本发明涉及一种地震资料构造解释技术，是一种倾角传播法层位自动追踪方法，根据地震资料的特点和地震层位追踪要求对经典的“洪水填充”图像处理技术进行改造，构建“逆向洪水填充”算法，采用反向种子点搜索、设置地层阻尼系数和断层阻挡等技术实现层位的自动追踪。本发明可增强地震层位追踪的连续性，提高断层附近层位追踪的准确性，适应高精度层位自动追踪和地震资料高效构造解释的要求，既能适应二维工区的层位追踪，又能适应三维工区的层位追踪。
1.一种倾角传播法层位自动追踪方法，特点是包括以下步骤：
(1)根据地质研究目标在地震剖面上确定地震层位并拾取种子点，创建种子点库；所述的种子点库中至少要有一个种子点，如果种子点库中没有种子点存在，则跳转到步骤(10)，停止追踪过程；
(2)对种子点库中的种子点进行排序，将其组成一个种子点队列；
(4)在地震道相似性特征控制下，利用洪水填充技术确定层位追踪目标点；
(6)估算目标点相对于有效种子点的地震同相轴倾角；
(7)将层位值从有效种子点传播到目标点，并将其标记为有效目标点；
(9)待全部目标点处理完成后，队列前移一位，如果前移后的种子点队列为空，则停止追踪，否则返回步骤(3)继续进行下一个种子点的追踪；
(10)当种子点队列清空后，将所有追踪到的目标点的层位值与原始种子点组合，输出层位，完成层位追踪；
其中，步骤(6)所述的地震反射同相轴倾角，在层位追踪中，表现为某一地震同相轴上的种子点和目标点之间的时差。
2.根据权利要求1的方法，特点是步骤(1)所述的创建种子点库是，首先针对不同的地质研究目标，选择要追踪的目标地质层位，利用测井、钻井资料对地质层位进行标定，在地震剖面上确定对应的地震反射同相轴，并根据地震反射同相轴的相位类型定义地震层位，然后在该地震层位对应的地震同相轴上拾取种子点，并组成种子点库。
3.根据权利要求1的方法，特点是步骤(1)所述的种子点库中的种子点数量和分布特征根据地震数据的信噪比和构造复杂度确定。
4.根据权利要求1的方法，特点是步骤(2)所述的队列是指一种先进先出的数据结构，只允许在后端进行插入操作，在前端进行删除。
5.根据权利要求1的方法，特点是步骤(2)所述的对种子点库中的种子点进行排序，是指将所有种子点按拾取顺序或坐标位置进行排序，并将其存储到事先预置的包含所有种子点的队列中。
6.根据权利要求1的方法，特点是步骤(3)所述的提取当前种子点是从种子点队列中选择最前端的种子点作为当前种子点。
7.根据权利要求1的方法，特点是步骤(4)所述的确定层位追踪目标点是采用经典的二连通或四连通洪水填充算法，根据种子点确定目标点的机制，以当前种子点为中心将种子点周围左和右两个方向或上、下、左和右四个方向且相邻的测量点作为目标点。
8.根据权利要求1的方法，特点是步骤(4)所述的洪水填充技术是一种在多维空间中确定连通区域的算法，是一种经典的图像处理方法，主要用于图像中的区域填充或区域颜色替换；它从一个种子点出发，采用地震道的相似性规则判断种子点周围的像素点是否与种子点一致或类似，以确定该点是否属于种子点所在的填充区域，实现图像的区域填充或扩展。
9.根据权利要求1的方法，特点是步骤(4)所述的洪水填充技术具有二连通、四连通和八连通三种算法。
10.根据权利要求9的方法，特点是所述的二连通是指从图像中的某一点出发从左、右两个方向对目标区域进行扩展；二连通算法用于二维地震数据。
11.根据权利要求9的方法，特点是所述的四连通算法是指从图像中某一点出发，通过对四个方向即上、下、左、右的像素点进行判断以确定是否对目标区域进行扩展；四连通算法用于三维地震数据。
12.根据权利要求9的方法，特点是所述的八连通算法是通过上、下、左、右、左上、右上、左下、右下8个方向实现目标区域的扩展；八连通算法用于三维地震数据。
