專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于Contourlet變換的地震多屬性融合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地震資料油氣預(yù)測(cè)、油氣資源勘探及信號(hào)處理應(yīng)用領(lǐng)域，是一種利用Contourlet變換實(shí)現(xiàn)地震多屬性融合的方法，采用本發(fā)明方法得到的地震屬性融合結(jié)果信息量豐富、分辨率高，且消除了冗余信息，從而降低了單一地震屬性油氣預(yù)測(cè)的多解性，為降低油氣勘探開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)做出科學(xué)合理的指導(dǎo)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，地震屬性技術(shù)發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于地層層序分析、油藏特征描述以及油藏動(dòng)態(tài)檢測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域，成為了油藏地球物理的核心部分。地震屬性也從早期的振幅屬性發(fā)展到目前常用的數(shù)百種。因此，利用地震屬性來(lái)研究地下儲(chǔ)層的物性，乃至流體識(shí)別具有很大的前景。然而，每一種地震屬性都只對(duì)某些地質(zhì)特征敏感，利用各種地震屬性信息解釋復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題時(shí)，由于地質(zhì)因素、觀(guān)測(cè)條件、測(cè)量精度、處理方式和主觀(guān)因素等限制因 素，使用單一地震屬性來(lái)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的多解性，缺乏可信度。并且多種地震屬性信息參數(shù)按各自的方法原理和特征變化進(jìn)行解釋?zhuān)锌赡墚a(chǎn)生相互矛盾的結(jié)果。因此，開(kāi)展地震多屬性融合技術(shù)研究有利于降低多解性，能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行地下儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)及流體識(shí)另O，為降低油氣勘探開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)做出科學(xué)合理的指導(dǎo)，是目前國(guó)外許多石油公司及科研機(jī)構(gòu)的研究重點(diǎn)之地震多屬性融合就是利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)兩種或兩種以上地震屬性進(jìn)行綜合的有效手段，是地震屬性分析、綜合解釋必備手段?？v觀(guān)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，多屬性綜合或融合的基本理論和方法大多借用了多源信息融合理論及模式。目前，常用的融合手段和方法有(I)多屬性或解釋結(jié)果的人工疊合方法該方法屬于低級(jí)融合，精度不高，需要人工配準(zhǔn)。(2)基于屬性切片的圖像融合方法該方法為一種較好的計(jì)算機(jī)自動(dòng)融合方法，主要思想來(lái)源于多光譜遙感圖像處理技術(shù)，目前主要采用RGB-HIS顏色信息的2D信息融合。該方法的主要難度和影響精度的因素是屬性源的配準(zhǔn)問(wèn)題。(3)基于地震屬性數(shù)據(jù)的融合該方法是在屬性數(shù)據(jù)上(1D、2D或3D)進(jìn)行，融合效果和精度顯然優(yōu)于已經(jīng)成像后基于圖像的融合。目前，利用小波多分辨分析可以實(shí)現(xiàn)地震多屬性融合，根據(jù)Mallat給出的多尺度分解與重構(gòu)算法，將多種經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的地震屬性在不同尺度上進(jìn)行分解，分解到粗尺度上的信號(hào)稱(chēng)為平滑信號(hào)(低頻分量)，分解到細(xì)尺度上的信號(hào)稱(chēng)為細(xì)節(jié)信號(hào)(高頻分量)，其細(xì)節(jié)特征按分辨率的大小映射到各自的塔式結(jié)構(gòu)中，本著在相同分辨率下進(jìn)行信息融合的原則，在對(duì)應(yīng)層不同的頻率段進(jìn)行融合。通常情況下，低頻分量采用加權(quán)平均融合規(guī)貝U，對(duì)高頻分量則采用區(qū)域方差協(xié)方差融合或加權(quán)融合準(zhǔn)則，最終得到融合后的小波金字塔。