地震屬性聚類方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地震屬性聚類方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在油氣勘探中，只有對地下的地質(zhì)情況有了充分的了解和熟悉后，才能對勘探區(qū) 域的油氣儲藏狀況做出判斷。獲取地質(zhì)信息的一個重要手段就是分析地震數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)學(xué)變換 后得到的各種地震屬性數(shù)據(jù)。地震屬性數(shù)據(jù)通常是疊前或疊后地震數(shù)據(jù)，有關(guān)地震波的幾 何形態(tài)、運動學(xué)特征、動力學(xué)特征等參數(shù)。通過對這些參數(shù)的研究，可以得到勘探區(qū)域地下 介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、巖性、流體等特征，進而推斷油氣的儲藏信息。從獲取的地震屬性數(shù)據(jù)中經(jīng)過 一系列分析推斷出地下地質(zhì)狀況的這一過程通常稱為地震屬性分析，其中最常用的一種方 法就是聚類。
[0003] 20世紀80年代以來，聚類分析方法逐步被引入到地震勘探領(lǐng)域，尤其是在地震多 屬性分析和地震相分析方面，極大提高了隱蔽油氣藏的預(yù)測能力和無井控制情況下的儲層 預(yù)測能力。
[0004] 所謂聚類就是根據(jù)地下介質(zhì)處獲取的地震屬性數(shù)據(jù)之間差異的大小，將它們分為 若干類別，每一類內(nèi)的數(shù)據(jù)間相差較小而不同類別的數(shù)據(jù)差別較大。通過對收集的地震屬 性進行聚類，可以將這些地震屬性數(shù)據(jù)可以分為幾大類別，進而可以對勘探區(qū)域的地質(zhì)情 況進行進一步的分析。例如對目標(biāo)區(qū)域進行地質(zhì)相帶劃分，根據(jù)聚類結(jié)果和測井解釋結(jié)果 的對照分析，來確定每個類別所對應(yīng)的相帶。尤其在儲層預(yù)測的過程中，地震屬性聚類分析 是非常必要的步驟，起著比較重要的作用。
[0005] 目前聚類技術(shù)大多集中在指定層位面上，而儲層則是集中分布在層段中，基于層 位面的聚類方法，不能很好地展現(xiàn)層段中的儲層分布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種地震屬性聚類方法及裝置，以至少解決現(xiàn)有的基于層位面上的 聚類技術(shù)不能很好地展現(xiàn)層段中的儲層分布的問題。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種地震屬性聚類方法，包括：確定波段聚類方 式、聚類參數(shù)、起始層位、層位偏移量以及滑動時間窗的大小，其中，所述滑動時間窗是待研 究層段的波形圖中兩個相鄰波峰之間所含的樣本點個數(shù)或兩個相鄰波谷之間所含的樣本 點個數(shù)，所述起始層位以上至少有半個滑動時間窗的層位數(shù)，終止層位以下至少有半個滑 動時間窗的層位數(shù)；利用所述滑動時間窗對所述待研究層段的地震屬性數(shù)據(jù)進行聚類，確 定所述待研究層段中各個層位的樣本點所屬的類別；按照空間相似度對相鄰層位的聚類結(jié) 果進行統(tǒng)一，其中，從所述起始層位的下一個層位開始，將每個層位的聚類結(jié)果按照與其相 鄰的上一個層位的聚類結(jié)果進行調(diào)整。
[0008] 在一個實施例中，所述滑動時間窗的計算公式為：
1，其中，ΔΤ表 示滑動時間窗，tstep表示采樣步長，t。表示層位上樣本點所在的波段中距所述樣本點最近的 波谷或波峰與所述樣本點之間的采樣時間間隔。
[0009] 在一個實施例中，所述波段聚類方式包括：基于均值的波段聚類方式、基于屬性拼 合的波段聚類方式或者基于差值和的波段聚類方式。
[0010] 在一個實施例中，如果采用所述基于均值的波段聚類方式，利用所述 滑動時間窗對所述待研究層段的地震屬性數(shù)據(jù)進行聚類，包括：根據(jù)當(dāng)前層 位上的樣本點e所在的波段，按照以下公式確定所述樣本點e的屬性向量：
l·其中，所述樣本點e 的原始屬性向量為（aly82^，…a。，…ar〇，ak表不所述樣本點e的滑動時間窗ΔΤ內(nèi) 的點集合A中第j個點的第i個屬性值
I示滑動時間窗為AT的情況下所 述樣本點e的第i個屬性的平均屬性值，i= 1，2,…，η;按照上述公式對所述當(dāng)前層位上 的其他樣本點進行計算，得到所述當(dāng)前層位上各樣本點的屬性向量；依次沿著所述點集合 Α中各樣本點所在層位，對各樣本點的屬性向量進行聚類。
[0011] 在一個實施例中，如果采用所述基于屬性拼合的波段聚類方式，利用所述滑動時 間窗對所述待研究層段的地震屬性數(shù)據(jù)進行聚類，包括：