13.根据权利要求1的方法，特点是步骤(4)所述的地震道相似性特征，是指在利用洪水填充技术确定层位追踪目标点时，求取过目标点的地震道与过种子点的地震道的相似性；
如果两个地震道的相似性小于设定的门槛值，认为种子点和目标点之间存在断层，种子点不应扩散到断层的另一边，则将该目标点剔除，反之则将其作为有效目标点。
14.根据权利要求1的方法，特点是步骤(4)所述的利用洪水填充技术确定层位追踪目标点，是利用互相关分析或方差分析的算法计算过目标点的地震道与过种子点的地震道的相似性。
15.根据权利要求13的方法，特点是所述的门槛值为可接受的最小相似系数；归一化的相似系数的值域范围为0.0～1.0；一般情况下门槛值要大于0.5，缺省门槛值为0.85。
16.根据权利要求1的方法，特点是步骤(5)所述的反向寻找有效种子点，是将地层倾角视作地层阻尼系数，在一设定范围内沿一固定方向寻找地层阻尼系数最小的种子点作为有效种子点。
17.根据权利要求1的方法，特点是步骤(5)所述的反向寻找有效种子点，是将从种子点到目标点方向视作正方向，将从目标点到种子点方向视作反方向，从目标点开始，反方向寻找地层阻尼系数最小的种子点作为有效种子点。
18.根据权利要求16的方法，特点是所述的地层阻尼系数，是与地层倾角成正比的一种表征流体在地层中运动的参数，用于控制层位追踪方向和范围，地层阻尼系数是归一化的地震同相轴倾角；地震同相轴倾角越大，地层阻尼系数越大，反之则越小。
19.根据权利要求18的方法，特点是利用地层阻尼系数控制层位追踪方向和范围，是指当地层阻尼系数大于设定的门槛值时，两个相邻地震道的地层倾角过大，在两个相邻地震道之间存在断层，不存在有效种子点，此时需放弃寻找有效种子点，使该方向的种子点扩散停止。
20.根据权利要求1的方法，特点是步骤(6)所述的估算目标点相对于有效种子点的地震同相轴倾角是指在设定的时窗范围内利用地震道的波形特征对相邻地震道的相似性进行逐点扫描，并在设定的时窗范围内选择相似系数最大的时差作为该点的地震同相轴倾角。
21.根据权利要求1的方法，特点是步骤(6)所述的估算目标点相对于有效种子点的地震同相轴倾角，对于二维地震数据，沿测线方向估算一个方位角的地震同相轴倾角；对于三维地震数据，沿主测线和联络线两个方向估算两个地震同相轴倾角。
22.根据权利要求1的方法，特点是步骤(6)所述的估算目标点相对于有效种子点的地震同相轴倾角，是指利用互相关分析或方差分析的数学算法沿某一倾向求取两个地震道或多个地震道的相关系数或方差，相关系数与相似性成正比，方差与相似性成反比。
23.根据权利要求1的方法，特点是步骤(7)所述的种子点传播是指，将目标点相对于有效种子点的地震同相轴倾角所对应的时移量与有效种子点的层位值相加，并将修改后的层位值视作目标点的层位值。
24.根据权利要求1的方法，特点是步骤(7)所述的有效目标点是指，如果目标点相对于有效种子点的地震同相轴倾角存在，则目标点的层位值存在，该目标点为有效目标点，反之则为无效目标点。
25.根据权利要求1的方法，特点是步骤(8)所述的将有效目标点追加到种子点队列的后端，是将目标点作为新的种子点，利用洪水填充算法的特点，将新的种子点纳入种子点扩散过程，实现全工区遍历。
倾角传播法层位自动追踪方法
技术领域
[0001] 本发明涉及石油天然气勘探与开发技术，属于地震资料构造解释中一种在地层倾角控制下的层位自动追踪方法。
背景技术
[0002] 地震资料的构造解释与分析是地震勘探工程的重要阶段，在这一阶段，既可利用地震资料搞清地下构造特征，又为寻找有利的油气储层和油气藏提供基础资料。基于地震资料的构造特征分析不但是储层特征分析的基础而且直接影响储层特征分析的质量。
