人机交互地震资料解释解读

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1、第五节 地震资料的交互解释20 世纪 80年代中期，人们常说地震资料采集和处理技术发展迅速，而解释技术却停 滞不前。目前就并非如此，人机联作解释工作站越来越普遍，工作站和三维数据体的迅 速增加需要新方法、新技术，这给众多的解释人员提供了新的机遇，提供了展示其才能 的最佳场所。为此，本节主要概括性地介绍地震资料交互解释的基本内容，关键要靠在 实际工作中的实践、提高。一、解释工作站人机联作解释工作站是指在配置齐全、性能优良的计算机支持下，能够完成地质、 地球物理资料综合解释的工作环境。这个工作环境通常称为人机联作解释系统，它包括 相应的硬件和软件系统。人机联作解释系统的硬件配置应包括：(1)主机系

2、统主机、图 形处理器、协处理器、存储介质等。目前，所使用的解释工作站有：SUN SPARC序列工 作站、IBM RISC6000序列工作站、SGI的Indigo序列工作站以及相应的服务器；(2)数据 输入系统各类磁带机、光盘机、数字化桌、扫描仪等；(3)人机交互控制器鼠标器、 键盘、数字化板(Tablet)等；(4)输出系统一绘图仪(激光、笔式、静电彩色)、硬拷贝机、 打印机、彩色监视器等； (5)工作站台、面、彩色监视器等。人机联作交互解释的软件系 统应包括：(1)系统软件一操作系统，如UNIX和VMS以及早期的DOS等；软件平台， 如 X-Window 和 Motif 等先进的软件工具。

3、(2)应用软件包括：数据输入与管理、数据 编辑与绘图、层位或断层等的解释与拾取、数据的输出与显示、叠后资料的分析与处理 地质和测井以及地震资料的综合分析等等。人机联作交互解释工作站按其功能可分为三个层次，即： (1) 计算机辅助绘图系统， 这是解释工作站的初级形式，如Discovery系统；(2)人机交互解释系统，这是80年代初， 随着三维地震资料的应用和计算机技术的发展而应运而生的。 20多年来，地震资料解释 系统人机产品的研制开发和人机交互解释技术一直保持着蓬勃发展的势头。在地震资料 尤其是三维地震资料解释中，解释系统发挥了很大作用。快速便捷的数据查询和调用； 方便灵活、丰富多彩的数据显示

4、和控制；精确可靠的层位追踪和拾取；有效的交互作图 和编辑；多种信息提取和运算处理等等都展示出计算机在地学研究应用中的优势和潜在 能力。人机交互解释系统根据工作站与主机的关系又分为三大类：联机型一这类解释 系统常与用于资料处理的大中型计算机联结，可配置多个工作站，其数据的存储和处理 由主机实现，其常规的二维和三维解释及作图由工作站完成；独立型一工作站本身配 置专用主机系统，硬件配置相对简单，但结构紧凑、速度快，且配有简单的叠后分析、 处理程序；多用型一供多行业使用；（3）解释专家系统，这是专家的技术、知识和经验 等在计算机系统上的具体体现。解释专家系统可对有关问题进行智能咨询和决策，它不 仅能实

5、现人机交互以提高资料解释的效率和精度，更能通过高级智能实现分析、判断和 推理。这是解释系统的高级和完善阶段，也是人机交互解释系统的发展方向。迄今市场上出现过的解释系统主要有以下型号：CRYSTAL、DISCOVERY、INTERPRET、 CHARISMA、 SIDIS、 MIPS、 SIERRA、 SUN、 GEOQUEST、 LANDMARK 等。目前我国引进的、普遍使用的交互解释系统是：GEOQUEST和LANDMARK。评价 一种解释系统的好坏，通常要考查以下几方面：完整的解释功能一常规二维、三维解 释的方法和手段完备，除了构造解释外，还应有地层、岩性解释软件，能进行储层预测 和油藏描

6、述，可以对构造和沉积体进行定量分析或计算，还能适应解决我国陆相盆地为 主的含油气盆地中复杂地质问题的需要。 采用开放系统与网络化一系统可方便地进行 软、硬件升级，可改变和扩展现有软件，可按统一的方式加入新的功能和应用软件，具 有高度可移植性和进入计算机网络的能力。具有强有力的图像处理功能一包括图像的 编辑、格式转换、响应速度、可视化程度、图像显示的分辨率和对比度等。计算能力 考查解释系统的叠后处理功能的完备性，大数据量计算的响应速度等。数据的输入 输出和编辑功能一包括数字化、数据格式转换等。价格因数、售后服务和技术支持等。二、交互解释的概念交互解释的英文是Interactive Interpr

7、etation，常常译为人机联作解释。顾名思义，人 机联作解释就是解释员在计算机的帮助下所进行的地质、地球物理资料综合解释的工作 过程。解释员在交互解释工作站发布一条指令，计算机就显示该指令的相应执行结果。 交互的含义是指计算机处于工作状态，操作员在计算机终端前等待发布指令的响应，等 待时间越短，计算机性能越好。如果计算机的响应不合适或不尽如意，操作员可随时修 改指令，直到满意为止，这一过程计算机和操作员是以对话方式实现的。换言之，交互 系统的响应是快捷的，解释员可即时地完成解释系统功能范围内的任何操作。地震资料解释大致可分为两种方式，一是传统的手工纸剖面解释，二是人机交互的 工作站解释。人机

8、交互解释相对手工解释具有如下特点：1.工作方式轻松、方便、灵活传统的手工解释所用的地震资料是以纸剖面的方式存放的，解释的基本工具是铅笔、 橡皮和尺子。有经验的解释人员都知道，地震资料的解释是相当复杂的工作，通常经过 多次修改才能得到较好的解释方案。此外，纸剖面解释起来既费劲又麻烦，大量的地震 剖面既难以保存，也难以管理。而以人机交互方式进行地震资料解释时，使用的所有资 料都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，合成地震正演模型、解释后的层位及断层数据等等。根据解释员的 需要，这些数据任何一种的任何一部分，都可以由解释系统自动显示在图像监视

