本公開實(shí)施例涉及斷裂識(shí)別，具體涉及一種地層斷裂識(shí)別方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、基于地震資料進(jìn)行地層斷裂識(shí)別的方法主要體現(xiàn)在各種屬性(如相干、曲率、邊緣檢測(cè))的應(yīng)用，主要用于刻畫大尺度斷裂。對(duì)于微小尺度斷裂和裂縫，近年來主要有螞蟻屬性、相干加強(qiáng)屬性和最大似然屬性。螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于地震資料的斷裂自動(dòng)識(shí)別。在頁巖中利用螞蟻?zhàn)粉欁R(shí)別潛在的裂縫發(fā)育帶的研究，曾經(jīng)在黃金壩區(qū)塊和長(zhǎng)寧區(qū)塊使用，應(yīng)用效果較好。afe相干加強(qiáng)技術(shù)最初運(yùn)用于paradigm軟件，隨后cgg的insight?earth軟件也采用該方法，但算法有差別，最大似然屬性目前在paradigm軟件、landmark軟件和vva軟件有相應(yīng)模塊，但計(jì)算結(jié)果受參數(shù)影響大。

2、從識(shí)別精度上來看，現(xiàn)階段的相干、曲率、邊緣檢測(cè)等方法對(duì)大尺度地層斷裂識(shí)別準(zhǔn)確度較高，與實(shí)鉆相符，但是對(duì)于斷距小于20米的斷裂，該類屬性上無法體現(xiàn)。螞蟻、相干加強(qiáng)和最大似然屬性精度較高，能表征比相干、曲率、邊緣檢測(cè)無法識(shí)別的小尺度斷裂信息，但受參數(shù)影響大、計(jì)算可信度較低，與實(shí)鉆符合率僅僅60％左右。為了提高精度，往往采用激進(jìn)的計(jì)算參數(shù)，卻造成預(yù)測(cè)斷裂過度發(fā)育。從安全生產(chǎn)角度出發(fā)，前期在鉆井和壓裂設(shè)計(jì)中對(duì)這些識(shí)別出的斷裂均進(jìn)行了預(yù)防，但在后期的工程實(shí)踐中證實(shí)大量預(yù)測(cè)斷裂并不存在，導(dǎo)致部分預(yù)防措施反而影響鉆井和儲(chǔ)層改造效果，也增加了工程成本。

3、從方法原理上看，傳統(tǒng)地層斷裂識(shí)別方法分為兩大類。一是根據(jù)地層越彎曲、斷裂越發(fā)育的原理，檢測(cè)地震資料反射同相軸的構(gòu)造起伏形態(tài)來間接預(yù)測(cè)裂縫位置，如曲率等屬性。另一類根據(jù)地層出現(xiàn)錯(cuò)段的原理，檢測(cè)地震資料每個(gè)地震道與相鄰地震道之間的相關(guān)性或相似性來判斷是否存在斷裂，如相干、邊緣檢測(cè)、afe和最大似然屬性等。這兩類方法存在的問題是：可信度高的地層斷裂識(shí)別方法精度低，精度高的地層斷裂識(shí)別方法可信度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開實(shí)施例提供一種地層斷裂識(shí)別方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決或緩解現(xiàn)有技術(shù)中的以上一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題。

2、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種地層斷裂識(shí)別方法，包括：

3、形成扭曲構(gòu)造速度模型；

4、隨機(jī)給定斷裂中心點(diǎn)位置，生成任意產(chǎn)狀的斷裂，將斷裂的斷面片設(shè)置為薄、厚兩種，與所述扭曲構(gòu)造速度模型結(jié)合，得到斷裂地質(zhì)模型；

5、將隨機(jī)主頻雷克子波與所述斷裂地質(zhì)模型褶積，得到斷裂合成地震模型，設(shè)定為樣本數(shù)據(jù)；

6、對(duì)所述樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，得到斷裂與地震數(shù)據(jù)的非線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練模型；

7、通過所述深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練模型對(duì)實(shí)際地震數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到實(shí)際地震數(shù)據(jù)斷裂識(shí)別結(jié)果。

