滩坝砂地震精细解释软件开发及实现

张军华，黄广谭，刘培金，刘 磊，班 丽

（1．中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，青岛 266580；2．胜利油田地质科学研究院，东营 257015）

滩坝砂地震精细解释软件开发及实现

张军华1，黄广谭1，刘培金1，刘 磊2，班 丽2

（1．中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，青岛 266580；2．胜利油田地质科学研究院，东营 257015）

滩坝砂储层埋藏深，单个储层较薄（坝砂大多几米厚，而滩砂多在2 m以下），横向变化大，地震反射弱，很难用常规软件进行精细描述与预测。这里在研究滩坝砂精细解释方法基础上，使用C＃语言，在基于．NET的Visual Studio2010平台上，开发出一套用于滩坝砂精细解释的软件（Seis＿BBS：Beach－Bar Sandstone）。Seis＿BBS具有以下特点：①软件集滩坝砂特征分析、正演模拟、目标处理、精细描述于一体，具有很强的实用性；②软件中采用了三参数小波薄互层检测、古地貌与地震属性融合、多子波消除强屏蔽效应、基于HHT的目标处理等多项滩坝砂解释新方法、新技术，弥补了商业软件在这方面的不足；③模块由C＃语言开发，具有很好的移植性，可扩展性高，可以随时将后续新的解释方法添加到软件中。

C＃语言；软件开发；滩坝砂；地震精细解释

0 引言

随着油田勘探开发程度的不断加大，薄互层的研究越来越受到重视。在胜利油田，作为薄互层油气藏的一种重要类型即滩坝砂油气藏，近年来取得了可喜的成果，成为新增储量和产量的重要来源。此类油气藏埋藏深（多在3 000 m以下），储层薄（坝砂大多几米厚，滩砂多在2 m以下，而且以薄互层为主），储层非均质性强、横向变化大，顶面还覆盖一强盖层，储层地震反射呈弱信号，常规方法和商用软件很难进行有针对性的目标处理和精细解释。因此，根据实际需要，结合国家油气重大专项研究成果，开发出一套具有自主知识产权的滩坝砂地震精细解释软件，具有客观的必要性。

本研究基于．NET平台，使用C＃语言研发了Seis＿BBS滩坝砂专用解释软件。内容包括输入输出、特征分析、正演模拟、目标处理、精细描述、显示、帮助等功能。由于采用了三参数小波薄互层检测、古地貌与地震属性融合、多子波消除强屏蔽效应、基于H HT（Hilbert-Huang Transform）的目标处理等多项新方法、新技术，弥补了商业软件在这方面的不足。方法、软件已应用于油田多个区块，取得了较好的应用效果，进一步丰富了滩坝砂解释的理论与实践。软件采用C＃开发，具有较好的移植性，也适合于滩坝砂以外其他薄互层油气藏的精细解释。

1 开发环境简介

Seis＿BBS以．NET为编译环境和运行平台，它由Microsoft公司于2000年6月发布，被誉为下一代网络计划。．NET是一个革命性的新平台，它构建于开放的Internet协议和标准之上，并提供工具和服务，以新的方式整合计算和通信。

程序的开发环境基于．NET Framework 4．0的Visual Studio2010，Visual Studio是目前最流行的Windows平台应用程序开发环境。Visual Studio 2010具有以下特性［1］：①支持C＃4．0中的动态类型和动态编程；②多显示器功能；③使用Visual Studio 2010的特性支持TDD；④支持Office；⑤Quick Search特性；⑥C＋＋0x新特性；⑦IDE增强；⑧使用Visual C＋＋2010创建Ribbon界面；⑨新增基于．NET平台的语言F＃。

编程语言使用的是C＃语言［2］。．NET是一个支持软件开发与使用的平台，它允许用完全不同的语言开发控制台应用程序、Windows应用程序、Web应用程序和Web服务等。还有一点，C＃语言由C语言和C＋＋语言派生而来，但使用比C＋＋语言方便容易。C＃语言的现代化设计能够消除很多常见的C＋＋语言编程错误。例如：①资源回收减轻了程序员内存管理的负担；②C＃语言中变量由环境自动初始化；③变量是类型安全的。

2 Seis＿BBS软件架构及模块化设计

2．1 软件基本架构及功能

基于不同的操作目的以及软件扩展性，软件分六大模块，图1展示了软件的主界面，分为文件系统、特征分析、正演模拟、显示系统、目标处理和精细描述六个不同模块单元。

图1 软件主界面Fig．1 The main interface of the software

文件系统主要进行数据的输入输出、大数据的切割与合并、格式转换、沿层数据的抽取、格式文件查看；特征分析主要是包括时频分析、各种特色属性以及一些常规属性；正演模拟可以进行薄互层正演，更好地研究地震响应特征；显示系统可以对二维或三维的二进制以及Segy文件进行显示，方式包括主测线、联络线、切片，并可加载井位、拾取图像坐标等；目标处理主要包括三参数小波，H HT变换，最佳匹配追踪，90°相移子波和多子波变换，对地震数据进行目的层的处理；精细描述包括谱特征分析、调谐体、目标体镶嵌、多信息融合和地层切片。模块结构图如图2所示。

