在油田开发后期,低序级断层对于剩余油分布的落实、注采之间矛盾的解决有重大的意义。低序级断层对薄储层能够起到较好的侧向封堵作用,在我国的大庆和胜利等油田的剩余油就是由低序级断层控制而富集的。从常规地震剖面上来看,断层主要为同相轴数目突然增多、减少、不连续或者形状突变,与此同时伴随异常波(绕射波、散射波等)的出现。因为受到地震资料信噪比、频带等影响,再利用前面所说的识别标志进行小断层解释,就会比较困难。而且在通常情况下钻井只有极小概率遇到低序级断层,由于其延伸范围有限,所以通过钻井与地层之间的对比等技术,对其倾向、倾角、走向等产状的确定也比较困难。当前国内外许多学者虽然研究产生了一系列的断层预测识别技术。但是由于传统的断层检测方法受噪声的影响较大,就很难精确预测识别到低序级断层。前人着重研究断层的识别方法,如相干体、边缘检测等技术,但是缺少对不同倾角、不同断距的断层地震响应特征进行系统的研究,这样就会使得低序级断层的检测识别缺乏有效的理论依据,让检测的可信度降低。本文首先研究基于压缩感知的基追踪算法、复数域非线性各向异性扩散滤波方法。利用基追踪反演获得高精度的反射系数剖面,提高剖面的纵向分辨率和横向连续性。然后分析了把Shock滤波器加入到复数域各向异性扩散项,复数域线性各向异性扩散滤波就由线性域发展到非线性域。复数域各向异性扩散滤波的实部和虚部反映不同的信息,实部可用于滤波、去噪,虚部可用于边缘(或小断层)检测。通过数值模拟和实际资料对复数域各向异性扩散滤波去噪能力进行了分析,着重应用了其虚部信息对断层进行检测。然后对体曲率属性、蚂蚁追踪技术、基追踪反演方法在断层识别中的效果进行了分析,这几种方法能够识别中尺度或地震资料信噪比较高的中小断层,但对低序级小断层识别存在困难。所以本文将体曲率属性、蚂蚁追踪技术、基追踪算法分别与复数域非线性各向异性扩散滤波结合应用于断层检测,对低序级断层进行有效识别。最后对复数域非线性各向异性扩散滤波、基追踪双极子反演、体曲率方法综合分析,几种方法相互补充、相互验证,有效地对低序级断层进行综合预测识别。