[0003] 地震层位是指与地下介质中某一地层所对应的地震反射界面。一般情况下，在同一断块中，一个地震反射界面表现为一个可连续追踪的地震反射同相轴。
[0004] 地震资料的构造解释特别是层位解释是一项非常费时、费力的工作，在过去的几十年中，此项工作常常占到整个地震资料解释与分析工作的50%-80%。因此，基于计算机智能技术的层位自动识别与解释（简称为层位自动追踪或层位追踪）非常重要。
[0005] 地震层位自动追踪是现代地震资料解释中最关键的技术之一，它直接体现了一个解释系统在构造解释中的能力和效率。一个好的层位自动追踪方法可以大幅度提高构造解释的效率，提高解释精度，将地质综合研究人员的精力从繁琐的层位拾取中解放出来，并将研究重点集中到储层预测中。
[0006] 在地震资料解释中，由于地震剖面上的地震同相轴是某一地层的地震响应或某些地层的综合地震响应，地震同相轴与地层具有一定的对应关系，因此在实际地震剖面上对同相轴进行连续性追踪是层位解释的先决条件，地震同相轴上的倾角和方位角变化特征是地震层位追踪的基础。
[0007] 多年来，层位追踪方法一直在研究和发展过程中，并出现了众多的层位追踪技术。其中以相关法应用最为广泛，在很多的解释系统中都采用了这种技术，但相关法存在精度低及易陷入局部极值等问题。为了解决互相关法所存在的问题，多种新的方法被提出并进行了尝试，如波形特征法（Waveform Controlled，)、最大能量法（Maximum Energy）、神经网络法（Neural Network）、线性插值法（Linear Interpolation）、高阶量统计法（High-rand Statistics）、边缘探测法（Edge Detection）及图像对比法等。在这些方法中，或多或少存在着问题，如精度问题、效率问题及地震资料的适应性等问题。
[0008] 地震同相轴是地层界面的地震响应，倾角和方位角是地震同相轴的本质特征。在传统层位自动追踪技术中，尽管或多或少地利用了地震同相轴的倾角信息作为层位自动追踪的依据，但并未明确提出利用倾角信息控制种子点的传播，并未强调倾角信息特别是不同方位的倾角信息在层位自动追踪过程中的重要性，导致每一种层位自动追踪方法的实现过程不一致，层位自动追踪精度差异很大，且严重受制于倾角估算的精度。因此，明确提出以地震同相轴倾角信息作为层位自动追踪的主要控制因素，可将不同类型的层位自动追踪技术统一起来，并根据倾角估算技术的特点进一步提高层位自动追踪的精度。
[0009] 从本质上说，在地层的沉积过程中，地层及地层界面的形成是受流体运动所控制的，这种地质运动过程可在一定程度上用流体力学来描述。在传统层位自动追踪技术中，为节约计算机资源，常常沿固定方向实现种子点的扩散。尽管这种技术效率较高，但这并不符合流体力学的规律，会导致层位追踪结果与实际层位存在较大的误差。此外，一些层位自动追踪算法特别是三维层位自动追踪算法虽然采用了图像处理中的洪水填充（Flood Fill）思想及实现思路，但一般使用递归技术实现洪水填充，但由于地震资料的特殊性，基于递归技术的的经典洪水填充算法具有很多缺点，难以获得好的追踪效果或耗费非常高的计算机资源。
[0010] 与二维图像或三维图像相比，地震资料的特殊性主要表现在两个方面，首先，地震资料是由一系列地震波形序列组成的，相邻的地震波形序列在横向上常常表现为地震同相轴。与图像中的区域边界相比，地震同相轴具有一定的宽度；其次，由于地层中常常存在断层，导致断层附近的地震同相轴发生错断，如果对这种情况不加以处理，层位追踪常常会发生“串轴”现象，导致层位追踪不符合地层沉积特征。