图2 软件模块结构图Fig．2 The modular structure chart of the software

2．2 软件模块化设计思路及实现举例

软件开发遵循模块化设计思想（图3），下面以其中的多子波变换模块为例，展示界面开发流程。

图3 界面开发实现流程图Fig．3 The flow chart of interface development

2．2．1 方法研究及参数测试

用单一子波来研究滩坝砂薄互层储层存在着很大局限，因为地震子波会出现主频、相位等参数的变化，还会有子波复合的情况。为此，我们将多子波变换（Multi-Wavelet Transform）［3］技术应用到滩坝砂薄互层检测中，以突出储层信息，提高储层预测精度。子波构成的特征值方程为：

［fmin，fmax］为储层的频带范围，fc为中心频率，求解方程，使用方程相关特征值接近于1的特征向量作为求取的子波。参数设计时，地震数据需要道数和采样点数2个参数，多子波变换需要子波主频、采样间隔、频带长度和子波长度4个参数。

2．2．2 界面设计

界面设计采用．NET的Windows窗体应用程序，界面使用Label、Button、RadioButton、Text-Box、Group Box和OpenFileDialog控件［4］，界面形成如图4所示。

图4 界面设计显示图Fig．4 The interface design figure

2．2．3 界面结合方法

通过界面控制参数，结合方法调试，实现人机交互的结合。参数及数据传递后进行计算，计算的核心程序如下，其作用是进行公式（2）的计算并将结果保存在数组A中，对A通过已经编写好的Jin Lab．math．eig子函数求取矩阵的特征值，通过if判断句选择接近于1时的特征向量作为子波保存在数组中wave＿Wi．Wi中。

2．2．4 界面模块调试

显示系统基于．NET的GDI＋成像显示，GDI＋是微软在Windows 2000以后的操作系统中提供的新的图形设备接口，其通过一套部署为托管代码的类来展现，这套类被称为GDI＋的“托管类接口”［5］。显示模块使用了Graphics、Image、Pen、Color和Bitmap等类实现图像显示功能［6］。

由数据转换为图像主要分以下三步：首先使用Bitmap类将数据转成像素点数据，然后将形成的Map数据在Graphics类的画布上形成Image图像［7］，最后进行显示。核心程序如下：使用Bitmap建立底图，通过两个for语句将data数据转换成可以识别的色彩数据，保存在map中；使用draw＿image函数将map投到底图上，x形成im文件，数据大小由数据线号datain．In LineNum和道号datain．Cross LineNum控制；使用g．Draw Image函数成图显示。

this．Back Color＝coord．color＿background；／／定义底图背景颜色

图5 界面调试结果显示Fig．5 The results of interface debugging

float x＝50f；float y＝50f；／／底图的边界大小定义

Graphics g＝CreateGraphics（）；／／底图创建

Image buf＿image＝new Bitmap（width＋100，height＋100，g）；／／创建Bitmap，大小为map的长宽加100

Graphics buf＿g＝Graphics．FromImage（buf＿image）；

if（pic＿map！＝null）

｛buf＿g．Draw Image（（Image）pic＿map，x，y，width，height）；｝／／画Image，左上位置给定初始的x，y，大小为map的长和宽

Graphics g＝e．Graphics；

if（this．TS＿BTMapSet．Checked）／／适应屏幕大小控制

｛map＿width＝this．Width－125；

map＿height＝this．Height－150－this．tool-Strip1．Height－this．statusStrip1．Height－this．statusStrip1．Height；／／底图范围

im＝draw＿image（map＿width，map＿height，map，zuobiao，true）；｝／／创建im，范围是map的长宽，数据位map，坐标范围由zuobiao给定

else

｛im＝draw＿image（datain．In LineNum，datain．

CrossLineNum，map，zuobiao，true）；｝／／画im的边界，数据为线道号，数目在zuobiao中

g．Draw Image（im，new Point（this．toolStrip1．Location．X，this．toolStrip1．Location．Y＋this．toolStrip1．Height））；／／画im，控制Im的起始位置和结束点

图5为界面调试显示结果，其中图5（a）为原始数据显示，图5（b）为使用多子波变换处理结果。

3 软件应用及效果分析

以L75工区为例，从图6地震剖面上看，滩坝砂以中弱相位为主，薄互层波形呈复合形态；滩坝砂储层埋深较大，地震主频较低，基本上在25 Hz左右；沙四上的顶为很好的盖层，但对下伏储层能量屏蔽较强。针对滩坝砂薄互层存在的问题，软件提供一系列的处理技术方法。

