地层断裂识别方法、系统、存储介质以及电子设备与流程

1.本发明属于油气勘探技术领域，尤其涉及一种地层断裂识别方法、系统、存储介质以及电子设备。


背景技术：

2.由于存在构造应力的因素，地下岩层会不可避免地发生破裂，从而会有断层生成。在油气勘探领域，断层不仅可以作为油气运移的通道还可以作为断块油气田的边界，从而能够有效控制油气田的分布。因此准确识别断层对于油气田的勘探和开发具有重要意义。相干技术是用于断裂识别的有效手段，在一定程度上能够体现地震响应在横向上的变化。该项技术从提出以来历经多次发展，目前常用的有以归一化互相关为基础的第一代相干技术，以多道相似性为基础的第二代相干技术以及基于本征值结构的第三代相干技术。在科研生产中这些相干技术各有优势，但总体上来说以第三代相干技术的应用效果最佳。
3.虽然第三代相干技术相比前两代相干技术在一定程度上提高了分辨率，但仍存在受噪音干扰严重，容易将噪音等干扰作为低相干值成像，导致成像不准确。同时针对表现特征不明显的中小尺度断裂，第三代相干技术成像不佳甚至无法成像。这些缺点严重限制了第三代相干技术在实际生产应用中对于中小尺度断裂的检测与识别。


技术实现要素：

4.本发明正是基于第三代相干技术在实际生产应用中对于中小尺度断裂无法做到准确检测与识别的技术问题，提出了一种地层断裂识别方法、系统、存储介质以及电子设备。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种地层断裂识别方法，包括：
6.获取待研究工区的叠后地震数据；
7.对叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵；
8.增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得差异化的相干矩阵；
9.对差异化的相干矩阵中的元素进行归一化处理，获得归一化的相干矩阵；
10.增大所述归一化的相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得增强处理的相干矩阵；
11.利用所述增强处理的相干矩阵对所述待研究工区不同尺度的断裂进行分析。
12.可选地，所述增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得差异化的相干矩阵，包括：
13.利用第一预设计算式增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得差异化的相干矩阵；其中，所述第一预设计算式为：
14.c_dif＝(c
3-c
·
α)
·
10415.其中，c_dif为差异化的相干矩阵，c3为相干矩阵，c为与相干矩阵大小一致的矩
阵，且该矩阵中的元素均为1，α为常数。
16.可选地，所述对差异化的相干矩阵中的元素进行归一化处理，获得归一化的相干矩阵，包括：
17.利用第二预设计算式对差异化的相干矩阵中的元素进行归一化处理，获得归一化的相干矩阵；其中，所述第二预设计算式为：
[0018][0019]
其中，c_dif_norm为归一化的相干矩阵，c_dif为差异化的相干矩阵，(c_dif)
min
为所述相干矩阵中的元素的最小值，(c_dif)
max
为所述相干矩阵中的元素的最大值。
[0020]
可选地，所述增大所述归一化的相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得增强处理的相干矩阵，包括：
[0021]
对所述归一化的相干矩阵中的每一个元素，均执行以下步骤：
[0022]
判断所述归一化的相干矩阵中的元素的值是否大于预设阈值；
[0023]
当所述归一化的相干矩阵中的元素的值大于预设阈值时，令大于所述预设阈值的元素与预设的附加值相加，得到新的元素；
[0024]
当所述归一化的相干矩阵中的元素的值小于所述预设阈值时，令小于所述预设阈值的元素与所述附加值相减，得到新的元素，以获得增强处理的相干矩阵。
[0025]
可选地，在获得增强处理的相干矩阵之后，所述方法还包括：
[0026]
将所述增强处理的相干矩阵中大于1的元素均重置为1，获得新的增强处理的相干矩阵。
[0027]
可选地，所述对叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵，包括：
[0028]
利用第三代相干算法对所述叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵；其中，所述第三代相干算法为：
[0029][0030]
其中，c3为相干矩阵，λj为叠后地震数据中的第j个特征值，j为特征值的总数。
[0031]
第二方面，本发明实施例提供了一种地层断裂识别系统，包括：
[0032]
获取模块，配置为获取待研究工区的叠后地震数据；
[0033]
地震相干处理模块，配置为对叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵；
[0034]
差异化模块，配置为增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得差异化的相干矩阵；