[0011] 洪水填充（Flood fill），又称种子点填充，是一种在多维空间中确定连通区域的算法，在图像处理中应用非常广泛。它从一种子点出发，采用一定的规则判断种子点周围的像素点是否与种子点一致或类似，以确定该点是否属于种子点所在的填充区域。
[0012] 典型的洪水填充有二连通、四连通和八连通两种算法。二连通是指从图像中的某一点出发从左、右两个方向对目标区域进行扩展；四连通算法是指对种子点的四个方向即上、下、左、右的像素点进行判断以确定是否对目标区域进行扩展。八连通算法与四连通算法类似，可以通过上、下、左、右、左上、右上、左下、右下这8个方向实现目标区域的扩展。
[0013] 传统的洪水填充采用递归算法。以四连通算法为例，采用递归算法可使洪水填充的实现非常简单：
[0014] 如果目标点颜色等于目标颜色，则：
[0015] （1）将目标点颜色设置为种子点颜色；
[0016] （2）递归调用Flood-fill，填充左侧点；
[0017] （3）递归调用Flood-fill，填充右侧点；
[0018] （4）递归调用Flood-fill，填充上侧点；
[0019] （5）递归调用Flood-fill，填充下侧点；
[0020] 递归法洪水填充在填充区域较大时，递归层次增多，由于函数的反复调用会使操作系统堆栈溢出，特别是由于地震数据的数据量常常很大，会使堆栈溢出问题非常严重。其次，递归算法效率较低，多数节点需要被访问四次，递归调用函数时间和空间占用较大。
[0021] 使用队列代替递归算法可避免洪水填充算法的以上问题。队列（Queue）是一种计算机数据结构，是一种“先进先出”的线性表。在具体应用中通常用链表或者数组来实现。队列只允许在后端进行插入操作，在前端进行删除操作。队列的操作方式和堆栈类似，唯一的区别在于队列只允许新数据在后端进行添加。
发明内容
[0022] 本发明目地在于提供一种具有高精度、高效率、可满足地震资料高效构造解释的要求的倾角传播法层位自动追踪方法。
[0023] 本发明通过以下步骤实现：
[0024] （1）根据地质研究目标在地震剖面上确定地震层位并拾取种子点，创建种子点库；
[0025] 所述的创建种子点库是，首先针对不同的地质研究目标，选择要追踪的目标地质层位，利用测井、钻井等资料对地质层位进行标定，确定层位的地震反射相位类型，然后在地震剖面上选择与目标地质层位对应的地震同相轴，在该同相轴上拾取种子点，并组成种子点库。
[0026] 所述的种子点库中的种子点数量和分布特征可根据地震数据的信噪比和构造复杂度确定。如果地震数据的信噪比较低或构造复杂，则种子点数量要多一些，基本原则是在一个断块内要设置至少一个种子点。当工区中存在断距较大的断层时，断层的上下盘均应设置种子点。
[0027] 所述的种子点库中至少要有一个种子点。如果种子点库中没有种子点存在，则跳转到步骤（10），停止追踪过程。
[0028] （2）对种子点库中的种子点进行排序，将其组成一个种子点队列；
[0029] 所述的队列是指一种“先进先出的”数据结构，其特点是只允许在后端进行插入操作，在前端进行删除操作。队列的操作方式与堆栈类似，其区别在于队列只允许新数据在后端进行添加。
[0030] 所述的种子点队列是指由所有种子点按一定顺序所组成的一个对列。
[0031] 所述的对种子点库中的种子点进行排序，是指将所有种子点按拾取顺序或坐标位置进行排序，并将其存储到事先预置的可包含所有种子点的队列中。
[0032] （3）从种子点队列中提取当前种子点；
[0033] 所述的提取当前种子点是从种子点队列中选择最前端的种子点作为当前种子点。
[0034] （4）在地震道相似性特征控制下，利用洪水填充（Flood Fill）技术确定层位追踪目标点；
