставленных пользователем горизонтов. В этом случае каждый интервал может содержать один или большее количество сегментов трассы для каждого местоположения трассы (пересечение вдоль профиля и поперек профиля). Сегменты трассы ограничены горизонтом, предоставленным пользователем, и либо сдвигом породы или иным горизонтом (если в этом интервале отсутствует какой-либо сдвиг породы), либо двумя сдвигами породы.
Преобразование пространства координат выполняют по очереди для каждого интервала через трехмерный массив. Вычисление может производиться через интерпретированные интервалы в любом порядке. Вычисление в его предпочтительном варианте осуществления выполняют, начиная с самого неглубокого интервала и заканчивая самым глубоким интервалов. В пределах каждого интервала при преобразовании пространства координат выполняют интерполяцию входных данных сейсморазведки, придерживаясь ряда геометрических правил. Геометрические правила зависят от типа геологического интервала, в котором выполняют преобразование пространства координат.
Примеры интервалов и геометрических правил
Подразумевают, что набор перечисленных ниже интервалов является набором примеров и не включает в себя все возможные интервалы, обработка которых может быть осуществлена с использованием подхода, основанного на преобразовании пространства координат. Это подмножество выбрано для иллюстративных целей. Используя представленный подход, основанный на преобразовании пространства координат, может быть осуществлена обработка геологических интервалов всех типов.
Пропорциональные интервалы
Пропорциональные интервалы включают в себя согласно напластованные интервалы и интервалы роста без складчатости, образовавшейся после осадконакопления, и дифференциального уплотнения или со складчатостью, образовавшейся после осадконакопления, и дифференциальным уплотнением. Для непрерывных пропорциональных интервалов без сдвигов породы, например, показанных на Фиг. 8, выполняют три операции. Сначала выполняют глобальный поиск для всех сегментов трассы, содержащихся между двумя ограничивающими горизонтами. Этот поиск означает обнаружение участка интервала (ZM), имеющего наибольшую толщину. Количество (N) выборок в этом интервале при его максимальной толщине вычисляют путем деления этой максимальной плотности отсчетов времени (time thickness) на частоту дискретизации (S) входного трехмерного массива данных
N=ZM/S
В случае, показанном на Фиг. 8, интервал C имеет максимальную толщину на его правом краю, а интервал B имеет максимальную толщину на его левом краю.
Для относительно неглубоких падений пласта и для повторной дискретизации трехмерного массива по вертикали желательная частота дискретизации для каждой другой трассы в интервале равна локальной толщине (ZL), деленной на максимальное количество (N) выборок
SL=ZL/N
Эта повторная дискретизация входного трехмерного массива сейсмических данных может быть выполнена путем интерполяции между существующими выборками. Простые уравнения для определения желательной локальной частоты SL дискретизации гарантируют, что в том случае, если трехмерный массив подвергнут прямому преобразованию, а затем обратному преобразованию, то не будет потеряно ни одной компоненты частотного спектра исходного трехмерного массива (то есть частота дискретизации на выходе всюду является, по меньшей мере, столь же высокой, как и частота дискретизации на входе, в силу чего обеспечено сохранение частотного спектра и устранены проблемы наложения спектров).
Эта повторная дискретизация приводит к более тонким сечениям интервала с более высокой частотой дискретизации во входном пространстве (x, y, z), чем в более толстых сечениях. Знаки "черточка" на правой и левой сторонах Фиг. 8А схематично показывают зависимость между толщиной интервала на входе и желательными относительными положениями по оси z, и частотой дискретизации для создания выходного трехмерного массива с седиментационными срезами, который показан на Фиг. 8Б. Следует отметить, что интервалы, показанные на Фиг. 8Б, являются постоянными по толщине и что все выборки являются равноотстоящими по вертикали в выходном пространстве седиментационных срезов.
Все другие интервалы включают в себя обобщение этого описанного здесь способа для пропорциональных интервалов.
Интервал, содержащий карбонатную платформу
Карбонатные рифы и интервалы, которые непосредственно лежат поверх них, требуют специальной обработки. Интервалы, которые содержат карбонатные рифы, представляют собой двоякую проблему. Первая проблема состоит в том, что они представляют собой скоростную аномалию, которая приводит к "повышению" скорости в нижележащих слоях. Вторая проблема состоит в том, что они прерывают горизонтальную непрерывность соседних интервалов (см. Фиг. 9). Алгоритм преобразования должен устранить обе эти проблемы.
Первая проблема повышения скорости устранена путем оперирования со слоями, расположенными непосредственно под рифом, таким образом, как будто бы они представляют собой непрерывные плоские поверхности. Вторая проблема устранена путем предположения о том, что структура верхней части рифа должна оставаться постоянной при преобразовании (то есть, что форма верхней части структуры рифа в выходном трехмерном массиве, разделенном на седиментационные срезы, должна быть той же самой, как и в исходном входном трехмерном массиве). Конечный результат этих двух коррекций (показанный на Фиг. 10) состоит в выравнивании основания карбонатной платформы, что устраняет повышение скорости, а верхняя часть структуры остается неизменной. Сохранены усечения слоев обломочных осадочных пород относительно вершины рифа, и сглажены отражения в сечении обломочной породы вокруг структуры верхней части рифа.
Способ извлечения данных продемонстрирован на Фиг. 11А. Вышележащий интервал имеет сегменты трассы, извлеченные сверху вниз. Реальный риф имеет сегменты трассы, извлеченные от основания вверх. Для обоих интервалов максимальное количество выборок вычисляют из глобальной максимальной толщины (интервал А+B). Максимальное количество выборок для вышележащего интервала A равно максимальной толщине A, деленной на частоту дискретизации входного трехмерного массива. Максимальное количество выборок для рифового интервала B вычисляют аналогичным образом с дополнительной операцией умножения исходного количества выборок на поправочный коэффициент на разницу скоростных характеристик (velocity-contrast correction factor). Этот поправочный коэффициент на разницу скоростных характеристик представляет собой отношение скорости распространения сейсмических волн в карбонатном рифе к скорости распространения сейсмических волн в вышележащей осадочной породе. Если это отношение неизвестно, то может использоваться предполагаемая разница (или вообще отсутствие какой-либо разницы). Затем вычисляют локальное количество выборок для каждого сегмента трассы (выше или ниже верхней поверхности рифа) путем умножения максимального количества выборок для этого интервала на отношение локальной плотности отсчетов времени к максимальной плотности отсчетов времени в интервале. Результирующее выходное сечение показано на Фиг. 11Б. Заштрихованная область представляет собой совокупность нулевых областей, полученных на выходе в обоих интервалах, и содержится в выходном трехмерном массиве, подвергнутом преобразованию пространства координат, поскольку отложения обломочной породы в интервале A являются более молодыми по геологии, чем структура рифа, интервал B.
Результат коррекции присутствия рифа состоит в том, что на выходе могут быть получены непрерывные седиментационные срезы даже в том случае, когда они "срезаны" рифом. Данные внутри рифа растянуты по вертикали для введения поправки на аномальные скорости в рифе (Фиг. 10 и Фиг. 11Б). Этот способ также работает для скоростных аномалий для других типов (например, для газоносной зоны).
Интервалы, содержащие каньоны
Подобно карбонатным рифам, интервалы, которые содержат каньоны, требуют специальной обработки. Хотя обычно отсутствует какая-либо скоростная аномалия, связанная с каньоном, осадочный заполнитель в каньоне является значительно более молодым и относится к иным седиментационным срезам, чем "вмещающая порода" вокруг каньона.
На Фиг. 12А показано схематичное поперечное сечение, проходящее через каньон, в трехмерном массиве сейсмических данных. На Фиг. 12Б показано то же самое сечение, проходящее через трехмерный массив данных о каньоне, подвергнутый преобразованию пространства координат. Седиментационные срезы во вмещающей породе (A) вокруг каньона и ниже вершины каньона обрабатывают независимо от седиментационных срезов в породе-заполнителе (B) в каньоне и над вершиной каньона. Поскольку для создания каньона должна была произойти эрозия, сопровождаемая более поздним осадконакоплением (B), то седиментационные срезы в трехмерном массиве, подвергнутом преобразованию пространства координат, также разделены данными, имеющими нулевые значения.
Способ извлечения данных начинают таким образом, что форму каньона при преобразовании сохраняют неизменной. Вышележащий интервал (B) имеет сегменты трассы, извлеченные сверху вниз, включая заполнитель каньона. Вмещающая порода (A), через которую был прорезан каньон вследствие эрозии, имеет сегменты трассы, извлеченные снизу вверх. Для обоих интервалов максимальное количество выборок вычисляют из глобальной максимальной толщины (интервал А+B). Максимальное количество выборок для вышележащего интервала A равно максимальной толщине интервала A, деленной на частоту дискретизации входного трехмерного массива. Максимальное количество выборок для осадочного заполнителя каньона B вычисляют аналогичным способом. Локальное количество выборок для каждого сегмента трассы (выше или ниже верхней поверхности рифа) вычисляют путем умножения максимального количества выборок для этого интервала на отношение локальной плотности отсчетов времени к максимальной плотности отсчетов времени в интервале. Результирующее сечение, полученное на выходе, показано на Фиг. 12Б. Заштрихованная область представляет собой комбинацию нулевых областей, полученных на выходе по обоим интервалам, и содержится в выходном трехмерном массиве преобразования пространства координат, поскольку отложения обломочной породы в интервале A являются геологически более древними, чем отложения в интервале B. Результатом внесения поправок для каньона является то, что на выходе могут быть получены непрерывные седиментационные срезы даже в том случае, когда их "пересекает" каньон.