對(duì)融合所得的小波金字塔進(jìn)行小波逆變換，所得到的重構(gòu)信號(hào)即為地震屬性融合結(jié)果。基于小波多分辨分析的地震多屬性融合方法，可以很好的描述信號(hào)的空域和時(shí)域的局部化特征，能夠高效地對(duì)一維分段連續(xù)信號(hào)進(jìn)行分析，但小波變換在一維所具有的特性并不能簡(jiǎn)單地推廣到二維或更高維。由一維小波張成的可分離小波只具有有限的方向，是各向同性的，無(wú)法精確地表達(dá)信號(hào)邊緣的方向，也不能“最優(yōu)”表示含“線(xiàn)”或“面”奇異的二維信息，缺乏平移不變性和方向敏感性，使小波變換的應(yīng)用受到了一定的限制。而事實(shí)上具有線(xiàn)或面奇異的函數(shù)在高維空間中非常普遍。例如，自然物體光滑邊界使得自然信號(hào)的不連續(xù)性往往體現(xiàn)為光滑曲線(xiàn)上的奇異性，而并不僅僅是點(diǎn)奇異。可見(jiàn)，在高維情況下，小波變換并不能充分利用數(shù)據(jù)本身特有的幾何特征，并不是最優(yōu)的或者說(shuō)“最稀疏”的函數(shù)表示算法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)背景技術(shù)中小波變換存在的問(wèn)題，研究設(shè)計(jì)了一種基于Contourlet變換的地震多屬性融合方法，通過(guò)對(duì)信號(hào)的多分辨率、多方向性、局部化特性及各向異性的表示，提高描述屬性信息的有效性，達(dá)到充分利用現(xiàn)有的各種屬性信息，提高地 震目標(biāo)標(biāo)定的準(zhǔn)確性，從而能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及流體識(shí)別。本發(fā)明解決小波變換存在的問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下—種基于Contourlet變換的地震多屬性融合方法,包括以下步驟①讀入同一地質(zhì)體的兩種或多種二維地震屬性數(shù)據(jù)。如均方根振幅屬性、相干體切片屬性等。②將步驟①中讀入的地震屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括地震屬性的異常點(diǎn)剔除和標(biāo)準(zhǔn)化處理。目前，多信息儲(chǔ)層預(yù)測(cè)可用的地震屬性數(shù)據(jù)量大，在對(duì)眾多屬性融合之前，必須對(duì)地震屬性進(jìn)行預(yù)處理，主要有以下兩個(gè)原因一是由于在采集或者提取屬性數(shù)據(jù)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一些提取錯(cuò)誤的值，即異常點(diǎn)，這些離群異常值的存在對(duì)后面的標(biāo)準(zhǔn)化處理及屬性融合處理有著致命的影響。二是由于不同地震屬性的單位、量綱以及數(shù)值大小、變化范圍不相同，某些屬性特征往往會(huì)淹沒(méi)在區(qū)域背景上，不能直接使用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)屬性融合。如果，直接使用原始數(shù)據(jù)，就會(huì)突出絕對(duì)值大的屬性，而壓制絕對(duì)值小的屬性，為避免這種不合理現(xiàn)象，需要將各個(gè)屬性值換算到統(tǒng)一的規(guī)范尺度之下，即標(biāo)準(zhǔn)化處理(歸一化處理)。首先，對(duì)讀入的每種地震屬性分別進(jìn)行去噪處理，即去掉地震屬性的異常點(diǎn)和毛刺。通常屬性數(shù)據(jù)的異常點(diǎn)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于或者小于平均值，可能會(huì)超出屬性范圍，本發(fā)明由公式(I)來(lái)判斷異常點(diǎn)，滿(mǎn)足該公式的點(diǎn)即為異常點(diǎn)，并用鄰值代替法來(lái)處理異常點(diǎn)，用前面一個(gè)數(shù)據(jù)代替異常點(diǎn)。/-/ > (Xiax + Zmin )12(I)式中f、/、fmax和fmin分別為原始屬性值、平均值、最大數(shù)據(jù)和最小數(shù)據(jù)。然后，對(duì)剔除異常點(diǎn)的地震屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即歸一化處理。本發(fā)明采用極差正規(guī)化進(jìn)行歸一化處理，將屬性的每個(gè)數(shù)據(jù)減去該屬性的最小值，然后除以該屬性的極差。標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)都在(Ti的范圍內(nèi)，最大值為1，最小值為O。具體變換公式為