[0035] 所述的确定层位追踪目标点是采用经典的二连通或四连通洪水填充（Flood Fill）算法，根据种子点确定目标点的机制，以当前种子点为中心将种子点周围左和右两个方向或上、下、左和右四个方向且相邻的测量点作为目标点。
[0036] 所述的洪水填充（Flood Fill）技术是一种在多维空间中确定连通区域的算法，是一种经典的图像处理方法，主要用于图像中的区域填充或区域颜色替换；它从一个种子点出发，采用一定的规则判断种子点周围的像素点是否与种子点一致或类似，以确定该点是否属于种子点所在的填充区域。
[0037] 所述的洪水填充（Flood Fill）技术具有二连通、四连通和八连通三种算法。
[0038] 所述的二连通是指从图像中的某一点出发从左、右两个方向对目标区域进行扩展；二连通算法用于二维地震数据。
[0039] 所述的四连通算法是指从图像中某一点出发，可通过对四个方向即上、下、左、右的像素点进行判断以确定是否对目标区域进行扩展；四连通算法用于三维地震数据。
[0040] 所述的八连通算法是通过上、下、左、右、左上、右上、左下、右下这8个方向实现目标区域的扩展。八连通算法用于三维地震数据。
[0041] 所述的地震道相似性特征，是指在利用洪水填充（Flood Fill）技术确定层位追踪目标点时，求取过目标点的地震道与过种子点的地震道的相似性。如果两个地震道的相似性小于设定的门槛值，认为种子点和目标点之间存在断层，种子点不应扩散到断层的另一边，则将该目标点剔除，反之则将其作为有效目标点。
[0042] 所述的利用洪水填充（Flood Fill）技术确定层位追踪目标点，是利用互相关分析、方差等算法计算过目标点的地震道与过种子点的地震道的相似性。
[0043] 所述的门槛值为可接受的最小相似系数。归一化的相似系数的值域范围为0.0～1.0；一般情况下门槛值要大于0.5，缺省门槛值为0.85。
[0044] （5）分别在目标点的周围反向寻找有效种子点；
[0045] 所述的反向寻找有效种子点，是将地层倾角视作地层阻尼系数，在一设定范围内沿一固定方向寻找阻尼系数最小的种子点作为有效种子点。
[0046] 所述的反向寻找有效种子点，是将从种子点到目标点方向视作正方向，将从目标点到种子点方向视作反方向，从目标点开始，反方向寻找阻尼系数最小的种子点作为有效种子点。
[0047] 所述的地层阻尼系数，是与地层倾角成正比的一种表征流体在地层中运动的参数，用于控制层位追踪方向和范围。在本专利中，地层阻尼系数是归一化的地震同相轴倾角。
[0048] 所述的利用地层阻尼系数控制层位追踪方向和范围，是指当地层阻尼系数大于设定的门槛值时，两个相邻地震道的地层倾角过大，在两个相邻地震道之间存在断层，不存在有效种子点，此时需放弃寻找有效种子点，使该方向的种子点扩散停止。
[0049] （6）估算目标点相对于有效种子点的地震同相轴倾角；
[0050] 所述的地震同相轴倾角，在层位追踪中，表现为某一地震同相轴上的种子点和目标点之间的时差。
[0051] 所述的估算地震同相轴倾角是指在设定的时窗范围内利用地震道的波形特征对相邻地震道的相似性进行逐点扫描，并在设定的时窗范围内选择相似系数最大的时差作为该点的地震同相轴倾角。
[0052] 所述的估算地震同相轴倾角，对于二维地震数据，沿测线方向估算一个方位角的地震同相轴倾角；对于三维地震数据，沿主测线和联络线两个方位估算两个地震同相轴倾角。
[0053] 所述的估算地震同相轴倾角，是指利用互相关、方差分析等数学算法沿某一倾向求取两个地震道或多个地震道的相关系数或方差，相关系数与相似性成正比，方差与相似性成反比。
[0054] （7）将层位值从有效种子点传播到目标点，并将其标记为有效目标点。