Интервалы, содержащие сдвиги породы
Интервал, содержащий сдвиги породы, может рассматриваться как непрерывный интервал, в котором присутствуют обе ограничивающие поверхности: верхняя и нижняя. Однако возникают затруднения вблизи сдвига породы, где задана только одна ограничивающая поверхность с обеих сторон сдвига породы (см. Фиг. 1 и Фиг. 2). В этих зонах сдвига породы становится необходимым проецировать отсутствующий горизонт внутрь для заполнения зоны сдвига породы точками данных (см. Фиг. 13 и Фиг. 14).
На понятийном уровне проецирование отсутствующего горизонта осуществляют при предположении, что плотность отсчетов времени в зоне сдвига породы равна плотности отсчетов времени, полученной из ближайшей полностью граничащей трассы. Эту процедуру выполняют в два этапа. Сначала выполняют поиск по увеличивающемуся радиусу в плоскости (x,y) до тех пор, пока не будет обнаружена ближайшая трасса, ограниченная обоими горизонтами. Затем вычисляют плотность отсчетов времени для этой полной трассы и предполагают, что она является той же самой для трассы в зоне сдвига породы. Это приводит к проекции, в которой отсутствующий горизонт, как предполагают, является равноотстоящим от существующего горизонта в зоне сдвига породы. Для учета горизонтальной составляющей смещения по падению требуется, чтобы трассы данных имели боковое смещение в плоскости (x,y) (см. Фиг. 15).
Способ извлечения данных проиллюстрирован на Фиг. 16 для сдвига породы со смещением по нормали. Обработка сдвигов породы иных типов (например, сдвигов породы с обратным смещением, надвигов и конседиментационных разломов) может быть выполнена аналогичным образом. Вне зоны сдвига породы обработка всех сегментов трассы может выполняться как обработка обычных пропорциональных сегментов трассы в интервале. Однако в зоне сдвига породы невозможно вычислить локальную плотность отсчетов времени обычным образом, поскольку один горизонт отсутствует (или существует с другой стороны сдвига породы). В этих случаях производятся оценку локальной толщины по вертикали путем обнаружения ближайшего полностью граничившего сегмента трассы на той же самой стороне сдвига породы (сплошные вертикальные линии между горизонтами A и B на Фиг. 16А). Значения толщины по вертикали ближайших полных сегментов трассы (Z L и Z R) затем используют в качестве оценки локальных значений толщины по вертикали, которые имелись бы в зонах α и β, где сдвиг породы отсутствует. Затем для локального сегмента трассы для трасс в областях треугольной формы (α и β), показанных на Фиг. 16А, выводят количество выборок, которое является меньшим, чем максимальное количество выборок для интервала. Локальное количество выборок (N L) вычисляют путем умножения максимального количества (N) выборок на отношение толщины от горизонта до сдвига породы (Z α и Z β) к локальной толщине по вертикали, полученной в результате оценки
NL=N×(Zα/ZL) и NR=N×(Zβ/ZL)
Эти выборки интерполируют сверху вниз для висячего крыла сброса и снизу вверх для лежачего бока пласта. Результирующий интервал на Фиг. 16Б имеет одинаковую общую толщину на всем его протяжении. Вертикальные пунктирные линии на Фиг. 16Б указывают тот участок интервала, для которого была выполнена специальная обработка с учетом сдвига породы.
При описанной выше оценке локальной толщины по вертикали, которая имела бы место в зонах α и β в отсутствие сдвига породы, предполагают, что интервал AB имеет постоянную толщину в области сдвига породы. Усовершенствование этого подхода состоит в определении не только толщины ближайшего полного сегмента трассы по вертикали, но и градиента (скорости изменения или первой производной) этой толщины при приближении интервала к месту сдвига породы. Затем, вместо проецирования постоянной толщины от непосредственной трассы к сдвигу породы, вычисляют оценочное значение толщины в зонах α и β, исходя из толщины ближайшего сегмента трассы с добавленным постоянным градиентом этой толщины.
Разрывное залегание реальных горных пород обычно является более сложным, чем предполагают на изображенных двумерных диаграммах. На Фиг. 17 показана трехмерная диаграмма канала, срезанного сдвигом породы. Сдвиг породы имеет оба смещения: смещение по падению (перемещение, перпендикулярное к оси антиклинали сдвига породы) и смещение по простиранию (перемещение, перпендикулярное к оси антиклинали сдвига породы). Полное замыкание антиклинальной структуры сдвига породы требует обработки обоих типов перемещений для сдвига породы.
Алгоритм, описанный для упомянутых выше сдвигов породы, компенсирует компоненту смещения по падению для перемещения сброса. Обработку компоненты перемещения, соответствующей смещению по простиранию, выполняют путем корректировки элементов объемного изображения по горизонтали в преобразованном трехмерном массиве на одной стороне сдвига породы относительно другой стороны. Величина корректировки может быть вычислена на основании нескольких критериев. В самом простом виде корректировка смещения по простиранию, в случае необходимости, представляет собой боковое смещение вдоль сдвига породы, необходимое для минимизации разности в амплитуде через сдвиг породы в любом конкретном седиментационном срезе, получаемом на выходе. Операция этого типа продемонстрирована на Фиг. 17Б. После преобразования канал является непрерывным и сплошным.
Интерполяция для крутопадающих интервалов
Интерполяция, которая была описана выше (интерполяция трасс по вертикали), хорошо работает для всех случаев, за исключением тех, которые содержат крутопадающие интервалы. В крутопадающих интервалах извлечение данных по вертикали из входного трехмерного массива не является достаточной аппроксимацией геологической структуры, имеющейся в трехмерном массиве. Правильная обработка крутопадающих интервалов требует использования невертикальных трасс данных, как можно увидеть на Фиг. 18. На этом чертеже изображен складчатый интервал, содержащий плоскую вершину и наклонные крылья структуры. Сплошные линии указывают вертикальные трассы. Пунктирные линии указывают трассы, которые являются правильно ориентированными перпендикулярно к ограничивающим горизонтам интервала. Различие между двумя способами извлечения данных увеличивается по мере увеличения наклона на крыльях структуры. Таким образом, для интервалов этих типов требуется интерполяция через трехмерный массив вдоль траекторий, которые не являются вертикальными.
Траектория через трехмерный массив для любой точки в интервале А, показанном на Фиг. 18, может быть определена несколькими способами. Нормали к поверхности могут быть вычислены либо для верхней, либо для нижней ограничивающей поверхности интервала A. Если нормали вычислены для верхней поверхности, то в каждой точке эти нормали проецируют вниз на их пересечение с нижней поверхностью. Если же нормали вычислены для нижней поверхности, то в каждой точке эти нормали проецируют вверх до их пересечения с верхней поверхностью. Третьим и, возможно, лучшим альтернативным вариантом является создание поверхности, расположенной посередине между верхней и нижней ограничивающими поверхностями интервала, вычисление нормалей к этой промежуточной поверхности, и растягивание этих нормалей в каждом направлении до верхней и нижней ограничивающих поверхностей в каждой точке.
Вне зависимости от способа, используемого для вычисления и проецирования нормалей к поверхности, спроецировавшие нормали определяют траекторию трехмерной интерполяции в интервале.
Стратиграфические несогласия
На Фиг. 19 продемонстрирован видоизмененный вариант обработки интервала, содержащего стратиграфическое несогласие. Стратиграфическим несогласием является горизонт в основании интервала А в поперечном сечении. Использование невертикальных трасс (перпендикулярных к ограничивающим горизонтам) показано в сечении перед преобразованием, изображенном на левой стороне чертежа пунктирной линией. Обработку интервалов, лежащих выше стратиграфического несогласия (например, интервала A), выполняют обычным пропорциональным способом. Обработку интервалов, лежащих ниже стратиграфического несогласия (например, интервалов B - E), также выполняют обычным пропорциональным способом от поверхности стратиграфического несогласия, где присутствуют оба ограничивающих горизонта для каждого интервала.
При наличии стратиграфического несогласия обработку интервала, содержащего стратиграфическое несогласие, выполняют аналогично обработке лежачего бока сброса. Выполняют поиск для обнаружения ближайшего полного сегмента трассы (на Фиг. 19А показана как толщина пласта по вертикали, так и толщина пласта по нормали). Затем этот сегмент трассы используют для вычисления приближенного значения локальной толщины. Как и при обработке сдвига породы, вычисляют локальное количество выходных выборок путем умножения максимального количества выборок на отношение толщины от горизонта до сдвига породы к приближенному значению локальной толщины. В сечении, полученном на выходе (которое показано на правой стороне чертежа), это приводит к конусообразной конфигурации выходного интервала. Заштрихованные области представляют собой нулевые области, которые не представлены во входном трехмерном массиве.
Солевые границы
Многие трехмерные массивы сейсмических данных содержат сложные трехмерные соляные тела. Обработку интервалов, которые частично ограничены соляными телами, выполняют способом, аналогичным обработке сдвигов породы и границ верхних частей рифов. Как и в случае сдвигов породы, обработку сегментов трассы, которые полностью ограничены несолевыми горизонтами, выполняют обычным пропорциональным способом. Там, где сегмент трассы ограничен границей соляного тела и несолевым горизонтом, должен быть выполнен поиск ближайшего сегмента трассы, целиком не граничащего с соляным телом. Как и в случае обработки сдвига породы, толщину, полученную из этого ближайшего полностью ограниченного сегмента трассы, используют для определения количества выборок, которые должны быть получены в локальном сегменте трассы на выходе. Это количество выборок равно максимальному количеству выборок, умноженному на отношение толщины между солевым и несолевым горизонтами к толщине полностью ограниченного сегмента трассы. Этот результирующий интервал, который получен на выходе, продемонстрирован на Фиг. 20. Сохранена форма солевого горизонта, при этом устранены сложности и рост, существующие вследствие несолевых горизонтов.