9、器的荧 光屏上。解释员只需坐在桌前用鼠标器在荧光屏上进行一系列操作即可实现层位、断层 的追踪对比、闭合、作图等解释工作。在整个解释过程中，解释员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，如果多次修改，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。）。层位及断层的追踪对比、闭合工作 完成后，计算机会自动准确地记录层位、断层数据，以备最后成图时使用。总之人机交 互解释工作方式要比纸剖面解释的工作方式轻松、方便、灵活得多，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

10、高精度 解释系统最初的作用，也是目前发展最快、应用最多的部分应该是它的绘图功能。 所有的解释系统都有自己专门的绘图软件包，它能将存放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格化，绘制等值线及各种 成果图。由于在工作站上解释地震资料的过程中，计算机承担了大部分繁重而费时的工 作，如数据管理、解释的层位和断层数据的记录以及绘制等直线和成果图时的数据网格 化等一系列费时费力的工作，从而使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。由于人机交 互解释系统承担了大量繁琐费时的工作，这给解释人员腾

11、出了大量的时间和精力，使他 们有机会去深入分析研究已有的各种资料，并利用解释系统提供的多种手段，实现地震 资料的精细解释，进而提高地震资料解释的精度。3对解释员的综合素质要求高在工作站上进行人机交互解释时，通常解释员一人面对计算机以及数据库中勘探工 区的各种数据，优质高效地完成研究区的解释工作，解释员应该具备下列基本素质：(1) 要有计算机的基础知识和应用能力要懂得计算机的操作系统，记住相应操作系统下的基本操作命令和解释系统的基本 解释步骤，比较熟练地使用解释系统，会管理自己的各种数据文件等。(2) 要有较高的英语水平目前国内使用的地震解释系统大多是从国外引进的，解释系统的各类对话菜单和随 机

12、帮助文本都是英文的，具有较高的英语水平会更好地使用交互工作站完成解释工作。(3) 要有全面深入的地球物理勘探知识地球物理勘探包括野外资料采集、室内资料分析与处理、资料解释三大环节，一个 熟练和优秀的解释员应该具备扎实、全面的地球物理勘探方面的专业知识，要了解野外 资料采集过程和资料采集的有关参数，也要有扎实的信号分析和地球物理资料处理方法 的基础，以便更清楚地认识待解释的地球物理资料，例如待解释的地球物理资料经过哪 些数字处理步骤，各种处理方法对地球物理资料有何影响等等。因为目前的交互解释系 统大多提供了许多叠后分析、处理手段(如合成地震记录、子波处理、声阻抗转换、地 震属性分析等等)，这就要

13、求解释人员能够充分利用这些分析处理手段来获取更多的有利 于地球物理资料解释的信息，以提高资料解释精度。(4) 具有较高的综合分析和应用能力交互解释需要熟练应用地质、测井、地震及开采等方面的资料，对地震资料进行综 合解释，充分发挥交互解释系统集所有勘探、开发资料于一体的优势，提高资料解释的 准确度。(5) 要求解释人员不断积累和丰富自己的工作经验，要有一定的洞察力和解决实际 问题的能力交互工作站的资料解释是一项实践性很强的技术工作，只有通过实践并不断钻研才 能成为一个熟练的解释员。要成为一个优秀的解释员还必须具有研究新的解释方法和软 件开发等方面的能力。三、交互解释的基本流程地震资料的交互解释是

14、 20 世纪 80 年代初期问世的新技术，目前处于普及和深入发 展阶段。就当今我国从国外引进的工作站类型来看，占主导地位的交互解释系统是 GeoFrame (早期为IESX)和LANDMARK两大序列。我们先来了解这两大序列解释系 统的基本功能，然后再介绍交互解释的基本流程。（一）GeoFrame （早期为 IESX, GeoQuest）解释系统GeoFrame是Schlunberger GeoQuest公司的软件产品，主要用于地震、测井、地质和 油藏模拟资料的油气勘探与开发方面的综合分析和解释。早期的IESX的英文为I nteractive Exploration System，是GeoQu

15、est公司推出的第十版本的交互解释系统。由通用操作系统登入GeoFrame用户后，屏幕上出现如图5-5-1所示的主菜单。点击GeoFrame 4.0.4.2就进入解释系统，该系统的总体结构如图5-5-2所示。GeoFrameGeoFrame Xie rmGeoFrame BookshelfReceive Wells & SurfacesReceive SeismicReceive PU图 5-5-1 GeoFrame 主菜单图 5-5-2 启动 GeoFrame 流程图要完成工区的地震资料综合解释工作，启动 GeoFrame 后，相继完成各级菜单中的相应工作，见图5-5-3。GeoFrame

16、IESX的主菜单包括如下内容：1. Project : Select , Create, Update, Delete, Backup一包括工区的选择、创建、修改、 删除和备份。图 5-5-3 建立解释流程图2. Application一这是GeoFrame IESX解释系统的主体部分，包括：.Interpretation包括测网底图、二维或三维地震资料解释的全部功能。(2).Surface Modeling 一界面模型，即在测网底图的基础上绘制构造图。.Data Manager数据管理，包括地震数据(二维、三维数据，时间切片，沿层切 片，层拉平数据等)、图像文件、解释数据、测井数据等的加载，删除，输出，拼接，拷 贝等。.Computation Manager 计算管理，包括三瞬处理，自动增益控制，振幅归一化， 相位旋转，滤波，地震属