图6 滩坝砂过井地震剖面Fig．6 The through－well profile of the beach bar sandstone

首先针对强屏蔽层的存在，软件提供多子波强屏蔽剥离技术［7］，可以很好地去除强屏蔽层的影响，图7展示了去除强屏蔽层处理方法前后结果对比。

图7 强屏蔽去除处理前后对比Fig．7 The comparis on between before and after removing strong shielding layer

针对滩坝砂储层地震反射信息频率低的问题，软件开发了HHT频率拓宽技术来展宽地震信息频带，提高地震资料的分辨率，在此基础上进行多子波变换，进一步提高资料的分辨率，结合有利识别薄互层储层的能量半时属性，最终形成有利滩坝砂储层分布平面展布（图8）。处理结果与井点吻合很好，说明了本软件可以较好地进行滩坝砂储层的描述与预测。

图8 滩坝砂有利储层平面展布图Fig．8 The favorable reservoir distribution of the beach bar sandstone

4 结论与认识

1）滩坝砂具有埋深大、储层薄、信号弱等特点，常规商用软件很难全面满足生产需求，根据地质研究目标，开发具有目标处理和精细描述功能的配套地震解释软件，可以弥补商业软件部分功能的不足，及时解决勘探开发中遇到的难题。

2）基于．NET平台的Visual Studio2010，可以开发出运行在Windows上的几乎所有应用程序，专门用于．NET的C＃编程语言由C和C＋＋派生而来，可读性强，便于学习与掌握，模块移植与软件拓展也十分便捷。

3）由于采用了三参数小波薄互层检测、古地貌与地震属性融合、多子波剥离消除强屏蔽效应、基于H HT的目标处理等新方法、新技术，Seis＿BBS滩坝砂专用解释软件应用效果良好。

［1］ 景宇宁．完美世界——Visual Studio 2010新理念选析［J］．科技情报开发与经济，2010，20（19）：104－105．

［2］ 王小科，王军，赵会东．C＃编程宝典［M］．北京：人民邮电出版社，2010．

［3］ 张军华，刘振，刘炳杨，等．强屏蔽层下弱反射储层特征分析及识别方法研究［J］．特种油气藏，2012，19（1）：23－26．

［4］ 王娜．C＃．NET中控件数组的实现［J］．智能计算机与应用，2012，2（6）：73－75．

［5］ 张利红，王斌，宁方辉，等．基于GDI＋的海图符号库设计与实现［J］．海洋测绘，2012．32（5）：59－62．

［6］ 周方晓，李昌华，丁有军．用GDI＋和面向对象设计方法构建交互式图形平台［J］．微电子学与计算机，2010，27（10）：165－169．

［7］ HUANG N E，SHEN Z，LONG S R，et al．The empirical mode decomposition and Hilbert spectrum for nonlinear and non－stationary time series analysis［J］．Proc．Roy．Soc．London A，1998，454：903－995．

Software development and implementation of beach bar sandstone fine interpretation

ZHANG Jun-hua1，HUANG Guang-tan1，LIU Pei-jin1，LIU Lei2，BAN Li2
（1．School of Geosciences，China University of Petroleum，Qingdao 266580，China；2．Shengli Geological Science Research Institute of SINOPEC，Dongying 257015，China）

As the beach bar sandstone reservoir has large depth，thin thickness for a single reservoir（sand dam is mostly a few meters thick and beach sand under 2 m），lager lateral change and weak seismic reflection，the conventional software can hardly fine interpret and predict the reservoir due to these restrictions．Based on studying the beach bar sandstone fine interpretation methods，the author uses C＃language which based on．NET＇s Visual Studio 2010 platform to develop the software which used for beach bar sandstone fine interpretation（Seis＿BBS，Beach Bar Sandstone）．The software has the following characteristics：1）the software integrates beach bar sandstone feature analysis，forwarding modeling，target processing and fine description．2）the software includes many new methods and new technologies to analyze the beach bar sandstone reservoir，such as the three parameter wavelet thin interbed detection method，the fusion display of ancient landform and seismic attribute method，multi－wavelet to eliminate the strong shielding effect method，the HHT method，which make up the disadvantages of commercial software in these aspects．3）the software which developed by C＃has good portability and scalability，you can add new interpretation methods to the software in the following study easily．

C＃language；software development；beach bar sandstone；seismic fine interpretation

TP 311

A

10．3969／j．issn．1001-1749．2014．05．11

1001-1749（2014）05-0577-06

2013-06-05 改回日期：2014-06-18

国家油气重大专项（2011ZX05051）

张军华（1965-），男，教授，博士生导师，长期从事地震资料解释与软件开发，E-mail：zjh＿upc＠163．com。