Описание и определение преобразования пространства координат
Описанный выше способ преобразования пространства координат реализован как способ 34 (Фиг. 3А) и подробно показан на Фиг. 21, Фиг. 22 и Фиг. 23. На Фиг. 21 показан краткий общий вид способа 34 преобразования пространства координат. На Фиг. 22 показана подробная схема последовательности операций способа 60 вычисления параметров преобразования, который является частью способа 34. На Фиг. 23 показана подробная схема последовательности операций способа 62 прямого преобразования пространства координат, который также является частью способа 34.
При преобразовании пространства координат структурные поверхности и предоставленную дешифровщиком геологическую информацию о типах геологических поверхностей и об интервалах, представленных данными, используют для преобразования трехмерного массива сейсмических данных в трехмерный массив с разбиением на седиментационные срезы. Преобразование пространства координат идеально удаляет все эффекты структурной деформации участка суши, представленной трехмерным массивом сейсмических данных. В результате этого получают новый трехмерный массив сейсмических данных, в котором каждый горизонтальный срез отображает поверхность осадконакопления, произошедшего в геологическом прошлом, то есть поверхность, на которую происходило осаждение в некотором отрезке времени в геологическом прошлом.
Данными, которые вводят в способ (34) преобразования пространства координат, являются следующие: интерпретированная структура и трехмерный массив (трехмерные массивы) сейсмических данных (подвергнутые предварительной обработке или не подвергнутые предварительной обработке) из способа 32. Могут существовать или могут не дополнительные данные, которые вводят в способ 34 из способа 36 уточнения структурной интерпретации. Способ 36 подробно показан на Фиг. 26, а его подробное описание приведено ниже после описания способа 34.
После ввода данных в способ 34 принимают решение 57 (о предварительной обработке данных) относительно необходимости предварительной обработки входных данных (горизонтов, сдвигов породы и трехмерных массивов) перед выполнением способа 60 (вычисление параметров преобразования). Если решением 57 является "Да", то введенный трехмерный массив (введенные трехмерные массивы) данных и поверхности могут быть отфильтрованы для устранения или минимизации множества типов шумов, что, таким образом, обеспечивает улучшение результатов вычисления параметров преобразования (способ 60) и результатов прямого преобразования (62) пространства координат. Этот способ может включать в себя способы устранения из трехмерного массива случайных помех, когерентного шума или любых артефактов, которые были внесены в него или возникли в результате сбора данных сейсморазведки и операций обработки, предшествующих интерпретации. Примерами таких способов являются, в том числе, следующие: усредняющая фильтрация, медианная фильтрация или фильтрация на основе вейвлетов, применяемые к трехмерному массиву, и устранение следа от сбора данных, но эти примеры не являются ограничивающим признаком. Важно отметить, что реальные способы, используемые предварительной обработки данных в способе 58, могут отличаться от способов, используемых в способе 46 для предварительной обработки данных для структурной интерпретации.
После того как была выполнена предварительная обработка (операция 58) входного трехмерного массива (входных трехмерных массивов) и поверхностей (32) или если отсутствует необходимость в какой-либо предварительной обработке (то есть ответом на решение 57 является "Нет"), эти данные вводят (что обозначено на Фиг. 21 номером позиции 59) в способ 60 вычисления параметров преобразования, который подробно описан на Фиг. 22. Способ (60) вычисления параметров преобразования также требует ввода дешифровщиком информации о геологическом строении, что обозначено номером позиции 63. Дешифровщик должен предоставить информацию о типах геологических поверхностей, которую вводят в способ 60, и о типах геологических интервалов, существующих между поверхностями. Эти "сведения о геологическом строении" вводят в алгоритм в показателях, обычно используемых специалистами в области практической интерпретации данных сейсмической разведки и геологического моделирования. Такими поверхностями являются, в том числе, горизонты, сдвиги породы, стратиграфические несогласия, угловые несогласия и вершины или основания карбонатных платформ, но эти примеры не являются ограничивающим признаком. Интервалы должны включать в себя, в том числе, согласно напластованные интервалы, интервалы роста и карбонатные интервалы, но эти примеры не являются ограничивающим признаком.
После того как были предоставлены все необходимые вводимые данные, инициализируют (операция 64) индекс интервала (Interval Index), получают данные для первого интервала из запоминающего устройства компьютера (операция 66 "получение данных об интервале") и вычисляют (операция 68) максимальную толщину интервала. Сегмент трассы представляет собой участок сейсмической трассы между ограничивающими поверхностями, которые служат границами интервала. Инициализируют (операция 70) индекс сегмента трассы (Trace Segment Index) и из трехмерного массива получают сегмент трассы.
Все операции преобразования пространства координат выполняют однократно для каждого сегмента трассы, имеющегося в трехмерном массиве. Например, в трехмерном массиве сейсмических данных с двумя интерпретированными горизонтами, ограничивающими один интервал без наличия сдвигов породы, количество сегментов трассы равно количеству линий вдоль профиля, имеющихся в трехмерном массиве, умноженному на количество линий поперек профиля, имеющихся в трехмерном массиве. Если имеется три горизонта, служащих границами двух уникальных интервалов, то количество сегментов трассы будет в два раза большим, чем в случае одиночного интервала. Кроме того, если бы в одном и том же трехмерном массиве имелись сдвиги породы, присутствующие в интервалах, подвергаемых преобразованию пространства координат, то количество сегментов трассы возрастало бы на единицу для каждого сдвига породы в каждой точке пересечении линии вдоль профиля и линии поперек профиля, в которой имеется сдвиг породы внутри интервала, подвергаемого преобразованию пространства координат.
Любой сегмент сейсмической трассы в интервале между сдвигами породы может быть разрезан ими на один или на большее количество подсегментов. Таким образом, после того как был получен сегмент трассы, принимают решение 73 для определения того, имеются ли сдвиги породы на трассе в интервале. Если результатом решения 73 является "Да", то выполняют операцию 74, при которой определяют количество подсегментов, на которые сегмент трассы разрезан сдвигами породы. Инициализируют (операция 76) индекс подсегмента трассы и получают (операция 78) начальный сегмент трассы. При операции 80 вычисляют параметры преобразования подсегмента трассы для каждого подсегмента. При операции 81 принимают решение для определения того, имеются ли еще подсегменты в этом сегменте трассы в интервале. Если результатом решения 81 является "Да", то выполняют операцию 82, при которой выполняют приращение индекса подсегмента, получают (операция 78) следующий подсегмент трассы и вычисляют (операция 80) его параметры преобразования подсегмента трассы. Это продолжают до тех пор, пока не будут обработаны все подсегменты трассы.
Если же результатом решения 73 является "Нет", то выполняют операцию 83, при которой вводят сегмент трассы и вычисляют параметры сегмента трассы. При операции 84 выполняют сбор параметров преобразования сегмента трассы и подсегмента трассы. Эти параметры преобразования определяют, каким образом должен быть обработан каждый сегмент трассы и подсегмент трассы в способе преобразования пространства координат для правильного преобразования этого сегмента или подсегмента с учетом определений ограничивающих геологических поверхностей и геологического интервала, содержащего этот подсегмент.
Выполняют оценку решения 85 для определения того, имеются ли еще сегменты трассы в обрабатываемом интервале. Если результатом решения 85 является "Да", то выполняют приращение (операция 86) индекса сегмента трассы получают (операция 72) следующий сегмент трассы и оценивают решение 73 для этого нового сегмента трассы. Если же результатом решения 85 является "Нет", то выполняют оценку решения 87 для определения того, имеются ли еще какие-либо интервалы для обработки. Если ответом на решение 87 является "Да", то выполняют приращение (операция 88) индекса интервала и извлекают (операция 66) данные об интервале для следующего интервала.
Эти операции продолжают до тех пор, пока не будут вычислены параметры преобразования для всех подсегментов трассы и сегментов трассы во всех интервалах. Во время вычисления сегментов трассы также создают (операция 89) трехмерный массив смещений при преобразовании (Transform Displacement Volume). Этот трехмерный массив имеет те же самые размеры, как и выходной (повторно дискретизированный) трехмерный массив седиментационных срезов. В то время как в трехмерном массиве седиментационных срезов сохраняют версию входного трехмерного массива данных, подвергнутую преобразованию пространства координат, в трехмерном массиве смещений при преобразовании сохраняют координаты x, y и z каждой точки данных в трехмерном массиве (x,y,s), подвергнутом преобразованию пространства координат. В этом трехмерном массиве местоположение любой интерпретации, созданной из трехмерного массива седиментационных срезов, может быть подвергнуто обратному преобразованию из координат (x,y,s) в исходные координаты (x,y,z) сейсморазведки. Кроме того, трехмерные массивы характеристик, вычисленные из трехмерного массива, разделенного на седиментационные срезы, также могут быть подвергнуты обратному преобразованию обратно в исходные координаты (x,y,z) в качестве новых трехмерных массивов характеристик.
Прямое преобразование пространства координат
После того как способ 60 завершен, данные (в том числе, трехмерный массив сейсмических данных, горизонты, сдвиги породы, параметры преобразования и трехмерный массив смещений при преобразовании) передают из способа 60 в способ 62 (Фиг. 23). Параметры преобразования, запомненные в способе 60, содержат начальное время и частоту дискретизации для каждого сегмента трассы в исходном входном трехмерном массиве, а также количество выборок, подлежащих интерполяции, и данные о местоположении для их сохранения в выходном трехмерном массиве, подвергнутом преобразованию пространства координат (в трехмерном массиве седиментационных срезов). Эти параметры преобразования используют для построения трехмерного массива седиментационных срезов путем интерполяции точек данных из исходного входного трехмерного массива.