[0035]
归一化模块，配置为对差异化的相干矩阵中的元素进行归一化处理，获得归一化的相干矩阵；
[0036]
增强处理模块，配置为增大所述归一化的相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得增强处理的相干矩阵；
[0037]
分析模块，用于利用所述增强处理的相干矩阵对所述待研究工区不同尺度的断裂进行分析。
[0038]
可选地，所述差异化模块具体配置为：
[0039]
利用第一预设计算式增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得差异化的相干矩阵；其中，所述第一预设计算式为：
[0040]
c_dif＝(c
3-c
·
α)
·
104[0041]
其中，c_dif为差异化的相干矩阵，c3为相干矩阵，c为与相干矩阵大小一致的矩阵，且该矩阵中的元素均为1，α为常数。
[0042]
可选地，所述归一化模块具体配置为：
[0043]
利用第二预设计算式对差异化的相干矩阵中的元素进行归一化处理，获得归一化的相干矩阵；其中，所述第二预设计算式为：
[0044][0045]
其中，c_dif_norm为归一化的相干矩阵，c_dif为差异化的相干矩阵，(c_dif)
min
为所述相干矩阵中的元素的最小值，(c_dif)
max
为所述相干矩阵中的元素的最大值。
[0046]
可选地，所述增强处理模块包括：
[0047]
判断单元，配置为判断所述归一化的相干矩阵中的元素的值是否大于预设阈值；
[0048]
增强处理单元，配置为当所述归一化的相干矩阵中的元素的值大于预设阈值时，令大于所述预设阈值的元素与预设的附加值相加，得到新的元素；当所述归一化的相干矩阵中的元素的值小于所述预设阈值时，令小于所述预设阈值的元素与所述附加值相减，得到新的元素，以获得增强处理的相干矩阵。
[0049]
可选地，所述系统还包括：
[0050]
后处理模块，配置为将所述增强处理的相干矩阵中大于1的元素均重置为1，获得新的增强处理的相干矩阵。
[0051]
可选地，所述地震相干处理模块具体配置为：
[0052]
利用第三代相干算法对所述叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵；其中，所述第三代相干算法为：
[0053][0054]
其中，c3为相干矩阵，λj为叠后地震数据中的第j个特征值，j为特征值的总数。
[0055]
第三方面，本发明实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的地层断裂识别方法。
[0056]
第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的地层断裂识别方法。
[0057]
在本发明实施例提供的一种地层断裂识别方法，通过对第三代相干技术计算得到的相干矩阵进行差异化处理、归一化处理以及增强处理，能够在很大程度上增大相干属性对中小尺度断裂的敏感程度，能够较好地将中小尺度断裂显示在相干平面上，并且使大断裂的成像更加准确，提高了地震相干算法的实用性和适用性，从而有助于相干属性在实际断裂检测和识别中得到更好的应用。
附图说明
[0058]
通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本公开的范围。其中所包括的附图是：
[0059]
图1示出了本发明实施例一提出的一种地层断裂识别方法的流程示意图；
[0060]
图2示出了含简单断层的时间域地震记录的示意图；
[0061]
图3示出了含简单断层的时间域地震记录的常规相干属性及经本发明提出的方法处理过的相干增强属性的对比图
[0062]
图4示出了某地区含复杂断层的深度域地震记录的示意图；
[0063]
图5示出了含复杂断层的深度域地震记录的常规相干属性及经本发明提出的方法处理过的相干增强属性的对比图。
具体实施方式
[0064]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
[0065]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0066]
实施例一
[0067]
根据本发明的实施例，提供了一种地层断裂识别方法，图1示出了本发明实施例一提出的一种地层断裂识别方法的流程示意图，如图1所示，该地层断裂识别方法可以包括：步骤110至步骤160。
[0068]
在步骤110中，获取待研究工区的叠后地震数据。
[0069]
这里，利用采集设备对地震波信号进行采集得到地震数据体，然后对该地震数据体进行叠加处理得到叠后地震数据。通过对叠后地震数据进行处理，能够从中提取出反映地震属性的数据，该地震属性是有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特性的特殊度量。
[0070]
