含油气盆地分析课件松人机联作解释

含油气盆地分析长江大学地球科学学院主讲人:胡望水20032003年11月人机联作解释技术

人机联作解释就是解释员在计算机的帮助下，进行的地质、地球物理资料的综合解释工作．其英文是InteractiveInterpretation，也常常被译为交互解释．

辅助解释员做地震解释工作的计算机系统就被称为：人机联作地霞解释系统，有时简称为解释系统。为区分起见，我们称常规的地震解释为：手工纸剖面地震解释。也就是说，目前从解释方式来说，地震资料解释有两种方式，即一是传统的手工纸剖面解释，二是计算机辅助的人机联作解释。那么人机联作解释相对于纸剖面解释来说有什么不同呢?这些不同也是人机联作地震解释的特点。概念和特点一、概念

①工作方式轻松、方便、灵活传统的人工纸剖面地震解释所用的地震资料是以纸剖面的形式存放的，工作的时候是用铅笔和橡皮在纸剖面上进行层位断层的勾绘，有解释经验的同志知道，地震资料的解释是很复杂的工作，往往经过多次修改才能得到较好的解释方．所以用纸剖面来记录地震数据既难以长久保存，也难以管．而以人机联作方式进行地震解释时，解释用到的所有资料都是存放在计算机的磁盘上。这些资料包括：工区测网、地震数据、测井曲线、综合录井图以及vsP资料，合成地震记录、地震正演模型等等。二、特点

根据解释员的需要，这些数据任何一种的何一部分，都可以由解释系统自动显示在图象监视器的荧光屏上。解释员只需坐在桌前用定位器在荧光屏上进行解释工作，他可以随时修改解释方案．只要给一个命令，解释系统会把解释员希望修改的部分完全去掉，只保留他想要的部分，而不必担心数据显示的清晰度(在纸剖面解释时，如果修改次数多了，剖面上的地震波形就会模糊不清，因而影响了进一步的解释工作)解释工作完成后，计算机会进行层位迫踪把断层数据自动准确地记录下来以备最后成图时使用。总之人机联作解释工作方式要比纸剖面解释的工作方式轻松方便得多，解释系统在解释过程的每一步，都为解释员减轻了负担。

②高效率和高精度应该说，解释系统最初的作用，也是目前发展最快应用最多的部分是它的绘图功能。所有的解释系统都有自己专门的绘图软件包，它能将存在数据库中的反射层和断层数据自动展到测网上，并根据解释员的要求进行不均匀数据的网络化，绘制等值线及各种成果图．由于在人机联作解释地震数据过程中，计算机承担下大部分繁重而费时的工作，如资料管理、解释的反射层和断层数据的记录以及绘等值线和成果图时的屣数据和数据内插等费时费力的工作，从而使解释工作的效率大大高于人工纸剖面解释，这是因为在上述那些费时费力的工作中，人的效率与计算机的工作效率是无法比拟的。

物探局解释中心曾以静安堡的三维资料解释为例，统计并对比了人机联作解释和普通的人工纸剖面解释的工作效率，结果是：人机联作解释的时效在剖面解释(即反射层和断层的追踪对比)时是人工纸剖面解释的12倍，在绘构造图时是100倍，在最后显示绘制成果图时是60倍。当然这统计结果对不同的解释员和使用不同的解释系统时会不完全一样，但我们据此可以对人机联作解释的高效率有一个实际的了解。由于计算机解释系统承担了大量繁琐费时的工作，使解释员有时间有精力去深入分析研究已有的各种资料，而解释系统又提供了多种手段，使得解释员有办法去搞精细的解释工作，所以，无论在剖面解释上还是在成果图的绘制上，人机联作解释的精度都很高。当然，解释精度的高低在很大程度上也还取决于解释员的水平和素质。