權(quán)利要求
1.一種基于Contourlet變換的地震多屬性融合方法，其特征在于包括以下步驟 ①讀入同一地質(zhì)體的兩種或多種二維地震屬性數(shù)據(jù)； ②將步驟①中讀入的地震屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括地震屬性的異常點(diǎn)剔除和標(biāo)準(zhǔn)化處理； ③將預(yù)處理后的地震屬性數(shù)據(jù)分別進(jìn)行多級(jí)Contourlet變換，并根據(jù)地震屬性反應(yīng)信息情況進(jìn)行加權(quán)融合，得到融合低頻分量和融合的不同尺度不同方向上的高頻分量； ④進(jìn)行Contourlet逆變換，即將步驟③中得到的融合低頻分量和融合的不同尺度不同方向上的高頻分量進(jìn)行Contourlet重構(gòu)，從而得到最后的地震屬性融合結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于Contourlet變換的地震多屬性融合方法，其特征在于所述步驟②中的地震屬性的異常點(diǎn)剔除和標(biāo)準(zhǔn)化處理包括以下步驟 a、由公式(I)來(lái)判斷異常點(diǎn)，滿(mǎn)足該公式的點(diǎn)即為異常點(diǎn)，并用鄰值代替法來(lái)處理異常點(diǎn)，用前面一個(gè)數(shù)據(jù)代替異常點(diǎn)；
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于Contourlet變換的地震多屬性融合方法，其特征在于所述步驟③中進(jìn)行多級(jí)Contourlet變換得到多分辨率、多方向的Contourlet系數(shù),然后根據(jù)地震屬性反應(yīng)的目標(biāo)情況設(shè)定相應(yīng)的權(quán)值，將各種地震屬性的高頻分量和低頻分量分別進(jìn)行加權(quán)融合，得到變換域的高頻融合分量和低頻融合分量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于Contourlet變換的地震多屬性融合方法，其特征在于所述步驟③中的多級(jí)Contourlet變換利用拉普拉斯金字塔變換和方向?yàn)V波器組實(shí)現(xiàn)，首先將信號(hào)進(jìn)行LP多尺度分解，然后將經(jīng)過(guò)LP分解產(chǎn)生的高頻子帶輸入DFB，DFB對(duì)LP分解后的高頻子帶進(jìn)行方向分解，變換在LP分解后的低頻子帶上迭代進(jìn)行，并逐漸將點(diǎn)奇異連成線(xiàn)形結(jié)構(gòu)，從而捕獲信號(hào)的輪廓，最終，Contourlet變換將信號(hào)分解到多尺度多方向的Contourlet域內(nèi)，形成Contourlet系數(shù),從而用于加權(quán)融合處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于Contourlet變換的地震多屬性融合方法，其特征在于所述拉普拉斯金字塔是由一個(gè)二通道的濾波器組和采樣矩陣組成，為實(shí)現(xiàn)多尺度的分解，采用濾波器組迭代，濾波器組構(gòu)成如下
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于Contourlet變換的地震多屬性融合方法，其特征在于 所述方向?yàn)V波器組為一個(gè)二通道的濾波器組，為得到更精確地分解，采用迭代的方向性濾波器組，下一級(jí)的濾波器組由上一級(jí)的濾波器組采用梅花矩陣進(jìn)行上采樣構(gòu)成，梅花矩陣
全文摘要
本發(fā)明屬于地震資料油氣預(yù)測(cè)、油氣資源勘探及信號(hào)處理應(yīng)用領(lǐng)域，提供了一種基于Contourlet變換的地震多屬性融合方法，通過(guò)對(duì)信號(hào)的多分辨率、多方向性、局部化特性及各向異性的表示，提高描述屬性信息的有效性，達(dá)到充分利用現(xiàn)有的各種屬性信息，提高地震目標(biāo)標(biāo)定的準(zhǔn)確性，從而能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及流體識(shí)別。
文檔編號(hào)G01V1/30GK102879822SQ201210365998
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者彭真明, 謝成芳, 李全忠, 趙敏, 黃振星, 張偉, 王圣川, 張萍 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)