8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述形成扭曲構(gòu)造速度模型包括：

9、根據(jù)測(cè)井資料的速度與密度曲線、構(gòu)造解釋層位和地震分層資料，建立二維水平速度模型；

10、在所述二維水平速度模型上進(jìn)行垂向位移，形成扭曲構(gòu)造速度模型。

11、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在所述二維水平速度模型上進(jìn)行垂向位移，形成扭曲構(gòu)造速度模型包括：

12、設(shè)二維水平速度模型為v(x,z)；

13、在所述二維水平速度模型v(x,z)上進(jìn)行垂向位移，產(chǎn)生扭曲構(gòu)造速度模型v(x′,z′)，垂向位移公式為：

14、

15、式中，x,z分別為二維水平速度模型v(x,z)的水平坐標(biāo)與深度坐標(biāo)，x′,z′分別為扭曲構(gòu)造速度模型v(x′,z′)的水平坐標(biāo)與深度坐標(biāo)，zm(x)為垂向位移量，m(zm)表示垂向位移后產(chǎn)生的位移場(chǎng)。

16、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述隨機(jī)給定斷裂中心點(diǎn)位置，生成任意產(chǎn)狀的斷裂，與所述扭曲構(gòu)造速度模型結(jié)合，得到斷裂地質(zhì)模型包括：

17、在所述扭曲構(gòu)造速度模型中，隨機(jī)給定斷裂中心點(diǎn)位置(x0,y0,z0)、橢圓長(zhǎng)軸lx和橢圓短軸ly，生成水平橢圓斷裂面；

18、當(dāng)所述水平橢圓斷裂面生成時(shí)賦值1，否則賦值0；

19、對(duì)所述水平橢圓斷裂面進(jìn)行隨機(jī)方位角、傾角旋轉(zhuǎn)，得到任意產(chǎn)狀的斷裂；

20、在斷裂處對(duì)扭曲構(gòu)造速度模型進(jìn)行位移，得到含斷裂的斷裂地質(zhì)模型。

21、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述水平橢圓斷裂面生成時(shí)賦值1，否則賦值0包括：

22、建立距離公式：

23、

24、式中，lx為橢圓長(zhǎng)軸，ly為橢圓短軸，x0為斷裂中心的橫坐標(biāo)，y0為斷裂中心的縱坐標(biāo)，x為待求點(diǎn)的橫坐標(biāo)，y為待求點(diǎn)的縱坐標(biāo)，dis(x,y)為待求點(diǎn)(x,y)距斷裂中心(x0,y0)的距離；

25、對(duì)水平橢圓斷裂面進(jìn)行賦值：

26、f(x,y,z_0)＝0?dis(x,y)>0；

27、f(x,y,z_0)＝1?dis(x,y)≤0；

28、式中，f(x,y,z_0)表示橢圓斷裂面。

29、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，包括：在所述將隨機(jī)主頻雷克子波與所述斷裂地質(zhì)模型褶積，得到斷裂合成地震模型，設(shè)定為樣本數(shù)據(jù)之后包括：對(duì)所述斷裂合成地震模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，包括：

30、將128×128個(gè)元素的地震剖面作為特征圖像輸入，增加兩個(gè)3×3卷積層與激活層，在斷裂合成地震模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框架中設(shè)定卷積前后圖像大小不變；

31、進(jìn)行2×2池化，特征圖像大小減半，并繼續(xù)加入卷積層與relu激活層；

32、如此循環(huán)迭代四次，每次循環(huán)將特征圖像數(shù)量增加兩倍；

33、當(dāng)斷裂合成地震模型特征圖像大小為16×16，再進(jìn)行上采樣還原成32×32，并與第三次循環(huán)的結(jié)果合并，繼續(xù)卷積層激活層，并上采樣；

34、當(dāng)特征圖像大小還原成128×128，經(jīng)過卷積層與激活層后，進(jìn)行3×3卷積與激活；

35、用1×1卷積方式降維，將特征圖像數(shù)量降到1個(gè)128×128的圖像。

36、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述隨機(jī)給定斷裂中心點(diǎn)位置，生成任意產(chǎn)狀的斷裂，將斷裂的斷面片設(shè)置為薄、厚兩種，與所述扭曲構(gòu)造速度模型結(jié)合，得到斷裂地質(zhì)模型包括：