[0055] 所述的种子点传播是指，将目标点相对于有效种子点的地震同相轴倾角所对应的时移量与有效种子点的层位值相加，并将修改后的层位值视作目标点的层位值。
[0056] 所述的有效目标点是指，如果目标点相对于有效种子点的地震同相轴倾角存在，则目标点的层位值存在，该目标点为有效目标点，反之则为无效目标点。
[0057] （8）将有效目标点追加到种子点队列的后端；
[0058] 所述的将目标点追加到种子点队列的后端，是将目标点作为新的种子点，利用洪水填充算法的特点，将新的种子点纳入种子点扩散过程，实现全工区遍历。
[0059] （9）待全部目标点处理完成后，队列前移一位，如果前移后的种子点队列为空，则停止追踪，否则返回步骤(3)继续进行下一个种子点的追踪；
[0060] （10）当种子点队列清空后，将所有追踪到的目标点的层位值与原始种子点组合，输出层位，完成层位追踪。
[0061] 本发明利用逆向洪水填充算法在地层倾角控制下实现层位自动追踪，通过反向种子点搜索、设置地层阻尼系数和断层阻挡等技术增强地震层位追踪的连续性，提高断层附近层位追踪的准确性，适应高精度层位自动追踪和地震资料高效构造解释的要求。由于本发明所述的倾角传播技术包含了二维层位倾角传播和三维层位倾角传播技术，因此本发明既能适应二维工区的层位追踪，又能适应三维工区的层位追踪。
附图说明
[0062] 结合下面的附图及其详细说明，本领域的技术人员可更加容易地理解本发明的目的、意义和特点，其中：
[0063] 图1为倾角传播法层位自动追踪基本流程。
[0064] 图2为队列管理示意图。基于队列的“先进先出”特点，队列元素只能从尾端进顶端出。
[0065] 图3为基于递归算法的洪水填充示意图。左图中的右部区域为待填充区域，在第4行第三列的方格上设置一个种子点。右图为像素填充效果图，方格中的数字表示填充顺序。
[0066] 图4为基于队列算法的洪水填充示意图。左图中的右部区域为待填充区域，在第4行第三列的方格上设置一个种子点。右图为像素填充效果图，方格中的数字表示填充顺序。与图3相比，填充效果一致，但填充顺序不同。
[0067] 图5表示逆向洪水填充算法。逆向洪水填充算法的核心是首先将种子点上、下、左、右四个方向上相邻的测量点作为目标点（图5a），然后从目标点出发，沿种子点所在的方向在一定范围内寻找有效种子点（图5b，以目标点1为例）。
[0068] 图6表示根据地震波形特征估算地震同相轴倾角。在地震剖面上，地震同相轴的倾角表现为相邻两个地震道上同一个地震同相轴的倾向与水平方向的夹角。
[0069] 图7为二维倾角传播方法示意图。二维倾角传播根据地震同相轴的倾角从一个种子点向两边扩散，既能实现单种子点传播也能实现多种子点传播。
[0070] 图8为三维倾角传播方法示意图。三维倾角传播根据地震同相轴的倾角从一个种子点向四周扩散。与二维倾角传播方法一样，三维倾角传播既能实现单种子点传播也能实现多种子点传播。
[0071] 图9表示一个基于倾角传播算法的二维层位自动追踪的实施例。在本实施例中，利用波形特征法估算地震同相轴倾角，从3个种子点出发，利用倾角传播实现整条二维地震剖面的层位追踪。采用倾角传播技术可保证断层附近层位追踪的正确性。
[0072] 图10表示一个基于倾角传播的三维层位自动追踪的实施例。与图9中的二维层位追踪一样，种子点也为3个。在本实施例中，利用波形特征法估算地震同相轴倾角，利用倾角传播技术实现三维工区的地震层位追踪（图10b），同时追踪完成后可获得沿层倾角信息（图10a）。
具体实施方式