[0012] 將當(dāng)前層位上的樣本點e的滑動時間窗ΔΤ內(nèi)的點集合A中的各樣本點的所有 屬性進行拼合，得到所述樣本點e的波段屬性向量：(A1全屬性，A2全屬性，…，Aj全屬 性，…），其中，j=l，2，…，ΔΤ，所述點集合A中樣本點的全屬性為（al，a2，一ai，… an);按照上述步驟對所述當(dāng)前層位上的其他樣本點進行計算，得到所述當(dāng)前層位上各樣本 點的波段屬性向量；對所述當(dāng)前層位上的所有樣本點的波段屬性向量進行聚類。
[0013] 在一個實施例中，如果采用所述基于差值和的波段聚類方式，利用所述滑動時間 窗對所述待研究層段的地震屬性數(shù)據(jù)進行聚類，包括：按照以下公式分別計算當(dāng)前層位上 的樣本點e的屬性向量與預(yù)先存儲的多個聚類中心的距離D:
.，其 中，aiAj表示樣本點e的滑動時間窗ΔΤ內(nèi)的點集合A中第j個點的第i個屬性值，ai^表 示聚類中心的滑動時間窗AT內(nèi)的點集合C中第j個點的第i個屬性值，所述聚類中心與 類別一一對應(yīng)；確定與所述樣本點e距離最近的聚類中心對應(yīng)的類別為所述樣本點e的類 別。
[0014] 在一個實施例中，按照空間相似度對相鄰層位的聚類結(jié)果進行統(tǒng)一包括：將所述 5起始層位的各樣本點按照所屬類別進行分類，并按預(yù)設(shè)順序進行標(biāo)簽；步驟A1，按照相鄰 層位的空間相似度，在與上層層位相鄰的下層層位中，確定與所述上層層位的對應(yīng)區(qū)域；步 驟A2,根據(jù)所述上層層位的標(biāo)簽，將所述下層層位區(qū)域內(nèi)的樣本點的標(biāo)簽調(diào)整為所述上層 層位中對應(yīng)區(qū)域的標(biāo)簽；重復(fù)執(zhí)行步驟A1至A2,直到完成所述待研究層段的所有層位的聚 類結(jié)果調(diào)整。
[0015] 在一個實施例中，在利用所述滑動時間窗對所述待研究層段的地震屬性數(shù)據(jù)進行 聚類之前，所述方法還包括：對所述待研究層段的地震屬性數(shù)據(jù)進行以下預(yù)處理：對所述 地震屬性數(shù)據(jù)中的異常數(shù)據(jù)進行過濾處理；以及對過濾后的地震屬性數(shù)據(jù)進行歸一化處 理。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種地震屬性聚類裝置，包括：確定單元，用5 于確定波段聚類方式、聚類參數(shù)、起始層位、層位偏移量以及滑動時間窗的大小，其中，所述 滑動時間窗是待研究層段的波形圖中兩個相鄰波峰之間所含的樣本點個數(shù)或兩個相鄰波 谷之間所含的樣本點個數(shù)，所述起始層位以上至少有半個滑動時間窗的層位數(shù)，終止層位 以下至少有半個滑動時間窗的層位數(shù)；聚類單元，用于利用所述滑動時間窗對所述待研究 層段的地震屬性數(shù)據(jù)進行聚類，確定所述待研究層段中各個層位的樣本點所屬的類別；調(diào) 整單元，用于按照空間相似度對相鄰層位的聚類結(jié)果進行統(tǒng)一，其中，從所述起始層位的下 一個層位開始，將每個層位的聚類結(jié)果按照其上一個層位的聚類結(jié)果進行調(diào)整。
[0017] 通過本發(fā)明的地震屬性聚類方法及裝置，從層位面上的點的上下波段信息入手， 利用波段信息進行多屬性聚類分析，通過滑動時間窗對特定層段的地震體數(shù)據(jù)進行聚類， 并利用空間契合度算法對相鄰層位的聚類結(jié)果進行統(tǒng)一，能較好地從全局角度展現(xiàn)層段中 的儲層分布。
【附圖說明】
[0018] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中：
[0019]圖1是本發(fā)明實施例的地震屬性聚類方法的流程圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明實施例的地震屬性聚類裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明實施例的層位模型圖；
[0022] 圖4是本發(fā)明實施例的波段聚類方式的示意圖；
[0023] 圖5是本發(fā)明實施例的層位聚類中心俯視圖；
[0024] 圖6A是本發(fā)明實施例的上層層位的標(biāo)簽分布示意圖；
[0025] 圖6B是本發(fā)明實施例的下層層位的標(biāo)簽分布示意圖；
[0026] 圖6C是本發(fā)明實施例的下層層位的標(biāo)簽統(tǒng)一結(jié)果示意圖；
[0027] 圖7是本發(fā)明實施例的體聚類結(jié)果統(tǒng)一示意圖；
[0028]圖8是本發(fā)明實施例的地震屬性聚類方法的具體實例的實施流程圖。
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