其中，地震波信号在地下地层传播过程中受地层岩性、物性等因素影响会产生相应变化，它是对地下储层综合特征的一种复杂反映。地下地层岩石物理等性质的空间变化，必然导致地震反射波特征的变化，进而影响到地震属性。特别是当储层含油气时，其地震响应特征会发生相应变化，相对应的地震属性也会有所体现。地震属性技术预测油气的理论基础是：地震属性携带有地下地层信息，同时地震属性和储层的含油气性之间也必然存在某种形式的内在联系。
[0071]
在步骤120中，对叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵。
[0072]
这里，通过利用相干体技术对叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵。该相干矩阵是指对叠后地震数据经过相干处理后而得到的一个新的数据体。该数据体能够反映断裂(裂缝)的发育情况。
[0073]
其中，相干体技术是一项重要的地震属性技术，它通过计算相邻地震道波形的相似性将三维地震数据体转换为相干数据体，突出了波形的不连续性特征。因此，相干体能够
度量由于构造、地层、岩性、油气等因素的变化所引起的地震响应的横向变化，从而有效揭示断层、裂缝、岩性体边缘和不整合等地质现象，反映地质异常特征的平面展布。
[0074]
在步骤130中，增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得差异化的相干矩阵。
[0075]
这里，在获得相干矩阵之后，进行差异化处理，从宏观上增大断裂区域与非断裂区域的相干值之间的差值，让断裂区域在相干平面上有一个总体的显现。即增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素的相干值之间的差值，令断裂区域与非断裂区域差异化，从而获得差异化的相干矩阵。
[0076]
在步骤140中，对差异化的相干矩阵中的元素进行归一化处理，获得归一化的相干矩阵。
[0077]
这里，通过差异化处理后得到的差异化的相干矩阵中的元素的值可能存在负值的情况，因此在差异化的相干矩阵的基础上做一个归一化处理，将差异化的相干矩阵内部元素值归一化到0到1之间，得到归一化的相干矩阵。
[0078]
其中，归一化是一种简化计算的方式，即将有量纲的表达式，经过变换，化为无量纲的表达式，成为标量。即把数据变成(0,1)或者(1,1)之间的小数。主要是为了数据处理方便提出来的，把数据映射到0～1范围之内处理，更加便捷快速。把有量纲表达式变成无量纲表达式，便于不同单位或量级的指标能够进行比较和加权。
[0079]
在步骤150中，增大所述归一化的相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得增强处理的相干矩阵。
[0080]
这里，增大所述归一化的相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，其目的是为了进一步突出断裂区域的相干值。让小尺度的断裂尽可能显现出来，让大尺度的断裂显示得更加清晰准确。得到的增强处理的相干矩阵即可作为待研究工区的相干体，该相干体能够较好地将中小尺度断裂显示在相干平面上，并且使大尺度断裂的成像更加准确。
[0081]
在步骤160中，利用所述增强处理的相干矩阵对所述待研究工区不同尺度的断裂进行分析。
[0082]
这里，增强处理的相干矩阵能够较好地将中小尺度断裂显示在相干平面上，并且使大断裂的成像更加准确，因此，通过增强处理的相干矩阵能够分析待研究工区不同尺度的断裂。
[0083]
其中，裂缝(断裂)按尺度进行划分，可分为微裂缝、小尺度裂缝以及大尺度裂缝。
[0084]
其中，微裂缝是指在岩心薄片上能观察到的裂缝，一般是微米级的裂缝，微裂缝在储层中数量庞大，通常是与基质相伴生的，因此微裂缝实际是基质的一部分。
[0085]
小尺度裂缝一般是指在岩心和成像测井上能观察到的裂缝，长度一般在几十厘米到几十米。成像测井和岩心上看到的是小尺度裂缝的高度。小尺度裂缝在三维空间交织成网，形成油气的渗流通道。裂缝密度、裂缝开度、裂缝长度和裂缝方位变化程度是决定裂缝渗透率的关键因素。
[0086]
大尺度裂缝一般是指在地震级别的裂缝，长度一般在几十米到上千米。大尺度裂缝横向延伸长度大，垂向切割层位深，开度大的大尺度裂缝有很高的渗透率率，在油藏中小尺度裂缝提供了油藏的渗透率，而大尺度裂缝决定了油藏的非均质性。
[0087]
在本实施例中，通过相干技术计算得到的相干矩阵进行差异化处理、归一化处理以及增强处理，能够在很大程度上增大相干属性对中小尺度断裂的敏感程度，能够较好地将中小尺度断裂显示在相干平面上，并且使大断裂的成像更加准确，提高了地震相干算法的实用性和适用性，从而有助于相干属性在实际断裂检测和识别中得到更好的应用。
[0088]
实施例二
[0089]
在上述实施例的基础上，本发明的实施例二还可以提供一种地层断裂识别方法。该地层断裂识别方法可以包括：步骤210至步骤250。
[0090]
在步骤210中，获取待研究工区的叠后地震数据。
[0091]
这里，利用采集设备对地震波信号进行采集得到地震数据体，然后对该地震数据体进行叠加处理得到叠后地震数据。通过对叠后地震数据进行处理，能够从中提取出反映地震属性的数据，该地震属性是有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特性的特殊度量。