37、生成一個(gè)水平面，隨機(jī)生成傾角、方位角；

38、按照傾角、方位角旋轉(zhuǎn)水平面，形成斷裂面初步產(chǎn)狀；

39、在斷裂面施加隨機(jī)范圍位移量，產(chǎn)生斷面起伏；

40、生成兩個(gè)三維0值離散數(shù)據(jù)，設(shè)置兩個(gè)距離閾值dz1,dz2,且dz1>dz2，其中一個(gè)三維0值離散數(shù)據(jù)中對(duì)離斷裂面距離小于dz1的離散點(diǎn)賦值1，形成低分辨率斷裂屬性體，另一個(gè)三維離散數(shù)據(jù)中對(duì)于離斷裂面距離小于dz2的離散點(diǎn)賦值1，形成斷裂高分辨率屬性體；

41、沿低分辨率斷裂屬性體和高分辨率斷裂屬性體斷裂面兩側(cè)，對(duì)扭曲構(gòu)造速度模型進(jìn)行位移，得到低分辨率斷裂地質(zhì)模型和高分辨率斷裂地質(zhì)模型。

42、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，包括：

43、將所述低分辨率斷裂屬性體作為輸入標(biāo)簽，將高分辨率屬性體作為輸出標(biāo)簽，進(jìn)行深度網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，形成高分辨率斷裂轉(zhuǎn)換模型。

44、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種地層斷裂識(shí)別系統(tǒng)，包括：

45、形成單元，用于形成扭曲構(gòu)造速度模型；

46、結(jié)合單元，用于隨機(jī)給定斷裂中心點(diǎn)位置，生成任意產(chǎn)狀的斷裂，將斷裂的斷面片設(shè)置為薄、厚兩種，與所述扭曲構(gòu)造速度模型結(jié)合，得到斷裂地質(zhì)模型；

47、褶積單元，用于將隨機(jī)主頻雷克子波與所述斷裂地質(zhì)模型褶積，得到斷裂合成地震模型，設(shè)定為樣本數(shù)據(jù)；

48、建立單元，用于對(duì)所述樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，得到斷裂與地震數(shù)據(jù)的非線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練模型；

49、計(jì)算單元，用于通過所述深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練模型對(duì)實(shí)際地震數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到實(shí)際地震數(shù)據(jù)斷裂識(shí)別結(jié)果。

50、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述形成單元包括：

51、建立模塊，用于根據(jù)測(cè)井資料的速度與密度曲線、構(gòu)造解釋層位和地震分層資料，建立二維水平速度模型；

52、形成模塊，用于在所述二維水平速度模型上進(jìn)行垂向位移，形成扭曲構(gòu)造速度模型。

53、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述形成模塊用于：

54、設(shè)二維水平速度模型為v(x,z)；

55、在所述二維水平速度模型v(x,z)上進(jìn)行垂向位移，產(chǎn)生扭曲構(gòu)造速度模型v(x′,z′)，垂向位移公式為：

56、

57、式中，x,z分別為二維水平速度模型v(x,z)的水平坐標(biāo)與深度坐標(biāo)，x′,z′分別為扭曲構(gòu)造速度模型v(x′,z′)的水平坐標(biāo)與深度坐標(biāo)，zm(x)為垂向位移量，m(zm)表示垂向位移后產(chǎn)生的位移場(chǎng)。

58、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述結(jié)合單元用于：

59、在所述扭曲構(gòu)造速度模型中，隨機(jī)給定斷裂中心點(diǎn)位置(x0,y0,z0)、橢圓長(zhǎng)軸lx和橢圓短軸ly，生成水平橢圓斷裂面；

60、當(dāng)所述水平橢圓斷裂面生成時(shí)賦值1，否則賦值0；

61、對(duì)所述水平橢圓斷裂面進(jìn)行隨機(jī)方位角、傾角旋轉(zhuǎn)，得到任意產(chǎn)狀的斷裂；

62、在斷裂處對(duì)扭曲構(gòu)造速度模型進(jìn)行位移，得到含斷裂的斷裂地質(zhì)模型。

63、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述水平橢圓斷裂面生成時(shí)賦值1，否則賦值0包括：