[0073] 本发明根据地震资料的特点和地震层位追踪要求对经典的“洪水填充（Flood Fill）”图像处理技术进行改造，构建“逆向洪水填充（Inverse Flood Fill）”算法，采用多种技术增强地震层位追踪的连续性和提高断层附近层位追踪的准确性。本发明可应用于二维地震层位自动追踪和三维地震层位自动追踪。
[0074] 根据本发明的发明内容，本发明具有以下实施步骤（图1）：
[0075] （1）根据地质研究目标在地震剖面上确定地震层位并拾取种子点，创建种子点库；
[0076] 所述的创建种子点库是，首先针对不同的地质研究目标，选择要追踪的目标地质层位，利用测井、钻井等资料对地质层位进行标定，确定层位的地震反射相位类型，然后在地震剖面上选择与目标地质层位对应的地震同相轴，在该同相轴上拾取种子点，并组成种子点库。
[0077] 所述的种子点库中至少要有一个种子点。如果种子点库中没有种子点存在，则跳转到步骤（10），停止追踪过程。
[0078] 根据地震工区类型的不同，种子点的坐标类型有所不同。对于图9所表示的二维地震测线层位自动追踪实施例，仅需要地震道号和时间值即可确定种子点的空间位置；对于图10所表示的三维地震工区，则需要测线号、地震道号和时间值来确定种子点的空间位置。
[0079] （2）对种子点库中的种子点进行排序，将其组成一个种子点队列；
[0080] 所述的队列是指，队列是一种“先进先出的”数据结构，其特点是只允许在后端进行插入操作，在前端进行删除操作，如图2所示。队列的操作方式与堆栈类似，其区别在于队列只允许新数据在后端进行添加。
[0081] 在将种子点组成种子点队列时，将所有种子点按拾取顺序或坐标位置进行排序，并将其存储到事先预置的可包含所有种子点的队列中。
[0082] （3）从种子点队列中提取当前种子点；
[0083] 所述的提取当前种子点是从种子点队列中选择最前端的种子点作为当前种子点，如图2中的元素e1。
[0084] （4）在地震道相似性特征控制下，利用洪水填充（Flood Fill）技术确定层位追踪目标点；
[0085] 所述的利用洪水填充技术确定层位追踪目标点是采用经典的二连通、四连通或八连通洪水填充（Flood Fill）算法。根据地震工区类型的不同，所采用的洪水填充算法也不同。对于二维地震测线仅采用二连通算法，对于三维地震工区，可采用四连通和八连通算法，一般常用四连通算法。
[0086] 当采用四连通算法时，根据种子点确定目标点的机制，以当前种子点为中心将种子点周围左和右两个方向或上、下、左和右四个方向且相邻的测量点作为目标点。
[0087] 在实现洪水填充时，可采用递归算法或队列算法实现种子点的扩散和区域填充。图3为递归算法示意图，图4为队列算法示意图。在图3和图4中，左图中的右部区域为待填充区域，在第4行第三列的方格上设置一个种子点。右图为像素填充效果图，方格中的数字表示填充顺序。无论采用哪一种算法，洪水填充的基本原理是，从一个种子点出发，采用一定的规则判断种子点周围的像素点是否与种子点一致或类似，以确定该点是否属于种子点所在的填充区域。
[0088] 在将洪水填充技术用于层位自动追踪时，要用地震道相似性特征代替图像区域填充中的像素差异性特征来控制种子点的扩散方向和范围。如果两个地震道的相似性小于设定的门槛值，认为种子点和目标点之间存在断层，种子点不应扩散到断层的另一边，将目标点剔除，反之则将其作为有效目标点。
[0089] 地震道相似性是利用互相关分析、方差等算法对过目标点的地震道与过种子点的地震道计算得到的，相似性门槛值为可接受的最小相似系数。归一化的相似系数的值域范围为0.0～1.0；一般情况下门槛值要大于0.5，缺省值为0.85。
[0090] （5）分别在目标点的周围反向寻找有效种子点；