[0092]
其中，地震波信号在地下地层传播过程中受地层岩性、物性等因素影响会产生相应变化，它是对地下储层综合特征的一种复杂反映。地下地层岩石物理等性质的空间变化，必然导致地震反射波特征的变化，进而影响到地震属性。特别是当储层含油气时，其地震响应特征会发生相应变化，相对应的地震属性也会有所体现。地震属性技术预测油气的理论基础是：地震属性携带有地下地层信息，同时地震属性和储层的含油气性之间也必然存在某种形式的内在联系。
[0093]
在步骤220中，对叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵。
[0094]
这里，通过利用相干体技术对叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵。该相干矩阵是指对叠后地震数据经过相干处理后而得到的一个新的数据体。该数据体能够反映断裂(裂缝)的发育情况。
[0095]
在一个可选的实施方式中，步骤220中，对叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵，包括：
[0096]
利用第三代相干算法对所述叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵；其中，所述第三代相干算法为：
[0097][0098]
其中，c3为相干矩阵，λj为叠后地震数据中的第j个特征值，j为特征值的总数。
[0099]
这里，相干体技术是一项重要的地震属性技术，它通过计算相邻地震道波形的相似性将三维地震数据体转换为相干数据体，突出了波形的不连续性特征。因此，相干体能够度量由于构造、地层、岩性、油气等因素的变化所引起的地震响应的横向变化，从而有效揭示断层、裂缝、岩性体边缘和不整合等地质现象，反映地质异常特征的平面展布。
[0100]
其中，第三代相干体算法是通过计算地震数据体的本征值获得的，在算法分析中，首先从给定的分析时窗内提取多道地震数据生成样点矢量，由这些样点矢量构成矩阵：
[0101]
[0102]
该矩阵对应的协方差矩阵为：
[0103][0104]
该协方差矩阵是一个对称的、半正定矩阵，其所有的本征值大于或等于0。
[0105]
通过所述第三代相干算法计算该协方差矩阵的本征值与本征向量，该第三代相干算法为：
[0106][0107]
其中，c3为相干矩阵，λj为叠后地震数据中的第j个特征值，j为特征值的总数。
[0108]
由此，利用第三代相干算法对所述叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵。
[0109]
在步骤230中，增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得差异化的相干矩阵。
[0110]
这里，在获得相干矩阵之后，进行差异化处理，从宏观上增大断裂区域与非断裂区域的相干值之间的差值，让断裂区域在相干平面上有一个总体的显现。即增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素的相干值之间的差值，令断裂区域与非断裂区域差异化，从而获得差异化的相干矩阵。
[0111]
在一个可选的实施方式中，步骤230中，增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得差异化的相干矩阵，包括：
[0112]
利用第一预设计算式增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得差异化的相干矩阵；其中，所述第一预设计算式为：
[0113]
c_dif＝(c
3-c
·
α)
·
104[0114]
其中，c_dif为差异化的相干矩阵，c3为相干矩阵，c为与相干矩阵大小一致的矩阵，且该矩阵中的元素均为1，α为常数。
[0115]
这里，获取相干矩阵c3的基础上进行差异化处理，差异化处理的目的是从宏观上增大断裂区域与非断裂区域的相干值之间的差值，让断裂区域在相干平面上有一个总体的显现。具体是通过第一预设计算式进行差异化处理。
[0116]
值得说明的是，α为常数，该常数用来控制差异化程度。
[0117]
在步骤240中，对差异化的相干矩阵中的元素进行归一化处理，获得归一化的相干矩阵。
[0118]
这里，通过差异化处理后得到的差异化的相干矩阵中的元素的值可能存在负值的情况，因此在差异化的相干矩阵的基础上做一个归一化处理，将差异化的相干矩阵内部元
素值归一化到0到1之间，得到归一化的相干矩阵。
[0119]
其中，归一化是一种简化计算的方式，即将有量纲的表达式，经过变换，化为无量纲的表达式，成为标量。即把数据变成(0,1)或者(1,1)之间的小数。主要是为了数据处理方便提出来的，把数据映射到0～1范围之内处理，更加便捷快速。把有量纲表达式变成无量纲表达式，便于不同单位或量级的指标能够进行比较和加权。
[0120]