64、建立距離公式：

65、

66、式中，lx為橢圓長(zhǎng)軸，ly為橢圓短軸，x0為斷裂中心的橫坐標(biāo)，y0為斷裂中心的縱坐標(biāo)，x為待求點(diǎn)的橫坐標(biāo)，y為待求點(diǎn)的縱坐標(biāo)，dis(x,y)為待求點(diǎn)(x,y)距斷裂中心(x0,y0)的距離；

67、對(duì)水平橢圓斷裂面進(jìn)行賦值：

68、f(x,y,z_0)＝0?dis(x,y)>0；

69、f(x,y,z_0)＝1?dis(x,y)≤0；

70、式中，f(x,y,z_0)表示橢圓斷裂面。

71、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，包括：簡(jiǎn)化單元，用于對(duì)所述斷裂合成地震模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，包括用于：

72、將128×128個(gè)元素的地震剖面作為特征圖像輸入，增加兩個(gè)3×3卷積層與激活層，在斷裂合成地震模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框架中設(shè)定卷積前后圖像大小不變；

73、進(jìn)行2×2池化，特征圖像大小減半，并繼續(xù)加入卷積層與relu激活層；

74、如此循環(huán)迭代四次，每次循環(huán)將特征圖像數(shù)量增加兩倍；

75、當(dāng)斷裂合成地震模型特征圖像大小為16×16，再進(jìn)行上采樣還原成32×32，并與第三次循環(huán)的結(jié)果合并，繼續(xù)卷積層激活層，并上采樣；

76、當(dāng)特征圖像大小還原成128×128，經(jīng)過卷積層與激活層后，進(jìn)行3×3卷積與激活；

77、用1×1卷積方式降維，將特征圖像數(shù)量降到1個(gè)128×128的圖像。

78、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述結(jié)合單元用于：

79、生成一個(gè)水平面，隨機(jī)生成傾角、方位角；

80、按照傾角、方位角旋轉(zhuǎn)水平面，形成斷裂面初步產(chǎn)狀；

81、在斷裂面施加隨機(jī)范圍位移量，產(chǎn)生斷面起伏；

82、生成兩個(gè)三維0值離散數(shù)據(jù)，設(shè)置兩個(gè)距離閾值dz1,dz2,且dz1>dz2，其中一個(gè)三維0值離散數(shù)據(jù)中對(duì)離斷裂面距離小于dz1的離散點(diǎn)賦值1，形成低分辨率斷裂屬性體，另一個(gè)三維離散數(shù)據(jù)中對(duì)于離斷裂面距離小于dz2的離散點(diǎn)賦值1，形成斷裂高分辨率屬性體；

83、沿低分辨率斷裂屬性體和高分辨率斷裂屬性體斷裂面兩側(cè)，對(duì)扭曲構(gòu)造速度模型進(jìn)行位移，得到低分辨率斷裂地質(zhì)模型和高分辨率斷裂地質(zhì)模型。

84、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，包括：

85、訓(xùn)練單元，用于將所述低分辨率斷裂屬性體作為輸入標(biāo)簽，將高分辨率屬性體作為輸出標(biāo)簽，進(jìn)行深度網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，形成高分辨率斷裂轉(zhuǎn)換模型。

86、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種地層斷裂識(shí)別設(shè)備，包括：

87、處理器以及存儲(chǔ)器；

88、所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，所述處理器調(diào)用所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，以執(zhí)行上述任一項(xiàng)所述的地層斷裂識(shí)別方法。

89、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器能夠執(zhí)行上述任一項(xiàng)所述的地層斷裂識(shí)別方法。

90、本公開的示例性實(shí)施例具有以下有益效果：本公開的示例性實(shí)施例，通過地震數(shù)據(jù)與斷裂、低分辨率與高分辨率斷裂建模，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)訓(xùn)練深度網(wǎng)絡(luò)，首先建立地震數(shù)據(jù)與斷裂的非線性關(guān)系，然后建立低分辨率斷裂與高分辨率斷裂的非線性關(guān)系，兩步處理，形成完整斷裂識(shí)別流程，使得斷裂特征識(shí)別清晰，并且沒有地層信息的干擾。

91、本技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)在下面的附圖和描述中提出。本技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從說明書附圖變得明顯。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。