[发明专利]一种基于信息散度的地震数据属性提取方法

说明书

本发明公开了一种基于信息散度的地震数据属性提取方法，包括1)地震道的选择；2)地震道概率分布的计算；3)地震道Copula函数的计算；4)多道地震道信息散度的计算。本发明能实现地震属性中相干属性的提取，避免了在常规方法中的协方差矩阵的求解以及矩阵特征值的求解，降低以往相干属性提取方法在协方差矩阵和特征值求解时的计算时间。方便实现，能实现对地层地质的边缘、河道等不连续性检测和砂体的非均质性以及断层等地质特征的刻画，技术方案易于实现，可操作性强。

技术领域

本发明属于地震勘探技术领域，涉及地震数据的属性提取技术，尤其是一种基于信息散度度量的地震数据的属性提取方法。

背景技术

相干体技术是地震属性的解释重要工具之一，是近年来发展起来的一项强大的地震解释技术。相干体数据图片能够清晰的揭示出地下的三角洲、河道、礁体等地质构造，也可以确定断层的空间分布以及储层的岩性变化等地质特征，同时利用相干体分析技术还可以判断数据采集以及处理的质量。

Bahorich等人于1995年发表了他们在Amoco公司工作期间研究的基于归一化道互相关的相干体算法(称为第一代相干体算法，记为C1)，该方法的应用效果立刻在工业界引起了巨大的反响。Marfurt等人于1998年提出基于多道相似度量的相干体算法(称为第二代相干体算法，记为C2)，该算法利用分析窗内平均道的能量与所有道的能量比值来度量相干性，该方法提高了相干体的信噪比，但由于分析窗内地震道的数量增加，计算量也随之增加，同时降低了横向分辨率。Gersztenkorn与Marfurt于1999年将第一代相干体算法推广到任意J道(J为分析窗内地震道的个数)，提出了基于特征结构的相干体算法(简称为第三代相干体算法，记为C3)，该方法实际应用效果最好，抗噪性能强，分辨率高。由于倾角会对相干体数据结果有影响，为此Marfurt等人提出了第三代相干体算法，该算法首先通过C2算法计算得到一个倾角数据体，进一步利用倾角作为约束降低对计算结果的影响，然后再利用第三代相干体算法计算相干体。Randen等人定义了一种“混沌”的度量，用来描述地层的内部结构，展示地下地质地层的空间展布，Bakker等人构造了“面”度量和相干度量。为了更加突出断层面等特征，Cohen和Coifman于2002年提出局部结构熵算法，这种算法是在牺牲了一定分辨率的前提下，极大地提高了计算效率和抗噪性。Cohen和Coult等人提出断层面提取方法，该方法将归一化局部差熵与图像处理技术--二值化及骨架化相结合，提取出清晰的断层面。陆文凯等人将C1算法进行发展，提出了基于超道技术和高阶统计量的相干体算法。李延东与陆文凯等人于2006年对第三代相干体算法进行了发展，提出基于超道技术的特征结构相干体算法。另一类是计算方差估计波形相似的技术，即基于方差的相干体技术，该算法通过计算分析窗内能量归一化方差得到相干度量，基于数据误差估算的相干体技术还有基于曼哈顿距离的相干体算法等，该类算法计算效率高，实际应用效果与第二代相干体算法相当。Marfurt与Kirlin将第三代相干体算法与雷达信号处理中的空间谱估计技术相结合，提出了基于MUSIC的相干体算法。Randen等人提出基于梯度结构张量技术来估计地震数据的纹理属性的方法。王晓凯和高静怀等人提出了基于乘幂与递推的相干体快速算法进一步改进和提高第三代相干体算法的计算效率。

在某些情况下，由于单一的相干属性并不能满足地质解释人员的需要，因此有些学者就提出将相干体技术与瞬时属性进行联合，并用于提高地层地质结构的分辨率。如王西文和杨孔庆等人将匹配地震子波的连续小波变换与第一代相干体以及第二代相干体算法相结合，提出两种相干体算法。张军华等人将小波变换与第三代相干体相结合，在小波变换的分频数据体基础上，对各个分频数据体应用第三代相干体算法计算相干性。周艳辉等根据地质构造的变化特点和地震数据的时间-尺度特性，将小波变换和局部结构熵算法结合，提出基于多尺度瞬时相位的多分辨率局部结构熵算法。上述小波变换和相干体算法相结合的方法有利于地质目标的精细刻画和地震解释。

以上现有技术具有以下缺点：