在一个可选的实施方式中，步骤240中，对差异化的相干矩阵中的元素进行归一化处理，获得归一化的相干矩阵，包括：
[0121]
利用第二预设计算式对差异化的相干矩阵中的元素进行归一化处理，获得归一化的相干矩阵；其中，所述第二预设计算式为：
[0122][0123]
其中，c_dif_norm为归一化的相干矩阵，c_dif为差异化的相干矩阵，(c_dif)
min
为所述相干矩阵中的元素的最小值，(c_dif)
max
为所述相干矩阵中的元素的最大值。
[0124]
这里，差异化处理后得到的差异化的相干矩阵的内部元素的值可能存在有负的情况，因此在差异化的相干矩阵的基础上做一个归一化处理，将差异化处理后的相干矩阵中的元素的值归一化到0到1之间。
[0125]
在本实施方式中，采用线性函数归一化方法，具体是利用第二预设计算式进行归一化处理，其中，第二预设计算式为：
[0126][0127]
其中，c_dif_norm为归一化的相干矩阵，c_dif为差异化的相干矩阵，(c_dif)
min
为所述相干矩阵中的元素的最小值，(c_dif)
max
为所述相干矩阵中的元素的最大值。
[0128]
由此，归一化处理使相干值范围转换到0到1之间，保证了其合理性。
[0129]
在步骤250中，增大所述归一化的相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得增强处理的相干矩阵。
[0130]
这里，增大所述归一化的相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，其目的是为了进一步突出断裂区域的相干值。让小尺度的断裂尽可能显现出来，让大尺度的断裂显示得更加清晰准确。得到的增强处理的相干矩阵即可作为待研究工区的相干体，该相干体能够较好地将中小尺度断裂显示在相干平面上，并且使大尺度断裂的成像更加准确。
[0131]
其中，裂缝(断裂)按尺度进行划分，可分为微裂缝、小尺度裂缝以及大尺度裂缝。
[0132]
其中，微裂缝是指在岩心薄片上能观察到的裂缝，一般是微米级的裂缝，微裂缝在储层中数量庞大，通常是与基质相伴生的，因此微裂缝实际是基质的一部分。
[0133]
小尺度裂缝一般是指在岩心和成像测井上能观察到的裂缝，长度一般在几十厘米到几十米。成像测井和岩心上看到的是小尺度裂缝的高度。小尺度裂缝在三维空间交织成网，形成油气的渗流通道。裂缝密度、裂缝开度、裂缝长度和裂缝方位变化程度是决定裂缝渗透率的关键因素。
[0134]
大尺度裂缝一般是指在地震级别的裂缝，长度一般在几十米到上千米。大尺度裂缝横向延伸长度大，垂向切割层位深，开度大的大尺度裂缝有很高的渗透率率，在油藏中小
尺度裂缝提供了油藏的渗透率，而大尺度裂缝决定了油藏的非均质性。
[0135]
在一个可选的实施方式中，步骤250中，增大所述归一化的相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得增强处理的相干矩阵，包括：
[0136]
对所述归一化的相干矩阵中的每一个元素，均执行以下步骤：
[0137]
判断所述归一化的相干矩阵中的元素的值是否大于预设阈值；
[0138]
当所述归一化的相干矩阵中的元素的值大于预设阈值时，令大于所述预设阈值的元素与预设的附加值相加，得到新的元素；
[0139]
当所述归一化的相干矩阵中的元素的值小于所述预设阈值时，令小于所述预设阈值的元素与所述附加值相减，得到新的元素，以获得增强处理的相干矩阵。
[0140]
这里，对所述归一化的相干矩阵中的每一个元素均判断所述归一化的相干矩阵中的每一个元素的值是否大于预设阈值。当所述归一化的相干矩阵中的元素的值大于预设阈值时，令大于所述预设阈值的元素与预设的附加值相加，得到新的元素；当所述归一化的相干矩阵中的元素的值小于所述预设阈值时，令小于所述预设阈值的元素与所述附加值相减，得到新的元素，从而获得增强处理的相干矩阵。
[0141]
值得说明的是，该预设阈值根据断裂区域与非断裂区域的值来确定，其目的是要明显区分断裂区域与非断裂区域。该附加值则根据实际需要确定，其目的是要明显让相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素明显区分。
[0142]
在步骤260中，利用所述增强处理的相干矩阵对所述待研究工区不同尺度的断裂进行分析。
[0143]
这里，增强处理的相干矩阵能够较好地将中小尺度断裂显示在相干平面上，并且使大断裂的成像更加准确，因此，通过增强处理的相干矩阵能够分析待研究工区不同尺度的断裂。
[0144]
在本实施方式中，增强处理是为了进一步突出断裂区域的相干值，让小的断裂尽可能显现出来，让大的断裂显示得更加清晰准确。
[0145]
在一个可选的实施方式中，在获得增强处理的相干矩阵之后，所述方法还包括：
[0146]
将所述增强处理的相干矩阵中大于1的元素均重置为1，获得新的增强处理的相干矩阵。
[0147]
这里，为防止增强处理的相干矩阵中的相干值加上附加值会大于1，在获得增强处理的相干矩阵之后，再将增强处理的相干矩阵中所有大于1的相干值归为1。
[0148]
