断层是一种重要的地质构造,在很大程度上决定着油气的分布、运移和储存情况。因此,实现断层的准确识别在地震图像处理领域具有重要地位。但目前大多数断层识别方法都是基于数据驱动的,没有考虑地震图像中包含的地质规律和结构特征,在处理过程中易受噪声干扰,识别效果往往达不到预期。为此,本文结合地质学和地震勘探理论,从地震图像中提取地质构造的方向和结构信息,总结出地质模式约束机制,形成了地质模式约束的三维地震断层识别方法。主要开展了以下几个方面的工作:1.结合地质学和地震勘探理论,从不同地质构造的形成规律和结构特征出发,总结出了两种地质模式约束机制:一是以地层的方向信息和结构特征为主要内容的地层模式;二是以断层的面状线性结构特征为主要内容的断层模式,它们在地震数据处理和断层属性提取等方面都发挥了重要作用。2.在地质模式约束下,对地震数据进行矢量中值滤波和各向异性扩散滤波处理,得到了断层特征增强的地震数据体。通过对地震数据结构张量的构建与分解,得出地震资料中包含的方向和结构信息,形成了地质模式约束条件,并将其引入矢量中值滤波和各向异性扩散滤波处理中。通过滤波前后的数据对比可知,地质模式约束的矢量中值滤波有效压制了地震数据中的噪声干扰,提高地震资料的信噪比;地质模式约束的各向异性扩散滤波实现了在不同结构方向上进行不同强度的滤波处理,在增强地震反射同相轴分辨率的同时,还保护了断层等不连续信息,有利于后续的断层属性提取。3.通过地质模式相似性获取断层似然属性,并利用张量投票技术进行增强处理,得到了断层结构更加完整、连续的属性图像。在传统相似性属性基础上,得出了地质模式约束的相似性属性,对断层等不连续信息进行了准确刻画。为了进一步凸显断层的线性结构特征,由地质模式相似性获取了断层似然属性,对断层进行了更清晰、准确的描述,但还存在线性结构的连续性差等问题。于是,通过张量投票技术对断层属性图像进行增强处理,提高了断层线性结构的完整性和连续性。通过实验对比分析,增强后的断层属性图像有效减弱了断层的“阶梯状”分段现象,使断层的线性结构更加完整、连续,提高了断层图像的成像质量。本文从地震图像中提取了地层和断层等重要地质构造的方向和结构信息,形成了地质模式约束机制。在此基础上,对地震数据进行断层特征增强和属性提取,有效压制了噪声干扰,提高了断层识别的准确性,使其更加符合地质规律和特征。