[0091] 所述的反向寻找有效种子点，是将地层倾角视作地层阻尼系数，在设定范围内沿某一个固定方向寻找阻尼系数最小的种子点作为有效种子点，如图5所示，首先将种子点上、下、左、右四个方向上相邻的测量点作为目标点（图5a），然后从目标点出发，沿种子点所在的方向在一定范围内寻找有效种子点（图5b，以目标点1为例）。
[0092] 在本专利中，所述的地层阻尼系数，是与地层倾角成正比的一种表征流体在地层中运动的参数，用于控制层位追踪方向和范围。当地层阻尼系数大于设定的门槛值时，两个相邻地震道的地层倾角过大，在两个相邻地震道之间存在断层，不存在有效种子点，此时需放弃寻找有效种子点，使该方向的种子点扩散停止。
[0093] （6）估算目标点相对于有效种子点的地震同相轴倾角；
[0094] 所述的地震同相轴倾角，在层位追踪中，表现为某一地震同相轴上的种子点和目标点之间的时差，如图6所示。对于二维地震数据，沿测线方向估算一个方位角的地震同相轴倾角；对于三维地震数据，沿主测线和联络线两个方向估算两个地震同相轴倾角。
[0095] 所述的估算地震同相轴倾角是指在设定的时窗范围内利用地震道的波形特征对相邻地震道的相似性进行逐点扫描，并在设定的时窗范围内选择相似系数最大的时差作为该点的地震同相轴倾角。
[0096] 在本专利的具体实施步骤中，该步骤可简称为“倾角估算”。倾角估算的精度会影响层位追踪的准确性。但由于地震同相轴倾角估算方法很多，且为使本专利所述的倾角传播能够适应多种倾角估算方法，因此未对特定的倾角估算方法进行描述，也未限制使用任何倾角估算方法。实际上，目前常用的一些倾角估算技术，如波形特征法、相关法、最大能量法、平面波分解法等，都可以与倾角传播法配合形成可满足不同类型、不同品质地震资料的层位自动追踪软件产品。
[0097] （7）将层位值从有效种子点传播到目标点，并将其标记为有效目标点。
[0098] 所述的种子点传播是指，将目标点相对于有效种子点的地震同相轴倾角所对应的时移量与有效种子点的层位值相加，并将修改后的层位值视作目标点的层位值，种子点传播是依赖地震同相轴倾角而实现的，如图7和图8所示。其中，图7为二维倾角传播示意图，图8为三维倾角传播示意图。
[0099] 在本专利的具体实施步骤中，该步骤可简称为“倾角传播”。该步骤是本专利的核心，根据地震同相轴倾角信息控制种子点的传播，强调倾角信息特别是不同方位的倾角信息在层位自动追踪过程中的重要性，可将不同类型的层位自动追踪技术统一起来，并根据倾角估算技术的特点进一步提高层位自动追踪的精度。
[0100] （8）将有效目标点追加到种子点队列的后端；
[0101] 所述的将目标点追加到种子点队列的后端，是将目标点作为新的种子点，利用洪水填充算法的特点，将新的种子点纳入种子点扩散过程，实现全工区遍历，如图2中的元素ei所示。
[0102] （9）待全部目标点处理完成后，队列前移一位，如果前移后的种子点队列为空，则停止追踪，否则返回步骤3）继续进行下一个种子点的追踪；
[0103] （10）当种子点队列清空后，将所有追踪到的目标点的层位值与原始种子点组合，输出层位，完成层位追踪，如图9和图10所示。其中，图9为一个基于倾角传播算法的二维层位自动追踪的实施例，在本实施例中，利用波形特征法估算地震同相轴倾角，从3个种子点出发，利用倾角传播实现整条二维地震剖面的层位追踪。采用倾角传播技术可保证断层附近层位追踪的正确性。图10为一个基于倾角传播的三维层位自动追踪的实施例。与图9中的二维层位追踪一样，种子点也为3个。在本实施例中，利用波形特征法估算地震同相轴倾角，利用倾角传播技术实现三维工区的地震层位追踪（图10b），同时追踪完成后可获得沿层倾角信息（图10a）。以上两个实施例表明，倾角传播法层位自动追踪方法具有高精度、高效率等特点，可满足地震资料高效构造解释的要求。