В способе 62 (Фиг. 23) параметры преобразования, вычисленные в способе 60, применяют к трехмерному массиву сейсмических данных, к горизонтам и к сдвигам породы для преобразования трехмерного массива сейсмических данных и поверхностей из пространства (x,y,z) или (x,y,t) в пространство (x,y,s), где координата s, представляющая собой размерность преобразованных данных по вертикали, обозначает "седиментационный срез". Первыми двумя операциями в способе 62 являются следующие: инициализация индекса интервала (операция 90) и инициализация индекса трассы в интервале (операция 92). Затем выполняют операцию 94, при которой извлекают параметры локального сегмента трассы. Затем выполняют операцию 96, при которой вычисляют преобразованный локальный сегмент трассы. Затем принимают решение 97 для определения того, имеются ли еще какие-либо трассы, подлежащие обработке в интервале. Если результатом решения 97 является "Да", то выполняют приращение индекса трассы (операция 98) и извлекают параметры преобразования для следующего локального сегмента трассы (операция 94). Если же результатом решения 97 является "Нет", то выполняют оценку решения 99 для определения того, имеются ли еще какие-либо интервалы, подлежащие обработке. Если результатом решения 99 является "Да", то выполняют приращение индекса интервала (операция 100) и инициализируют индекс трассы в интервале (операция 92). Способ 62 продолжают таким же самым образом до тех пор, пока все сегменты трассы во всех интервалах не будут преобразованы в пространство (x,y,s).
Типом интерполяции, выполняемой при операции 96, может являться один из многих общепризнанных способов интерполяции. Этими способами являются, в том числе, следующие: линейная интерполяция, интерполяция с помощью сплайнов и интерполяция с помощью "sinc-функции" (также известная как интерполяция "(sin x)/x"), но эти примеры не являются ограничивающим признаком. Если интерполяцию выполняют по направлению трассы (z или t), то в предпочтительном варианте осуществления используют интерполяцию с помощью "sinc-функции". В случае интерполяции вдоль трехмерной траектории в трехмерном массиве (например, вследствие крутых падений пласта) может быть использована некоторая комбинация способов с раздельной обработкой горизонтальной и вертикальной частей операции интерполяции.
В способе (60) вычисления параметров преобразования все входные поверхности получают на выходе в координатах пространства седиментационных срезов. Все типы поверхностей выводят так, как перечислено выше. Горизонты выводят как плоские элементы между интервалами, которые они разделяют в пространстве седиментационных срезов. Вершины рифов выводят имеющими такую же самую форму, как и на входе, но их положение соответствует границе раздела между извлеченными значениями для рифа и нулевыми значениями, существующими над достоверными значениями. Аналогичным образом, границы солевых тел и эрозионных поверхностей выводят вдоль границы раздела между достоверными данными, которые они ограничивают, и нулевыми областями, которые они определяют. Для дешифровщика эти преобразованные поверхности действуют как сигнал, указывающий то, каким образом трехмерный массив в пространстве седиментационных срезов соотносится с входным трехмерным массивом.
Когда используется достаточный структурный контроль в виде интерпретированных горизонтов, сдвигов породы, границ солевых тел, границ каньонов и других возможных геологических поверхностей, преобразование пространства координат создает трехмерный массив седиментационных срезов, в котором, по существу, отсутствует какая-либо деформация. Эта деформация могла быть вызвана складчатостью или сдвигами породы, произошедшими после осадконакопления или во время осадконакопления, дифференциальным уплотнением и/или дифференциальной седиментацией.
На Фиг. 24А показан входной трехмерный массив сейсмических данных в пространстве (x,y,t). На Фиг. 24Б показан набор горизонтов и сдвигов породы, которые были интерпретированы в трехмерном массиве, а на Фиг. 24В показан трехмерный массив седиментационных срезов, полученный на выходе процедуры преобразования пространства координат. В этом преобразовании было использовано всего пять горизонтов и 24 сдвига породы. Входной трехмерный массив демонстрирует значительную деформацию из-за разрывного залегания горных пород и из-за дифференциальной седиментации (заметна увеличивающаяся толщина между интерпретированными горизонтами при перемещении от левого края изображения к его правому краю).
В выходном трехмерном массиве деформация, по существу, отсутствует, в нем нет каких-либо существенных остаточных эффектов из-за разрывного залегания горных пород или из-за дифференциальной седиментации. Все отражения в трехмерном массиве с разбиением на седиментационные срезы являются плоскими.
Уточнение структурной интерпретации
Одна из главных особенностей трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат, состоит в том, что если в интерпретации горизонтов или сдвигов породы в способе 32 (см. Фиг. 6) имеются какие-либо ошибки или пропуски данных, то в трехмерном массиве, подвергнутом преобразованию пространства координат, который получен на выходе способа 34, эти ошибки и пропуски данных являются выделенными или акцентированными.
На Фиг. 25 показан трехмерный массив, подвергнутый преобразованию пространства координат, который создан из входного трехмерного массива, показанного на Фиг. 24А, с использованием всех интерпретированных сдвигов породы, но на Фиг. 24Б показаны только два из пяти интерпретированных горизонтов. Этот трехмерный массив, подвергнутый преобразованию пространства координат, не является трехмерным массивом с разбиением на седиментационные срезы, поскольку в нем по-прежнему осталась существенная степень деформации как из-за разрывного залегания горных пород, так и из-за дифференциальной седиментации. Эта деформация является наиболее явной в середине трехмерного массива в точках, наиболее далеко отстоящих от поверхностей двух ограничивающих горизонтов, которые были использованы при преобразовании. Этот трехмерный массив явно требует уточнения структурной интерпретации (в этом случае - введения дополнительных интерпретированных горизонтов). При недостаточном контроле интерпретации в трехмерном массиве остается существенная деформация.
При операции 35 принятия решения (см. Фиг. 3А) трехмерный массив, подвергнутый преобразованию пространства координат, исследуют на наличие любой из этих ошибок и/или пропусков данных. Если необходимо уточнение структуры (в том случае, когда решением 35 является "Да"), то используют способ 36 для уточнения структурной интерпретации, исправляя, таким образом, эти ошибки и/или пропуски данных. После этой процедуры уточнения снова должно быть применено преобразование пространства координат (способ 34) для уточненной структурной интерпретации, используемой в способе преобразования.
Подробности способа (36) уточнения структурной интерпретации (Refine Structural Interpretation) показаны на Фиг. 26. Если решение (35) было оценено как "Да", а это означает, что необходимо уточнение структуры, то способ 36 начинают с операции принятия решения (операция 101) для определения того, следует ли выполнять уточнение структуры в преобразованном трехмерном массиве или в исходном трехмерном массиве сейсмических данных. Если решение 101 оценено как "Нет", то управление передают в способ 32 структурной интерпретации и уточнение структуры производят в исходном трехмерном массиве сейсмических данных с использованием способа 32. Если же решение 101 оценено как "Да", то в способе 36 уточнение структуры выполняют в трехмерном массиве сейсмических данных, подвергнутом преобразованию пространства координат.
Данные, переданные в способ 36 из способа 34 и на основании решения 35, включают в себя трехмерный массив, подвергнутый преобразованию пространства координат, поверхности (горизонты, сдвиги породы и т.д.), подвергнутые преобразованию пространства координат, и трехмерный массив смещений при преобразовании. Уточнение структуры может включать в себя интерпретацию дополнительных горизонтов и/или сдвигов породы, а также может включать в себя редактирование или изменение горизонтов или сдвигов породы, которые были первоначально интерпретированы в способе 32. Эта интерпретация и редактирование могут быть проведены вручную, выполнены с использованием автоматических способов или с использованием любой комбинации ручных и автоматических способов. Интерпретация горизонтов и сдвигов породы может быть выполнена путем интерпретации в первую очередь горизонтов, путем интерпретации в первую очередь сдвигов породы или путем смешивании интерпретации горизонтов и сдвигов породы. Поэтому процедура уточнения интерпретации горизонтов и процедура уточнения интерпретации сдвигов породы показаны на Фиг. 26 как параллельные.
Решение 103 представляет собой решение дешифровщика о том, будет ли он выполнять интерпретацию сдвигов породы ("Да") или же не будет выполнять интерпретацию сдвигов породы ("Нет"). Решение 105 представляет собой решение дешифровщика о том, будет ли он выполнять интерпретацию горизонтов ("Да") или же не будет выполнять интерпретацию горизонтов ("Нет"). Если обоими решениями 103 и 105 являются решения "Нет", то решением 107 является "Да", и выполнение способа уточнения прекращают, а преобразованные данные и последовательность выполняемых действий передают в способ 38 стратиграфической интерпретации. В описанной здесь последовательности выполняемых действий неуточнение интерпретации не является обязательным, даже в том случае, если необходимость дополнительного уточнения структурной интерпретации указана решением 35.
Если решением 103 является "Да", то выполняют интерпретацию и/или редактирование сдвигов породы в трехмерных массивах сейсмических данных, подвергнутых преобразованию пространства координат (из способа 35) с использованием любого способа выявления сдвигов породы по выбору дешифровщика: либо ручного, либо автоматического, либо комбинации ручного и автоматического способов. Если решением 105 является "Да", то выполняют интерпретацию горизонтов и/или в трехмерных массивах сейсмических данных, подвергнутых преобразованию пространства координат, (из способа 35) с использованием любого способа интерпретации горизонта по выбору дешифровщика: либо ручного, либо автоматического, либо комбинации ручного и автоматического способов.
Уточненная структурная интерпретация с использованием обратного преобразования
После того как дешифровщиком завершено уточнение интерпретации представляющих интерес горизонтов и сдвигов породы при операциях 108 и/или 110, показанных на Фиг. 26, данные о горизонтах и сдвигах породы, подвергнутых преобразованию пространства координат, и об уточненной структуре (горизонтах и сдвигах породы), интерпретированных в трехмерном массиве, подвергнутом преобразованию пространства координат, затем передают (операция 111) в операцию уточненной структурной интерпретации с использованием обратного преобразования (Inverse Transform Refined Structural Interpretation) (операция 112).
Уточненная структурная интерпретация, если в способе 36 ее выполняют в преобразованном трехмерном массиве, должна быть подвергнута обратному преобразованию и объединена с исходной структурной интерпретацией в способе 32. Обратное преобразование уточненной структурной интерпретации (операция 112) подробно показана на Фиг. 27.