③对解释员的水平要求高因为人机联作解释时，通常是解释员自己一个人面对计算机以及数据库中勘探工区的所有数据。因此对解释员有以下几点要求：第一要有计算机的基础知识及应用能力，至少应懂得操作系统，会使用解释系统，会管理自己的数据文件等。第二要有全面深入的物探知识，即有丰富的地震资料解释经验，又有扎实的信号分析和地震数据处理方法的基础，以便更清楚地认识待解释的地震资料，如经过哪些数字处理，这些处理会对地震信号的波形、频谱等有何影响等等．因为目前的解释系统大多提供了许多叠后处理分析手段(如三瞬剖面、子波处理、声阻抗剖面、合成地震记录等)，要求解释员能够充分利用这些手段，来获得更多的有利于地震解释的信息，以提高解释精度。

第三能够熟练应用地质、测井及重磁电等其它勘探数据，对地震资料进行综合解释，充分发挥解释系统集所有勘探数据为一体的优势。

总之，人机联作解释具有人工纸剖面解释所无法比拟的灵活、方便、高精度相高效率，但也要求有更高水平的解释员。确切地说，这样的解释员应是精通勘探各领域的专家，并有一定的英语水平和计算机应用能力，否则人机联作解释的高效率和高精度是不易达到的。

人机联作解释的基本设备就是人机联作地震解释系统，即带有地震解释软件的计算机。由于计算机都是由软件和硬件构成的，所以，解释系统亦包括相应的硬件和软件。基本设备

解释系统的硬件是计算机及必需的外围设备，按其各自的作用可分为四部分：

1、主机系统负责中央控制、数学运算及图象处理，由计算机中央处理器CPU，阵列处理机AP、图象处理器GP及系统和用户磁盘组成。一．硬件设备2、数据输入系统用于输入各种勘探数据，其中包括：①磁带机TAPE，用来输入处理后的地震数据和测井数据(记在磁带上的测井数据)，解释系统用的磁带机一般是三种密度的，即有6250,1600；800BPI等三种密度。②数字化桌DIGITIZER，记录在纸剖面上的测井曲线，重、磁、电数据及综合录井图等都可以用数字化桌输入到计算机的存贮设备上·③字符终端TERMINAL，主要是用来输入工区测网的测量数据，如大地座标、道间距、线间距等。3、工作站：数据输入计算机之后的基本工作都是在工作站上进行的，它包括：工两个彩色图像监视器GRAPHICMONITOR，用来显示各种解释用的资料，如工区测网、地震剖面、测井曲线等等及最后绘图显示。②字符终端：田来输入解释用的参数、控制解释过程、人机对话等。⑧小数字化板TABLET：小数字化板连同其附带的定位器可用来选菜单、在图像监视器的荧光屏上进行地震解释工作以及人机对话等等。4、数据输出系统：其作用就是输出各种数据和图表。其中包括：①行打机LINEPRINTER：用于数据列表输出．

②绘图仪PLOTTERs单色(或黑白)绘图仪用来输出地震剖面，而彩色绘图仪常用来绘制最后的成果图件．③屏幕硬拷贝彩色绘图机SCREENHARDCOPYPIOTTER：用来直接拷贝彩色图像监视器屏幕上的任何图像。

④照像机CAMERA：将图像监视器荧光屏上出现的图像用照像机摄下，制成35毫米的幻灯正片，有的解释系统是将电信号直接转为光信号送给照像机的，此时还可以做20—25毫米大小的投影片，这对工作汇报是很有用的。硬件组成框图

一种解释系统性能的好坏，在很大程度上取决于该系统的软件，特别是其应用软件。从前面的介绍可以看到，人机联作解释所需要的硬件设备．都是很一般的通用设备，而配在硬件上的软件才是生产解释系统的各厂家激烈竞争的焦点。目前看来，至少具备下述软件的解释系统，才能在市场上有竞争力，或者说才能基本满足人机联作解释的需要。

1、系统软件

系统软件一般包括主机操作系统和一些服务性软件，它是一切解释系统应用软件的基础，所有的解释系统应用软件都是在系统软件的支持下运行的。

二．软件组成2、应用软件这部分软件才是搞解释系统的厂家真正需要自己开发的，因为所有硬件及系统软件均可以从计算机公司直接买过来；所以，从狭义上说．解释系统往往就是这套软件，它在硬件和系统软件的支持下，完成各种我们在进行地震解释时所需要的辅助工作。应用软件一般包括以下几部分：