在本实施例中，通过相干技术计算得到的相干矩阵进行差异化处理、归一化处理以及增强处理，能够在很大程度上增大相干属性对中小尺度断裂的敏感程度，能够较好地将中小尺度断裂显示在相干平面上，并且使大断裂的成像更加准确，提高了地震相干算法的实用性和适用性，从而有助于相干属性在实际断裂检测和识别中得到更好的应用。
[0149]
图2示出了含简单断层的时间域地震记录的示意图，如图2所示，可以看出断层角度较平缓且断面反射较弱。
[0150]
图3示出了含简单断层的时间域地震记录的常规相干属性及经本发明提出的方法处理过的相干增强属性的对比图，如图3所示，图3中的(a)为常规相干属性，图3中的(b)为经本发明提出的方法处理过的相干增强属性。可以看出，常规的相干属性很难识别该断层，在断层位置表现不明显。而通过本发明提出的方法进行相干增强后，效果有了很大改善，在
图3中的(b)图中能够明显看到断层所在位置，且断层形态与展布与原始记录基本一致。证明了本发明提出的地层断裂识别方法能够将断裂区域作为低相干值凸显出来，实现了对表现特征不明显的中小尺度断裂的成像。
[0151]
图4示出了某地区含复杂断层的深度域地震记录的示意图，从图4中可以看出含有明显断层的层界面有4个，不明显的有3个。
[0152]
图5示出了含复杂断层的深度域地震记录的常规相干属性及经本发明提出的方法处理过的相干增强属性的对比图，其中，图5(c)、(d)分别为该记录所对应的常规相干属性及经本发明提出的方法处理过的相干增强属性图。图5(c)对于4个含有明显断层的层界面中的断层有所表现，而对表现不明显的有3个层界面中的断层不敏感，从而无法成像。通过本发明提出的方法处理过的相干增强属性后，在图5(d)中清楚地展现了表现不明显的3个层界面中的断层，且对4个含有明显断层的层界面中的断层表现更加明显。
[0153]
可见，证明了本发明提出的一种地层断裂识别方法能够较好地解决表现特征不明显的中小尺度断裂的成像问题以及进一步增强表现特征明显的断裂的成像。
[0154]
实施例三
[0155]
根据本发明的实施例，还提供了一种地层断裂识别系统，包括：
[0156]
获取模块，配置为获取待研究工区的叠后地震数据；
[0157]
地震相干处理模块，配置为对叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵；
[0158]
差异化模块，配置为增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得差异化的相干矩阵；
[0159]
归一化模块，配置为对差异化的相干矩阵中的元素进行归一化处理，获得归一化的相干矩阵；
[0160]
增强处理模块，配置为增大所述归一化的相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得增强处理的相干矩阵；
[0161]
分析模块，用于利用所述增强处理的相干矩阵对所述待研究工区不同尺度的断裂进行分析。
[0162]
这里，利用采集设备对地震波信号进行采集得到地震数据体，然后对该地震数据体进行叠加处理得到叠后地震数据。通过对叠后地震数据进行处理，能够从中提取出反映地震属性的数据，该地震属性是有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特性的特殊度量。
[0163]
其中，地震波信号在地下地层传播过程中受地层岩性、物性等因素影响会产生相应变化，它是对地下储层综合特征的一种复杂反映。地下地层岩石物理等性质的空间变化，必然导致地震反射波特征的变化，进而影响到地震属性。特别是当储层含油气时，其地震响应特征会发生相应变化，相对应的地震属性也会有所体现。地震属性技术预测油气的理论基础是：地震属性携带有地下地层信息，同时地震属性和储层的含油气性之间也必然存在某种形式的内在联系。
[0164]
通过利用相干体技术对叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵。该相干矩阵是指对叠后地震数据经过相干处理后而得到的一个新的数据体。该数据体能够反映断裂(裂缝)的发育情况。
[0165]
其中，相干体技术是一项重要的地震属性技术，它通过计算相邻地震道波形的相
似性将三维地震数据体转换为相干数据体，突出了波形的不连续性特征。因此，相干体能够度量由于构造、地层、岩性、油气等因素的变化所引起的地震响应的横向变化，从而有效揭示断层、裂缝、岩性体边缘和不整合等地质现象，反映地质异常特征的平面展布。
[0166]
在获得相干矩阵之后，进行差异化处理，从宏观上增大断裂区域与非断裂区域的相干值之间的差值，让断裂区域在相干平面上有一个总体的显现。即增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素的相干值之间的差值，令断裂区域与非断裂区域能够明显区分，从而获得差异化的相干矩阵。
[0167]
通过差异化处理后得到的差异化的相干矩阵中的元素的值可能存在负值的情况，因此在差异化的相干矩阵的基础上做一个归一化处理，将差异化的相干矩阵内部元素值归一化到0到1之间，得到归一化的相干矩阵。
[0168]