Данными, вводимыми в операцию 112, являются следующие: уточненная интерпретация (111) сдвигов породы и горизонтов и трехмерный массив смещений при преобразовании. При операции 114 инициализируют индекс поверхности и выполняют операцию 116, при которой получают первую поверхность. При операции 118 инициализируют индекс точки для точек на выбранной поверхности и выполняют операцию 120, при которой получают первую точку на поверхности. Затем выполняют операцию 122, используемую для преобразования координат точки на поверхности из преобразованного пространства координат или пространства седиментационных срезов в соответствующие координаты в исходном пространстве координат трехмерного массива сейсмических данных, полученного способом 30. Затем оценивают решение 123 для определения того, имеются ли еще какие-либо точки на поверхности. Если решение 123 оценено как "Да", то выполняют операцию 124 приращения индекса точки и выполняют операцию 120, при которой получают следующую точку на поверхности. Если же решение 123 оценено как "Нет" (на текущей поверхности больше не осталось каких-либо точек), то затем оценивают решение 125 для определения того, имеются ли еще какие-либо поверхности. Если решение 125 оценено как "Да", то выполняют операцию 126 приращения индекса поверхности и выполняют операцию 116, при которой получают следующую поверхность. Если же решение 125 оценено как "Нет", то способ 112 завершают и управление передают назад в способ 34 для повторения преобразования пространства координат исходного трехмерного массива сейсмических данных с использованием уточненной структурной интерпретации.
Стратиграфическая интерпретация
Когда дешифровщиком принято решение о том, что уточнение структуры больше не требуется (то есть решением 35 на Фиг. 3А является "Нет") потому, что структурная интерпретация завершена, или потому, что дешифровщиком выбран вариант выполнения неполной структурной интерпретации, то к трехмерному массиву, подвергнутому преобразованию пространства координат, применяют способ 38 стратиграфической интерпретации. Задача способа стратиграфической интерпретации состоит в том, чтобы помочь дешифровщику в распознавании и интерпретации элементов систем осадконакопления или других сейсмических стратиграфических особенностей, отображенных в трехмерном массиве, подвергнутом преобразованию пространства координат. Распознавание этих элементов систем осадконакопления достигнуто путем вычисления множества сейсмических трехмерных массивов характеристик в способе 38. После того как эти элементы систем осадконакопления были распознаны в трехмерных массивах характеристик, в способе 38 также создают ограничивающие поверхности этих элементов.
На Фиг. 28 показано сравнение срезов, извлеченных из входного трехмерного массива сейсмических данных и из трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат. В способе преобразования пространства координат, примененном для этого трехмерного массива, было использовано пять горизонтов и более двадцати сдвигов породы. На Фиг. 28А показано вертикальное сечение, извлеченное из входного трехмерного массива сейсмических данных, с поверхностями сдвига породы и ограничивающими горизонтами, пересекающими это сечение. На Фиг. 28Б показано соответствующее сечение, извлеченное из трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат. Стрелками на Фиг. 28А показаны точки, соответствующие четырем углам сечения, извлеченного из трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат.
На Фиг. 28В и Фиг. 28Г показаны соответственно трехмерные изображения горизонтальных срезов, сделанных через входной трехмерный массив сейсмических данных и через трехмерный массив, подвергнутый преобразованию пространства координат. Стрелками указан канал на этих двух срезах. Во входном трехмерном массиве на горизонтальном срезе виден только лишь небольшой участок канала вследствие эффектов роста и разрывного залегания горных пород, имеющихся в трехмерном массиве. На горизонтальном срезе, полученном из трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат, виден весь канал, поскольку эффекты роста и разрывного залегания горных пород были устранены способом преобразования пространства координат.
Трехмерный массив сейсмических данных, подвергнутый преобразованию пространства координат, и интерпретированные поверхности, подвергнутые преобразованию пространства координат, из способа 34 и на основании решения 35 (Фиг. 3А) вводят в способ 38 (стратиграфическая интерпретация). Способ 38 подробно показан на Фиг. 29. После того как данные введены в способ 38, выполняют оценку решения 127 для определения того, следует ли выполнять предварительную обработку преобразованных данных (как преобразованного трехмерного массива сейсмических данных, так и интерпретированных поверхностей) перед стратиграфической интерпретацией. Если решением 127 является "Да", то введенный преобразованный трехмерный массив данных и введенные поверхности могут быть отфильтрованы для устранения или минимизации множества типов шумов, что может улучшить стратиграфическую интерпретацию (операция 128 "предварительная обработка стратиграфических данных" (Stratigraphic Data Conditioning)). Эта предварительная обработка может включать в себя способы устранения из трехмерного массива случайных помех, когерентного шума или любых артефактов, которые были внесены в него или возникли в результате сбора данных сейсморазведки и операций обработки, или любых шумов или артефактов, внесенных при выполнении способа преобразования пространства координат (способа 34). Примерами таких способов являются, в том числе, усредняющая фильтрация, медианная фильтрация или фильтрация на основе вейвлетов, применяемая к трехмерному массиву, и устранение следа от сбора данных, но эти примеры не являются ограничивающим признаком.
После того как была выполнена предварительная обработка (операция 128) входного трехмерного массива сейсмических данных, подвергнутого преобразованию пространства координат, и поверхностей или если предварительная обработка не потребовалась (то есть ответом на решение 127 является "Нет"), то выполняют операцию 130, при которой может быть вычислено несколько трехмерных массивов стратиграфических характеристик (Stratigraphic Attribute Volumes). Целью вычисления этих трехмерных массивов характеристик является создание, посредством одиночного трехмерного массива или посредством комбинации трехмерных массивов, такого трехмерного массива или таких трехмерных массивов данных, которые обеспечивают улучшенное изображение систем осадконакопления по сравнению с трехмерным массивом сейсмических данных, подвергнутым преобразованию пространства координат. Эти трехмерные массивы характеристик являются хорошо известными для специалистов-практиков в области техники стратиграфической интерпретации по трехмерным данным сейсморазведки.
Построение изображений стратиграфических характеристик улучшено следующим образом: сначала выполняют преобразование трехмерного массива сейсмических данных, а затем вычисляют трехмерный массив характеристик в преобразованной области. Это можно увидеть путем сравнения с обычной практикой вычисления характеристики непосредственно по входному трехмерному массиву сейсмических данных без использования преобразования пространства координат. Вследствие этого целесообразно обеспечить, чтобы трехмерные массивы характеристик, созданные в этой последовательности выполняемых действий, в преобразованном пространстве координат на выходе способа 38, были подвергнуты обратному преобразованию в способе 40, как показано на Фиг. 29.
После того как были вычислены трехмерные массивы стратиграфических характеристик путем применения операции 130 к преобразованному трехмерному массиву сейсмических данных, выполняют оценку решения 131 для определения того, собираются ли использовать построение изображения множества характеристик (Multi-Attribute Imaging) для помощи в построении изображения систем осадконакопления с использованием трехмерных массивов характеристик. Если решение 131 оценено как "Да", то применяют операцию 132 распознавания оптимальных комбинаций характеристик для построения изображения элементов систем осадконакопления в преобразованном пространстве. В данной области техники имеется несколько способов, которые являются хорошо известными для специалистов-практиков в области техники стратиграфической интерпретации. Ими являются, в том числе, следующие: нейронно-сетевые и связанные с нейронными сетями способы анализа комбинаций характеристик для кластеров, которые могли бы обеспечивать распознавание элементов систем осадконакопления (например, самоорганизующиеся карты Кохонена (Kohonen) и алгоритм растущего нейронного газа), способы прямого кластерного анализа (например, алгоритм кластеризации k-средних (K-Means clustering)) и такие способы, как, например, матрицы зависимости характеристик друг от друга (attribute cross-plot matrices) и способы визуализации многомерных зависимостей характеристик друг от друга (multi-dimensional attribute crossplot visualization), но эти примеры не являются ограничивающим признаком. Любой из этих способов может быть использован при операции 132 для построения изображения и для анализа множества трехмерных массивов характеристик, созданных при операции 130 для визуализации систем осадконакопления в данных.
Восстановление целостности поверхности (Surface Wrapping)
Поскольку элементы систем осадконакопления отображены в отдельных трехмерных массивах характеристик или в комбинациях трехмерных массивов характеристик, эти элементы затем "интерпретируют" путем получения их ограничивающих поверхностей (то есть поверхности, которая полностью охватывает объект осадконакопления). Выполняют оценку решения 135 для определения того, каким образом будут интерпретированы ограничивающие поверхности систем осадконакопления. Если решение 135 оценено как "Нет", то дешифровщик вручную интерпретирует ограничивающую поверхность системы осадконакопления или элемента системы осадконакопления (операция 136). Если решение 135 оценено как "Да", то используют операцию 142 (операцию восстановления целостности поверхности) для полуавтоматической интерпретации ограничивающей поверхности элемента системы осадконакопления или системы осадконакопления.
"Драпировка поверхности" (Surface Draping) (Дорн (Dorn), 1999) является эффективным способом создания многоугольных представлений поверхностей, которые, по существу, являются плоскими, но он не может быть непосредственно применен для задачи нахождения ограничивающей поверхности геологического тела. Алгоритм восстановления целостности поверхности создает трехмерную многоугольную сетку, которая полностью окружает трехмерные объекты.