(1)数据输入与管理软件：负责接受输入的各种勘探数据，并进行分类整理，建立勘探数据库，在解释工作过程中，负责各类数据的管理。目前能够输入的数据有：

①测量数据，如测点座标，测网分布，地形地物及导航定位数据等．②地震数据，包括二维，三维常规及特殊处理的地震数据、VSP资料、合成地震记录等。③测井数据，各种电测曲线．④地质数据，如岩芯资料，综合录井图等。⑤重、磁、电测量数据。(2)数据显示软件该软件负责将数据库中的各类数据，按解释员的要求显示在图象监视器的荧光屏上．显示方式有四种：

①单张地震剖面、水平切片显示．②多张剖面、切片的组合显示．③窗式显示，即将剖面中有意义的小范围数据，放大后放在屏幕上开的一个窗中显示。

④综合显示即在一屏幕的不同部分，同时显示出地震数据和测井或地质数据。

地震显示格式有六种，他们是波形、变面积、变密度、波形加变面积、波形加变密度，双极性显示屏幕显示颜色有256种，这256个颜色的构成当前使用的颜色表．而且用户可以随时改变当前用的颜色表．数据显示软件还包括几个服务性显示软件，他们是：对地震道进行时移、数据显示间距放大及显示数据的左右、上下的滚动等。

(3)解释软件目前说来，解释就是从地震剖面上拾取反射层和断层，此外解释软件还具有对已拾取的反射层和断层数据进行编辑修改的能力．

解释方式有三种：全自动、半自动和手动解释．全自动方式是只给出反射层的起点和追踪方向，由解释软件自动拾取该反射层数据。半自动解释方式是解释员要给出反射层的起点和终点，其中间部分由计算机自动拾取．手动方式是计算机只在解释员给出的两点间画直线．要说明的是：解释员可在屏幕上任一种显示方式的数据上进行解释，无论是水平切片还是窗式、综合显示。这大大方便了解释员的工作．解释软件中包括如下的眼务性软件：覆盖显示和实时质量监督。覆盖显示是指在解释某一张地震剖面时，可以将前一平行的地震剖面的解释结果保留在屏幕上．以利于本条剖面解释时参照对比。实时质量监督是指，当在一个屏幕上进行解释时，在另一个图象监视器的屏幕上显示出工区的测网(亦称为底图)，并将所拾取的反射层或断层的反射时间按其对应的颜色显示在底图上，从而通过颜色使解释员一目了然地看出自己当前的解释是否合理。

(4)绘图软件绘图软件的任务是首先对已有的平面分布的数据进行网格化，然后在此网格化后的数据上绘制等值线图(包括平面等值线图和立体等值线图或称为透视图)。这部分软件还具有图像编辑的功能，即修改已绘成的等值线图。

(5)数据输出显示软件这部分软件是外部设备与输出文件间的接口服务程序。

(6)处理分析软件目前这部分软件一般是叠后特殊处理软件及地震横测线和水平切片的生成软件．能够进行蛇特殊处理有：层拉平、亮点剖面、三瞬剖面、子波提取、谱分析及模型的正反演等。

(7)测井分析软件主要是对输入的测井曲线进行校正、转换、编辑井做合成地震记录．

人机联作解释是八十年代初期才开始出现的新技术，无论是设备上还是应用上，都还不成熟，正处在迅速发展阶段．国内是从1985年开始引进．解释的应用范围应包括：二维，三维地震资料的构造解释及岩性研究、局部目标的研究，如追踪砂岩体．砾岩体、火成岩体等．从效果上看，以三维地震贸料的构造解释效果最好，此外个别单位用解释系统追踪寻找薄砂岩体亦取得了较好的效果，我们知道，人机联作解释与传统的人工纸剖面解释的根本不同之处在于前者是解释员和解释系统共同完成解释工作，解释系统是可靠、勤奋而灵巧的高级助手。但目前说来，他还仅仅是个助手而已，只能在解释员的命令下机械地完成一些繁重的体力工作而不是脑力工作。所以，用人机联作方式进行地震解释的工作过程、步骤与纸剖面解释很相象，只不过工作时更灵活方便、效率精度更高而已，具体说就是解释手段更多更灵活了。人机联作解释工作流程下面说明人机联作解释的一般流程。