其中，归一化是一种简化计算的方式，即将有量纲的表达式，经过变换，化为无量纲的表达式，成为标量。即把数据变成(0,1)或者(1,1)之间的小数。主要是为了数据处理方便提出来的，把数据映射到0～1范围之内处理，更加便捷快速。把有量纲表达式变成无量纲表达式，便于不同单位或量级的指标能够进行比较和加权。
[0169]
进而，通过增大所述归一化的相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，其目的是为了进一步突出断裂区域的相干值，让小尺度的断裂尽可能显现出来，让大尺度的断裂显示得更加清晰准确。得到的增强处理的相干矩阵即可作为待研究工区的相干体，该相干体能够较好地将中小尺度断裂显示在相干平面上，并且使大尺度断裂的成像更加准确。
[0170]
其中，裂缝(断裂)按尺度进行划分，可分为微裂缝、小尺度裂缝以及大尺度裂缝。
[0171]
其中，微裂缝是指在岩心薄片上能观察到的裂缝，一般是微米级的裂缝，微裂缝在储层中数量庞大，通常是与基质相伴生的，因此微裂缝实际是基质的一部分。
[0172]
小尺度裂缝一般是指在岩心和成像测井上能观察到的裂缝，长度一般在几十厘米到几十米。成像测井和岩心上看到的是小尺度裂缝的高度。小尺度裂缝在三维空间交织成网，形成油气的渗流通道。裂缝密度、裂缝开度、裂缝长度和裂缝方位变化程度是决定裂缝渗透率的关键因素。
[0173]
大尺度裂缝一般是指在地震级别的裂缝，长度一般在几十米到上千米。大尺度裂缝横向延伸长度大，垂向切割层位深，开度大的大尺度裂缝有很高的渗透率率，在油藏中小尺度裂缝提供了油藏的渗透率，而大尺度裂缝决定了油藏的非均质性。
[0174]
可选地，所述差异化模块具体配置为：
[0175]
利用第一预设计算式增大所述相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素之间的差值，获得差异化的相干矩阵；其中，所述第一预设计算式为：
[0176]
c_dif＝(c
3-c
·
α)
·
104[0177]
其中，c_dif为差异化的相干矩阵，c3为相干矩阵，c为与相干矩阵大小一致的矩阵，且该矩阵中的元素均为1，α为常数。
[0178]
这里，获取相干矩阵c3的基础上进行差异化处理，差异化处理的目的是从宏观上增大断裂区域与非断裂区域的相干值之间的差值，让断裂区域在相干平面上有一个总体的显现。具体是通过第一预设计算式进行差异化处理。
[0179]
值得说明的是，α为常数，该常数用来控制差异化程度。
[0180]
可选地，所述归一化模块具体配置为：
[0181]
利用第二预设计算式对差异化的相干矩阵中的元素进行归一化处理，获得归一化的相干矩阵；其中，所述第二预设计算式为：
[0182][0183]
其中，c_dif_norm为归一化的相干矩阵，c_dif为差异化的相干矩阵，(c_dif)
min
为所述相干矩阵中的元素的最小值，(c_dif)
max
为所述相干矩阵中的元素的最大值。
[0184]
这里，通过差异化处理后得到的差异化的相干矩阵中的元素的值可能存在负值的情况，因此在差异化的相干矩阵的基础上做一个归一化处理，将差异化的相干矩阵内部元素值归一化到0到1之间，得到归一化的相干矩阵。
[0185]
其中，归一化是一种简化计算的方式，即将有量纲的表达式，经过变换，化为无量纲的表达式，成为标量。即把数据变成(0,1)或者(1,1)之间的小数。主要是为了数据处理方便提出来的，把数据映射到0～1范围之内处理，更加便捷快速。把有量纲表达式变成无量纲表达式，便于不同单位或量级的指标能够进行比较和加权。
[0186]
可选地，所述增强处理模块包括：
[0187]
判断单元，配置为判断所述归一化的相干矩阵中的元素的值是否大于预设阈值；
[0188]
增强处理单元，配置为当所述归一化的相干矩阵中的元素的值大于预设阈值时，令大于所述预设阈值的元素与预设的附加值相加，得到新的元素；当所述归一化的相干矩阵中的元素的值小于所述预设阈值时，令小于所述预设阈值的元素与所述附加值相减，得到新的元素，以获得增强处理的相干矩阵。
[0189]
这里，对所述归一化的相干矩阵中的每一个元素均判断所述归一化的相干矩阵中的每一个元素的值是否大于预设阈值。当所述归一化的相干矩阵中的元素的值大于预设阈值时，令大于所述预设阈值的元素与预设的附加值相加，得到新的元素；当所述归一化的相干矩阵中的元素的值小于所述预设阈值时，令小于所述预设阈值的元素与所述附加值相减，得到新的元素，从而获得增强处理的相干矩阵。
[0190]
值得说明的是，该预设阈值根据断裂区域与非断裂区域的值来确定，其目的是要明显区分断裂区域与非断裂区域。该附加值则根据实际需要确定，其目的是要明显让相干矩阵中表征断裂区域与非断裂区域的元素明显区分。
[0191]
可选地，所述系统还包括：
[0192]
后处理模块，配置为将所述增强处理的相干矩阵中大于1的元素均重置为1，获得新的增强处理的相干矩阵。
[0193]
这里，为防止增强处理的相干矩阵中的相干值加上附加值会大于1，在获得增强处理的相干矩阵之后，再将增强处理的相干矩阵中所有大于1的相干值归为1。
[0194]
可选地，所述地震相干处理模块具体配置为：
[0195]