Восстановление целостности поверхности представляет собой полуавтоматический подход для сегментации ограничивающей поверхности геологического тела в трехмерных данных. Выражаясь метафорически, этот подход основан на концепции стягивания эластичной поверхности на физическом объекте. Желательным выходным результатом этого способа является многоугольная сетка, которая может быть запомнена в виде данных, отображаемых на дисплее для конечного пользователя, или может быть использована в последующих способах обработки данных. Этот подход имеет преимущества по сравнению с полностью автоматизированными алгоритмами сегментации, в которых он может быть применен для данных в тех случаях, когда не построено полное изображение трехмерного массива, подлежащего сегментации, или когда имеется высокий уровень шума. Этот подход также требует значительно меньших затрат времени для человека-аналитика, чем полностью ручные способы сегментации, поскольку пользователю необходимо всего лишь определить приближенную исходную ограничивающую поверхность перед применением алгоритма, более подробно и точно определяющего ограничивающую поверхность.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения дешифровщик сначала определяет диапазон значений элемента объемного изображения, который наилучшим образом изолирует элементы объемного изображения, соответствующие границе искомого геологического тела в трехмерном массиве. Затем дешифровщик задает исходную трехмерную ограничивающую поверхность, которая полностью охватывает искомое геологическое тело и аппроксимирует его контуры, изолируя элементы объемного изображения, относящиеся к границе геологического тела, от остальной части трехмерного массива.
Исходная ограничивающая поверхность может быть построена с использованием ручных, автоматических или полуавтоматических способов, или любой их комбинации. В предпочтительном варианте осуществления изобретения способ определения исходной ограничивающей поверхности основан на способе, описанном Коббельтом и др. (Kobbelt и. al.) (1999). В этом способе, который подобен графическим интерфейсам пользователя, которые обычно имеются в программном обеспечении полностью ручной сегментации трехмерных массивов, на экране отображают один срез трехмерного массива, и пользователь определяет область, окруженную исходной ограничивающей поверхностью, с использованием виртуальной кисти для "окраски" этой области на экране, как показано на Фиг. 30. Несмотря на то что интерфейс, используемый при восстановлении целостности поверхности, подобен интерфейсам ручной сегментации, он имеет два отличия. Во-первых, окрашенная область должна быть полностью заключена в пределах границы искомого геологического тела (в альтернативном варианте она должна почти полностью заполнить границу искомого геологического тела), но не обязательно должна точно отслеживать контур трехмерного массива. Во-вторых, кисть одновременно очерчивает одну и ту же двумерную область в заданном пользователем диапазоне срезов, распространяя, таким образом, приближенную ограничивающую область на трехмерное представление.
С точки зрения внутренней структуры, окрашенная область представлена в виде совокупности кубов равных размеров, где каждый куб соответствует малой части трехмерного массива, содержащегося внутри исходной ограничивающей поверхности. На Фиг. 31 показаны два таких соседних куба. Размер кубов является глобально регулируемым пользователем; чем меньше размер куба, тем более плотной является сетка ограничивающей поверхности. Для построения исходной сетки ограничивающей поверхности находят каркас окрашенной области путем отбрасывания тех граней куба, которые вместе имеют одни и те же пространственные координаты. Остальные грани представлены в виде мозаичной структуры по два треугольника на каждую грань, которые все вместе образую видимые многоугольники сетки ограничивающей поверхности (см. Фиг. 31). Пример исходной сетки, построенной из большого количества кубов, показан на Фиг. 32.
Для обеспечения возможности обработки сетки ограничивающей поверхности посредством алгоритма восстановления целостности поверхности таким образом, как будто бы она представляет собой эластичный материал, в каждой вершине в сетке сохраняют запись о соседних с ней вершинах, где соседняя вершина определена как любая вершина, с которой она непосредственно соединена ребром треугольника. В каждой вершине также сохраняют запись обо всех треугольниках, частью которых она является. Местоположения вершин соответствуют индексным координатам относительно трехмерного массива данных, и в сетке в любой заданной пространственной координате может иметься структура данных, максимум, об одной вершине, что, следовательно, гарантирует связность вершин по всей сетке.
После того как была определена исходная ограничивающая поверхность, в способе восстановления целостности поверхности каждую вершину в сетке итерационным способом перемещают к границе искомого геологического тела, как показано в двумерном представлении на Фиг. 33А и Фиг. 33Б, где исходное кольцо соединенных вершин стягивается: на два прямоугольных объекта (Фиг. 33А); на сечение из трехмерного массива, представляющего собой изображение головы человека, полученное методом магнитно-резонансной томографии (МРТ) (Фиг. 33Б).
Ниже приведено подробное описание способа, посредством которого перемещают вершины. Каждую итерацию алгоритма восстановления целостности поверхности начинают с вычисления направленного наружу вектора нормали к вершине для первой вершины в сетке. Нормаль к вершине вычисляют как нормированное среднее значение нормалей к соседним граням, где единичная длина соответствует шагу сетки элементов объемного изображения в трехмерном массиве данных. Нормаль 
к грани вычисляют как векторное произведение векторов 
и 
, которые представляют собой вектора, лежащие на локальной "плоскости" поверхности
=×
Нормаль 
к вершине вычисляют как отношение
,
где вектор 
определен как сумма нормалей 
к граням, деленная на общее количество 
соседних граней:
,
и где 
- величина вектора .
Если исходная сетка была создана всюду снаружи объекта, граница которого является искомой, то в этом случае спроецированное местоположение для такой вершины вычисляют таким образом, чтобы она находилась в точке, отстоящей на одну единичную длину от текущего положения вершины в направлении, противоположном направлению внешней единичной нормали в этой вершине. Если же исходная сетка была создана всюду внутри объекта, граница которого является искомой, то в этом случае спроецированное местоположение для такой вершины вычисляют таким образом, чтобы она находилась в точке, отстоящей на одну единичную длину от текущего положения вершины в направлении внешней единичной нормали в этой вершине.
Если значение элемента объемного изображения в спроецированном местоположении не выходит за пределы диапазона, заданного дешифровщиком как соответствующий границе тела, целостность поверхности которого восстанавливают, то вершину помечают флагом как "зафиксированную" (см. Фиг. 34) и спроецированное местоположение не записывают. Если же значение элемента объемного изображения в спроецированном местоположении выходит за пределы заданного диапазона, то спроецированное местоположение запоминаются в структуре данных о вершине. Эту процедуру повторяют для каждой вершины в сетке, и она не зависит от порядка следования.
После вычисления спроецированного местоположения для каждой вершины, не являющейся зафиксированной, вычисляют второе местоположение для каждой вершины, не являющейся зафиксированной, которое здесь именуют центрированным местоположением. Для конкретной вершины центрированное местоположение определено как среднее значение текущих местоположений соседних с ней вершин, что показано на Фиг. 35. Эту процедуру повторяют для каждой вершины в сетке, и она не зависит от порядка следования.
Когда оба местоположения: спроецированное местоположение и центрированное местоположение, уже были вычислены для вершины, не являющейся зафиксированной, то ее фактическое обновленное местоположение соответствует точке, расположенной на части пути вдоль линейного сегмента между спроецированным местоположением и центрированным местоположением. Близость обновленного местоположения к любому из концов линейного сегмента определяется регулируемым пользователем коэффициентом упругости, который определен как процентная доля расстояния от центрированного местоположения до спроецированного местоположения. Более высокий коэффициент упругости вызывает то, что сетку рассматривают как более гибкий материал, а более низкий коэффициент упругости моделирует эффект увеличенного поверхностного натяжения. На Фиг. 36 показана двумерная иллюстрация вычисления конечного местоположение вершины на основании спроецированного местоположения вершины и центрированного местоположения с использованием коэффициента упругости, равного 0,8.
Если в этой точке необходима дальнейшая обработка сетки заданным образом: либо автоматически, либо дешифровщиком, то описанную выше процедуру затем повторяют до тех пор, пока дешифровщик не будет удовлетворен тем, что была достигнута желательная ограничивающая поверхность. На Фиг. 37 проиллюстрирован ход последующих итераций этого способа, используемого для создания сетки ограничивающей поверхности соляного купола, начиная с верхнего левого изображения и заканчивая правым нижним изображением. Для предоставления пользователю обратной связи относительно результата последующих итераций алгоритма восстановления целостности поверхности в реальном масштабе времени, положения вершин при каждой итерации могут быть вычислены заранее до того, как пользователю будет предоставлена возможность управления графическим интерфейсом. Используя, например, полосу прокрутки, пользователь может обнаружить результаты различных вычислений вершины и отобразить их графически. Например, путем настройки полосы прокрутки пользователю может быть предоставлена последовательность изображений, показанных на Фиг. 37.
Дополнительной функциональной возможностью, которая может быть встроена в алгоритм восстановления целостности поверхности, является моделирование полупроницаемой поверхности, которая позволяет "проталкивать" далеко расположенные элементы объемного изображения через сетку при сохранении желательной общей структуры ограничивающей поверхности. В предпочтительном варианте осуществления это достигают за счет использования дополнительного предиката непосредственно перед вычислением спроецированного местоположения вершины, который определяет, создает ли вершина острую точку в сетке. Этот предикат суммирует вектора нормали к поверхности треугольников, соединенных с вершиной, и вычисляет величину результирующего вектора. Это вычисление проиллюстрировано в двумерном представлении на Фиг. 38, на котором показана разница в величинах просуммированных поверхностных векторов для острой вершины по сравнению с тупой вершиной. Если эта величина является меньшей, чем задаваемое пользователем пороговое значение, то вершину помечают флагом как не являющуюся зафиксированной для текущей итерации алгоритма восстановления целостности поверхности, который дает эффект сглаживания выбросов в сетке.
Алгоритм восстановления целостности поверхности также может быть применен к подмножеству вершин в сетке ограничивающей поверхности, что позволяет выполнять операции локализованного редактирования. Типичным механизмом выбора вершин, на которые оказывают воздействие, является любая операция отбора в визуализированном трехмерном представлении сетки, но выбор вершин может быть произведен посредством любой комбинации ручных или автоматических способов.