第一步：建数据库。这相当于纸剖面解释时收集各种必需的资料(如地震资料、测井曲线、地质分层数据等)，并进行分类整理存放。而在人机联作解释时就是将所有用到的资料利用解释系统的数据管理软件存放到数据库中．数据库是计算机科学中的一个术语．它的含义是合理地存放在计算机存贮设备上的互相关联的数据的集合，在解释系统中的存贮设备一般是磁盘。通常每个工区都应建一个数据库，但一个数据库中可以同时存放同一工区的二维或三维资料。你可以把数据库理解为一位负责保管一个工区所有贸料的资料员，你可以通过他随D十查阅任何一种资料。所有的资料在他的管理下都是井井有条的。除了这些原始资料，数据库中还为以后解释的反射层及断层数据和各种图件数据保留了位置，就是说，数据库或数据管理系统在整个解释工作中，自始至终为我们保管着所有数据文件。

第二步：动态观察。利用解释系统灵活多样的显示手段，可迅速了解整个工区地下构造的大体形态。动态观察方式有多种，可以将水平切片或任一方向的地震垂直剖面制成连续的电影序列，然后迅速顺宇地显示这些电影序列(电影序列的含义是指一张张顺序排列的不同时间的水平切片或平行约垂直剖面，形象地好象是放电影那样显示出来)。通过动态观察．我们可以马上对有希望的目的层的局部构造进行详细解释，提供钻探井位，从而加快钻探速度。当然，动态观察是解释系统持有的手段，人工纸削面解释在这一步是无能为力的．无论在时间上还是效果上，都是与之无法相比的。

第三步：层位标定。这一步与手工解释相差不大，都是在过井剖面上，通过测井曲线或综合录井图来际定层位，此外用VSP资料或合成地震记录可帮助检查层位标定的准确性。

第四步：全面解释(即追踪并拾取反射层和断层数据)

从这一步开始，解释系统就发挥了其巨大的作用，尽管同样是从地震剖面上拾取反射层和断层数据，但此时解释员可以从解释系统提供的任一种显示方式上拾取数据，在水平切片与垂直剖面的组合显示上．他可以同时从垂直剖面和水平切片上拾取，在窗式显示时，他可以看到某一断层在于行的几条测线上的发展情况，井相互参照着拾取，对于构造细节，他可以随时进行放大显示，而对于连续性较好的标准层，解释员只需给出几个控制点，其余的工作便可交给解释系统去做。总而言之，解释系统在这一步上为我们提供了十分灵活有效的解释手段，使得解释的精度和速度明显提高。

第五步：验证全部或部分解释方案。目前．较好的解释系统都已配备了制作地震模型的软件。由已有的解释方案和速度资料建立各种地震模型，来检验某些局部构造的解释结果。将由地震模型计算出的地震剖面与原始地震资料进行比较，若基本相符．说明该解释结果是可信的，若相差较大，则必须修改解释方案，然后再根据新的解释方案制作新的地震模型，再与原始地震剖面对比，多次修改，直到满意为止。

第六步：计算作图。在这一步人机联作解释的优越性得到充分体现。解释系统的计算作图功能使得工作效率大大提高。在人工纸剖面解释中，全面解释后往测网(或底图)上展数据是一件十分繁琐单调的工作，而且常常不能保证精度，但在人机联作解释时，这一工作在第四步即已完成。随时可以让解释系统将某层的构造图画出来。而且由于解释系统的图计算功能较齐全。使我们可以很轻松地得到其它的成果图，如等厚图，等深度图，等时差图，等振幅图等。这里的图计算是指解释系统对于平面数据可以进行网格化，并可以做对应于格点的数据的加，减、乘、除、开方或平方等运算。

在上述计算作图过程中，解释员的任务仅仅是提供参