利用第三代相干算法对所述叠后地震数据进行地震相干处理，获得相干矩阵；其中，所述第三代相干算法为：
[0196]
[0197]
其中，c3为相干矩阵，λj为叠后地震数据中的第j个特征值，j为特征值的总数。
[0198]
这里，相干体技术是一项重要的地震属性技术，它通过计算相邻地震道波形的相似性将三维地震数据体转换为相干数据体，突出了波形的不连续性特征。因此，相干体能够度量由于构造、地层、岩性、油气等因素的变化所引起的地震响应的横向变化，从而有效揭示断层、裂缝、岩性体边缘和不整合等地质现象，反映地质异常特征的平面展布。
[0199]
其中，第三代相干体算法是通过计算地震数据体的本征值获得的，在算法分析中，首先从给定的分析时窗内提取多道地震数据生成样点矢量，由这些样点矢量构成矩阵：
[0200][0201]
该矩阵对应的协方差矩阵为：
[0202][0203]
该协方差矩阵是一个对称的、半正定矩阵，其所有的本征值大于或等于0。
[0204]
通过所述第三代相干算法计算该协方差矩阵的本征值与本征向量，该第三代相干算法为：
[0205][0206]
其中，c3为相干矩阵，λj为叠后地震数据中的第j个特征值，j为特征值的总数。
[0207]
实施例五
[0208]
根据本发明的实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例任一项所述的地层断裂识别方法。
[0209]
其中，存储介质可以是如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、随机访问存储器(ram)、静态随机访问存储器(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、app应用商城等等。
[0210]
实施例六
[0211]
根据本发明的实施例，还提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如上述实施例任一项所述的地层断裂识别方法。
[0212]
可以理解，电子设备还可以包括，输入/输出(i/o)接口，以及通信组件。
[0213]
其中，处理器用于执行如述实施例任一项所述的暗河厚度预测方法中的全部或部
分步骤。存储器用于存储各种类型的数据，这些数据例如可以包括电子设备中的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。
[0214]
所述处理器可以是专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、数字信号处理设备(digital signal processing device，简称dspd)、可编程逻辑器件(programmable logic device，简称pld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行述实施例任一项所述的暗河厚度预测方法。
[0215]
所述存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(static random access memory，简称sram)，电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，简称eeprom)，可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory，简称eprom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，简称prom)，只读存储器(read-only memory，简称rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
[0216]
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，第三代相干技术在实际生产应用中对于中小尺度断裂无法做到准确检测与识别。本发明提供一种地层断裂识别方法、系统、存储介质以及电子设备，通过对第三代相干技术计算得到的相干矩阵进行差异化处理、归一化处理以及增强处理，能够在很大程度上增大相干属性对中小尺度断裂的敏感程度，能够较好地将中小尺度断裂显示在相干平面上，并且使大断裂的成像更加准确，提高了地震相干算法的实用性和适用性，从而有助于相干属性在实际断裂检测和识别中得到更好的应用。
[0217]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
[0218]
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
[0219]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0220]
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0221]
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。