Восстановление целостности поверхности (способ 142) подробно показано на Фиг. 39. При восстановлении целостности поверхности дешифровщик создает исходную сетку ограничивающей поверхности (операция 146), которая представляет собой очень приближенную связную трехмерную сетку, которая либо полностью окружает систему осадконакопления или интересующий элемент системы (случай A), либо полностью заключена внутри системы осадконакопления или интересующего элемента системы (случай B). В случае A способ восстановления целостности поверхности стягивает исходную сетку внутрь к границе системы осадконакопления или элемента системы или в случае B растягивает исходную сетку наружу к границе системы осадконакопления или элемента системы.
После того как дешифровщиком была создана исходная сетка ограничивающей поверхности, выполняют операцию 148, при которой инициализирует индекс вершины, и выполняют операцию 150, при которой получает исходную вершину сетки. При операции 152 вычисляют спроецированное местоположение вершины на основании перемещения вершины от ее исходного положения вдоль направления ее единичной нормали к элементу системы осадконакопления. Затем выполняют операцию 154, при которой вычисляют оценочное значение элемента объемного изображения в спроецированном местоположении Вершины. Выполняют оценку решения 155 (не выходит ли значение элемента объемного изображения за пределы допустимого диапазона) для определения того, встретился ли элемент объемного изображения с границей системы осадконакопления или элемента системы. Если значение элемента объемного изображения не выходит за пределы диапазона, определенного дешифровщиком (решение 155 оценено как "Да"), то выполняют операцию 158, при которой эту вершину помечают флагом как зафиксированную. Если же значение элемента объемного изображения вышло за пределы диапазона, определенного дешифровщиком (решение 155 оценено как "Нет"), то выполняют операцию 156, при которой вершину перемещают в спроецированное местоположение.
После завершения любой из операций 156 или 158 оценивают решение 159 для определения того, имеются ли еще какие-либо вершины. Если решение 159 оценено как "Да", то выполняют операцию 160 приращения индекса вершины и операцию 150, при которой получают следующую вершину сетки. Если же решение 159 оценено как "Нет", то выполняют операцию 162, при которой повторно инициализируют индекс вершины, и операцию 164, при которой получают вершину сетки. Затем оценивают 165 для определения того, является ли вершина зафиксированной. Если решение 165 оценено как "Да" (то есть вершина была помечена флагом как зафиксированная), то выполняют операцию 168 приращения индекса вершины и операцию 164, при которой получают следующую вершину сетки. Если же решение 165 оценено как "Нет" (то есть вершина не была помечена флагом как зафиксированная), то выполняют операцию 166 центрирования местоположения вершины относительно соседних вершин в сетке.
После выполнения операции 166 оценивают решение 167 для определения того, имеются ли еще какие-либо вершины в сетке. Если решение 167 оценено как "Да" (то есть имеются еще какие-либо вершины), то выполняют операцию 168 приращения индекса вершины и операцию 164, при которой получают следующую вершину сетки. Если же решение 167 оценено как "Нет" (то есть больше не осталось каких-либо вершин), то выполняют оценку решения 169 для определения того, следует ли продолжать стягивание сетки. Если решение 169 оценено как "Да", то выполняют операцию 148 инициализации индекса вершины для следующего этапа стягивания и операцию 150, при которой получают вершину сетки. Следует отметить, что после того, как при операции 158 вершина была помечена флагом как зафиксированная, ее спроецированное положение при операции 154 остается фиксированным. Если же решение 169 оценено как "Нет", то поверхностная сетка отображает ограничивающую поверхность системы осадконакопления или элемента системы согласно условиям, установленным дешифровщиком в начале способа (142) восстановления целостности поверхности.
И вновь со ссылкой на Фиг. 29, после того, как была получена ограничивающая поверхность или были получены ограничивающие поверхности с использованием способа 136 или способа 142, результирующую поверхность или результирующие поверхности выводят из способа 38 в способ 40.
Обратное преобразование пространства координат
Со ссылкой на Фиг. 3А, после того, как в способе 38 отдельные элементы систем осадконакопления были распознаны, интерпретированы, и были созданы их ограничивающие поверхности, выполняют обратное преобразование трехмерных массивов характеристик и/или ограничивающих поверхностей в пространственную область входного трехмерного массива (30) сейсмических данных путем применения способа 40 обратного преобразования пространства координат. В альтернативном варианте дешифровщик может выбрать вариант действий, в котором способ 40 не применяют до тех пор, пока несколько элементов систем осадконакопления или все эти элементы не будут распознаны и интерпретированы. В качестве входных данных в способе 40 требуется информация из исходного трехмерного массива (30) сейсмических данных, из преобразования пространства координат (операции 34-35) и из способа (38) стратиграфической интерпретации.
Данными, вводимыми в способ 40, являются, в том числе, следующие: трехмерный массив, подвергнутый преобразованию пространства координат; трехмерные массивы характеристик, вычисленные из трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат; поверхности, подвергнутые преобразованию пространства координат; все интерпретированные стратиграфические поверхности (или из результатов ручной интерпретации или из результатов восстановления целостности поверхности) и трехмерный массив смещений при преобразовании.
Способ (40) обратного преобразования подробно показан на Фиг. 40. Как трехмерные массивы характеристик, так и поверхности могут быть подвергнуты обратному преобразованию из пространства седиментационных срезов в пространственную область исходного входного трехмерного массива (30) сейсмических данных. Последовательности действий, выполняемых в способе 40 для поверхностей и трехмерных массивов, показаны Фиг. 40 параллельно. После входа в способ 40 оценивают решения 171 и 173. Если решение 171 (следует ли выполнять обратное преобразование поверхностей) оценено как "Да", то вызывают последовательность операций для обратного преобразования поверхностей. Если решение 173 (следует ли выполнять обратное преобразование трехмерных массивов) оценено как "Да", то вызывают последовательность операций для обратного преобразования трехмерных массивов. Если оба решения: решение 171 и решение 173, оценены как "Нет", то все желательные поверхности и трехмерные массивы уже были подвергнутыми обратному преобразованию, и управление передают в способ 42.
Способ (40) обратного преобразования позволяет выполнять инверсию интерпретаций, созданных в пространстве седиментационных срезов, обратно в координаты исходного трехмерного массива. Он также позволяет выполнять инверсию характеристик, созданных с превосходным качеством в пространстве седиментационных срезов, обратно в исходные координаты. В способе 38 в том случае, если решение 171 оценено как "Да" (следует выполнять обратное преобразование поверхностей), выполняют обратное преобразование каждой точки поверхностей в интерпретации путем нахождения ее ближайших соседей в трехмерном массиве смещений при преобразовании. Для обратного преобразования местоположения этой точки используют исходные местоположения (в пространственных координатах) этих ближайших соседей. В способе 38 в том случае, если решение 173 оценено как "Да" (следует выполнять обратное преобразование трехмерных массивов), выполняют повторную выборку (растягивание) каждой трассы обратно к исходной координате с использованием схем интерполяции, аналогичных тем схемам интерполяции, описание которых было приведено для прямого преобразования.
Если решение 171 (следует ли выполнять обратное преобразование поверхностей) оценено как "Да", то выполняют операцию 174 инициализации индекса поверхности и выполняют операцию 176, при которой получают первую поверхность. При операции 178 инициализируют индекс точки для точек на выбранной поверхности и выполняют операцию 180, при которой получают первую точку на поверхности. Затем выполняют операцию 182, используемую для преобразования координат точки на поверхности из преобразованного пространства координат или пространства седиментационных срезов в соответствующие координаты в исходном пространстве координат трехмерного массива сейсмических данных, полученного способом 30. Затем оценивают решение 181 для определения того, имеются ли еще какие-либо точки на поверхности. Если решение 181 оценено как "Да", то выполняют операцию 184 приращения индекса точки и выполняют операцию 180, при которой получают следующую точку на поверхности. Если же решение 181 оценено как "Нет" (на текущей поверхности больше не осталось каких-либо точек), то затем оценивают решение 183 для определения того, имеются ли еще какие-либо поверхности. Если решение 183 оценено как "Да", то выполняют операцию 186 приращения индекса поверхности и выполняют операцию 176, при которой получают следующую поверхность. Если же решение 183 оценено как "Нет", то последовательность выполняемых действий для обратного преобразования поверхностей завершают.
Если решение 173 (следует ли выполнять обратное преобразование трехмерных массивов) оценено как "Да", то выполняют операцию 188 инициализации индекса трехмерного массива и операцию 190, при которой получают первый трехмерный массив. Выполняют операцию 192 инициализации индекса элемента объемного изображения для точек в выбранном трехмерном массиве и операцию 194, при которой получают первый элемент объемного изображения в трехмерном массиве. Выполняют операцию 196, с дополнительным вводом данных из способа 35, при которой получают пространственные координаты элемента объемного изображения в пространстве седиментационных срезов. Выполняют операцию 198, при которой получают значение элемента объемного изображения в пространстве седиментационных срезов, и операцию 200, с дополнительным вводом данных из способа 30, при которой получают искомое пространственное местоположение элемента объемного изображения в трехмерном массиве, подвергнутом обратному преобразованию. Результаты операций 196, 198 и 200 вводят в операцию 202, в которой затем вычисляют значение элемента объемного изображения в искомом местоположении.
Затем оценивают решение 201 для определения того, имеются ли в трехмерном массиве еще какие-либо элементы объемного изображения. Если решение 201 оценено как "Да", то выполняют операцию 204 приращения индекса элемента объемного изображения и операцию 194, при которой получают следующий элемент объемного изображения в трехмерном массиве. Если же решение 201 оценено как "Нет" (в текущем трехмерном массиве больше не осталось каких-либо элементов объемного изображения), то затем оценивают решение 203 для определения того, имеются ли еще какие-либо трехмерные массивы. Если решение 203 оценено как "Да", то выполняют операцию 206 приращения индекса трехмерного массива и операцию 190, при которой получают следующий трехмерный массив. Если же решение 203 оценено как "Нет", то последовательность действий, выполняемых для обратного преобразования трехмерных массивов, завершают.
Со ссылкой на Фиг. 3, результат, полученный на выходе последовательности (42) выполняемых действий, может содержать трехмерные массивы сейсмических характеристик, которые были созданы в способе 38 в системе координат, подвергнутой преобразованию пространства координат, и которые были подвергнуты обратному преобразованию способом 40 в пространство координат входного трехмерного массива (30) сейсмических данных. Результат, полученный на выходе последовательности (42) выполняемых действий, также может содержать ограничивающие поверхности интерпретированных элементов систем осадконакопления, преобразованных способом 40 из поверхностей в пространстве координат трехмерного массива, подвергнутого преобразованию пространства координат, в поверхности в пространстве координат входного трехмерного массива (30) сейсмических данных.
Несмотря на то что описанные выше схемы последовательностей операций рассматривались применительно к конкретной последовательности событий, следует понимать, что могут иметь место изменения этой последовательности, не оказывающие какого-либо ощутимого влияния на функционирование настоящего изобретения. Кроме того, точная последовательность событий не обязательно должна происходить так, как изложено в вариантах осуществления изобретения, приведенных в качестве примеров. Кроме того, проиллюстрированные здесь способы, которые приведены в качестве примеров, не ограничены конкретными проиллюстрированными здесь вариантами осуществления изобретения, но также могут быть использованы с другими вариантами осуществления изобретения, которые приведены в качестве примеров, и каждый из описанных признаков сам по себе и по отдельности способен быть предметом формулы изобретения.
Системы, способы и методики из этого изобретения могут быть реализованы в специализированном компьютере, в программируемом микропроцессоре или микроконтроллере и в периферийном элементе (периферийных элементах) на интегральной микросхеме, в специализированной интегральной схеме (ASIC) или в иной интегральной схеме, в процессоре цифрового сигнала, в жестко смонтированной электронной или логической схеме, например в схеме на дискретная элементах, в программируемом логическом устройстве, таком как, например, программируемое логическое устройство (ПЛУ), программируемая логическая матрица (ПЛМ), программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA), программируемая матричная логика (ПМЛ), любым средством и т.п. В общем случае, для реализации различных способов и технологий обмена информацией согласно этому изобретению может быть использовано любое устройство, способное обеспечивать реализацию конечного автомата, который, в свою очередь, способен обеспечивать реализацию проиллюстрированной здесь методологии.
Кроме того, раскрытые здесь способы могут быть легко реализованы программными средствами с использованием объектных или объектно-ориентированных средств и методов разработки программного обеспечения, которые обеспечивают переносимый исходный код, который может быть использован в компьютерах или рабочих станциях множества платформ. В альтернативном варианте раскрытая здесь система может быть частично или полностью реализована аппаратными средствами с использованием стандартных логических схем или путем проектирования сверхбольшой интегральной схемы (СБИС). То, какие именно средства: программные или аппаратные, использованы для реализации системы согласно этому изобретению, зависит от требований к скорости и/или к производительности системы, от конкретной функции и от конкретного программного обеспечения или конкретных аппаратных систем, или от используемых микропроцессорных или микрокомпьютерных систем. На основании приведенного здесь функционального описания средствами и с использованием общих фундаментальных знаний в области компьютерной техники и геологии специалисты, имеющие средний уровень компетентности в соответствующей области техники, могут легко реализовать проиллюстрированные здесь системы, методы и способы аппаратными средствами и/или посредством программного обеспечения с использованием любых известных систем или структур, устройств и/или программных средств или тех систем или структур, устройств и/или программных средств, которые будут разработаны в будущем.
Кроме того, раскрытые способы могут быть легко реализованы в программном обеспечении, которое может быть сохранено на носителе информации, выполняться в программируемом универсальном компьютере во взаимодействии с контроллером и запоминающим устройством, в специализированном компьютере, в микропроцессоре или в аналогичном устройстве. Системы и способы из этого изобретения могут быть реализованы в виде программы, встроенной в персональный компьютер, например, в виде апплета, приложения на языке Джава (JAVA®) или сценария интерфейса компьютерной графики (CGI), программы, написанной на языке C или C++, на языке Фортран и т.п., в виде ресурса, находящегося в рабочей станции сервера или компьютера, в виде подпрограммы, встроенной в специализированную систему или в компонент системы, и т.п. Система также может быть реализована путем физического включения системы и/или способа в состав программного обеспечения и/или аппаратной системы, например в аппаратные и программные системы специализированного устройства интерпретации данных сейсмической разведки.
Следовательно, является очевидным, что согласно настоящему изобретению были созданы системы и способы интерпретации данных. Несмотря на то что описание этого изобретения было приведено применительно к нескольким вариантам его осуществления, для специалистов, имеющих средний уровень компетентности в соответствующей области техники, несомненна возможность существования множества альтернативных вариантов, модификаций и изменений. Соответственно, подразумевают, что это изобретение охватывает собой все такие альтернативные варианты, модификации, эквиваленты и изменения, которые не выходят за пределы его сущности и объема.
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при интерпретации трехмерных данных сейсмической разведки. Предложен способ, содействующий распознаванию потенциальных месторождений углеводородов, который включает структурную интерпретацию трехмерного массива сейсмических данных с последующим преобразованием трехмерного массива сейсмических данных в трехмерный массив седиментационных срезов. Еще одним этапом способа является стратиграфическая интерпретация трехмерного массива седиментационных срезов, включающая распознавание и получение ограничивающих поверхностей систем осадконакопления или элементов систем осадконакопления в массиве данных седиментационных срезов. Заключительным этапом способа является обратное преобразование ограничивающих поверхностей в пространство координат исходного массива сейсмических данных. Технический результат: повышение точности сейсморазведочных работ. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 40 ил.
1. Способ анализа сейсмических данных, содержащий следующие этапы:
получают массив сейсмических данных;
распознают один или более геологических интервалов;
выполняют преобразование сейсмических данных в массив данных седиментационных срезов;
распознают и получают ограничивающие поверхности систем осадконакопления или элементы систем осадконакопления в массиве данных седиментационных срезов; и
выполняют обратное преобразование ограничивающих поверхностей в пространство координат исходного массива сейсмических данных.
2. Способ по п.1, в котором операция преобразования уменьшает эффекты геологических процессов, произошедших во время осадконакопления и после осадконакопления.
3. Способ по п.1, содержащий следующие дополнительные операции: определяют параметры преобразования для всех интервалов и определяют массив смещений при преобразовании;
применяют параметры преобразования к одному или к большему количеству следующих объектов: к массиву сейсмических данных, к сдвигам породы и к горизонтам, причем этап преобразования выполняется по очереди для каждого интервала через массив сейсмических данных.
4. Способ по п.1, содержащий следующие дополнительные этапы:
распознают одну или большее количество структурных несогласий или пропусков данных в массиве данных седиментационных срезов;
производят вывод уточненной интерпретации одного или большего количества сдвигов породы и горизонтов в массиве сейсмических данных.
5. Способ по п.1, содержащий следующий дополнительный этап:
выполняют стратиграфическую интерпретацию массива данных седиментационных срезов, при этом стратиграфическая интерпретация содействует распознаванию и интерпретации элементов систем осадконакопления или иных сейсмических стратиграфических особенностей.
6. Способ по п.1, содержащий следующий дополнительный этап:
выполняют восстановление целостности поверхности, причем при этом восстановлении целостности поверхности выполняют сегментирование ограничивающей поверхности геологического тела в объемных данных.
7. Способ по п.1, содержащий следующую дополнительную операцию:
выполняют преобразование массива данных седиментационных срезов в пространственную область.
8. Система анализа массива сейсмических данных, содержащая
систему интерпретации данных сейсмической разведки, которая получает массив сейсмических данных;
модуль преобразования пространства координат, который выполняет преобразование сейсмических данных в массив данных седиментационных срезов, причем один или более геологических интервалов распознаны;
средство для распознавания и получения ограничивающей поверхности систем осадконакопления или элементов систем осадконакопления в массиве данных седиментационных срезов;
средство для выполнения обратного преобразования ограничивающих поверхностей в пространство координат исходного массива сейсмических данных.
9. Система по п.8, в которой преобразование уменьшает эффекты геологических процессов, произошедших во время осадконакопления и после осадконакопления.
10. Система по п.8, в которой операцию преобразования выполняют по очереди для каждого интервала через массив сейсмических данных, при этом определяют параметры преобразования для всех интервалов и определяют массив данных смещений при преобразовании и применяют параметры преобразования к одному или к большему количеству следующих объектов: к массиву сейсмических данных, к сдвигам породы и к горизонтам.
11. Система по п.8, в которой модуль уточнения структуры дополнительно распознает одну или большее количество структурных ошибок или один или большее количество пропусков данных в массиве данных седиментационных срезов и в которой производят вывод уточненной интерпретации одного или большего количества сдвигов породы и горизонтов в массиве сейсмических данных.
12. Система по п.8, дополнительно содержащая модуль стратиграфической интерпретации, который выполняет стратиграфическую интерпретацию массива данных седиментационных срезов, при этом стратиграфическая интерпретация содействует распознаванию и интерпретации элементов систем осадконакопления или иных сейсмических стратиграфических особенностей.
13. Система по п.8, в которой восстановление целостности поверхности выполняет модуль ограничивающей поверхности, при этом при восстановлении целостности поверхности выполняют сегментирование ограничивающей поверхности геологического тела в объемных данных.
14. Система по п.8, в которой модуль обратного преобразования пространства координат выполняет преобразование массива данных седиментационных срезов в пространственную область.
| US 6278949 В1, 21.08.2001 | |||
| Способ приготовления мыла | 1923 |
|
SU2004A1 |
| US 5844799 А, 01.12.1998 | |||
| US 4964099 A, 16.10.1990 | |||
| RU 2145100 C1, 27.01.2000. | |||
