地震屬性分析技術(shù).ppt

地球資源與信息學(xué)院王永剛E Mail wangyg wangyg upc 電話 0546 8392830 辦 地震屬性分析技術(shù) 課程內(nèi)容 第一講地震屬性概述第二講地震屬性提取與分析第三講地震屬性優(yōu)化處理第四講地震屬性應(yīng)用實(shí)例第五講儲(chǔ)層預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)與檢驗(yàn) 一 地震屬性的發(fā)展歷程二 地震屬性的定義三 地震屬性的分類四 地震屬性的發(fā)展趨勢(shì) 第一講地震屬性概述 地震屬性分析技術(shù) 地震屬性 Seismicattribute 一詞于20世紀(jì)70年代開始引入地球物理界 起初 國(guó)內(nèi)在譯名上并不完全統(tǒng)一 類似的譯名還有地震特征 地震參數(shù) 地震標(biāo)志等等 直到20世紀(jì)90年代初才基本統(tǒng)一稱為地震屬性 第一講地震屬性概述 一 地震屬性的發(fā)展歷程 地震屬性的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下3個(gè)階段 第1階段 20世紀(jì)60年代末到70年代末 為起步階段 該階段以 亮點(diǎn) 技術(shù)為代表 這時(shí)的屬性研究既沒(méi)有考慮地震資料的運(yùn)動(dòng)學(xué) 動(dòng)力學(xué)特征 也沒(méi)有特定的地質(zhì)含義 而僅僅是對(duì)地震剖面特征的一種定性描述與分析 如利用亮點(diǎn)標(biāo)志解釋氣藏 第一講地震屬性概述 第2階段 20世紀(jì)70年代末到80年代末 為迅速發(fā)展階段 該階段以屬性定量提取方法大量出現(xiàn)為主要特征 這是地震屬性研究蓬勃發(fā)展的階段 地震屬性的應(yīng)用開始走向各個(gè)領(lǐng)域 如儲(chǔ)層預(yù)測(cè) 油氣分析 物性研究等 這也是地震屬性應(yīng)用較為混亂的階段 有多達(dá)幾十種的地震信息被提取出來(lái) 但多數(shù)方法僅停留在地震波場(chǎng)的幾何學(xué) 運(yùn)動(dòng)學(xué) 動(dòng)力學(xué)等特征的研究上 沒(méi)有對(duì)地震屬性所代表的地質(zhì)意義進(jìn)行分析與解剖 第一講地震屬性概述 第3階段 20世紀(jì)90年代以后 基本成熟階段 這一階段以多維屬性的出現(xiàn)為主要標(biāo)志 90年代初 以相干 傾角 方位角等為代表的一批多維屬性開始出現(xiàn) 這類屬性的一個(gè)顯著特點(diǎn)是能夠直觀地反映地層的結(jié)構(gòu)性信息 如傾角 方位角反映地層的視傾角 傾向 相干異常指示斷裂帶 裂縫 孔洞 發(fā)育帶等 因此 它們的開發(fā)與應(yīng)用 很快得到有關(guān)各方的廣泛認(rèn)同 與此同時(shí) 屬性標(biāo)定與優(yōu)化的方法也開始大量涌現(xiàn) 地震屬性研究開始向規(guī)范化 科學(xué)化方向健康發(fā)展 第一講地震屬性概述 第一講地震屬性概述 二 地震屬性的定義 對(duì)地震屬性的定義主要有以下幾種 1 WesternAltlasInternational公司的QuincyChen與SteveSidney所給出的定義 地震屬性是地震資料的幾何學(xué) 運(yùn)動(dòng)學(xué) 動(dòng)力學(xué)及統(tǒng)計(jì)學(xué)特征的一種量度 這一定義基本屬于純數(shù)學(xué)定義 2 LandmarkGraphics公司的ArthurE Barnes對(duì)地震屬性的定義是 地震屬性是一種描述和量化地震資料的特性 是原始地震資料中所包含全部信息的子集 地震屬性的求取是對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分解 每一個(gè)地震屬性都是地震數(shù)據(jù)的一個(gè)子集 該定義強(qiáng)調(diào)了地震屬性的提取過(guò)程 但未對(duì)地震屬性在地學(xué)中的作用進(jìn)行闡述 定義中涉及的地震數(shù)據(jù)分解是一種廣義的波場(chǎng)分解 沒(méi)有統(tǒng)一的計(jì)算準(zhǔn)則 包羅了所有的地震屬性計(jì)算方法 第一講地震屬性概述 3 從應(yīng)用地球物理學(xué)的角度看 比較合理的定義是 地震屬性是地震數(shù)據(jù)中反映不同地質(zhì)特征 信息 的分量或子集 是刻畫 描述地層結(jié)構(gòu) 巖性以及物性等地質(zhì)信息的地震特征量 第一講地震屬性概述 在眾多的地震屬性中 有些對(duì)特定的油藏環(huán)境比較敏感 有些對(duì)不易檢測(cè)的地下界面異常更有利 還有些直接用于烴類檢測(cè)或油氣預(yù)測(cè) 目前 大多數(shù)學(xué)者按照數(shù)學(xué) 物理學(xué)方法對(duì)地震屬性進(jìn)行分類 6家 1 劉企英將地震屬性分為振幅 頻率 速度 吸收衰減 波形與時(shí)間6大類 2 AlistairR Brown將地震屬性分為時(shí)間 振幅 頻率及衰減4大類 第一講地震屬性概述 三 地震屬性的分類 第一講地震屬性概述 3 20世紀(jì)90年代初Taner等人將地震屬性分為幾何屬性和物理屬性 幾何屬性通常與波形及地震層位的幾何形態(tài) 如傾角 方位 曲率等 有關(guān) 物理屬性包括運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)屬性 主要有速度 振幅 頻率 衰減等 4 1996年Brown等人將地震屬性分為疊后屬性與疊前屬性 這種分類方法反映出人們對(duì)地震信號(hào)保真度和地震解釋精度的日益重視 第一講地震屬性概述 5 到20世紀(jì)90年代末 QuincyChen與SteveSidney在上述分類方法的基礎(chǔ)上 提出了一種比較完整的分類方法 他們將疊后屬性與疊前屬性看成屬性技術(shù)發(fā)展的2個(gè)階段 就象疊后偏移成像和疊前偏移成像一樣 在這個(gè)意義上 將地震屬性分為幾何學(xué)屬性 運(yùn)動(dòng)學(xué)屬性 動(dòng)力學(xué)屬性和統(tǒng)計(jì)學(xué)屬性4大類 統(tǒng)計(jì)學(xué)屬性大多是采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法獲得的次生屬性或?qū)С鰧傩?如相似性 廣義主分量 GPC 邊緣平滑 EPS 等 一般沒(méi)有明確的物理意義 但比其它屬性含有更豐富的地質(zhì)意義 6 從地震屬性應(yīng)用的角度出發(fā) 這些分類并不能反映地震屬性在地球物理學(xué)或更廣泛的地學(xué)中所起的作用 按地震屬性在油氣勘探開發(fā)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行分類 較容易為屬性的應(yīng)用者所理解 也更具有地球物理學(xué)的特征 根據(jù)這一思路 曹輝等將地震屬性分為下列2大類 第一講地震屬性概述 第一講地震屬性概述 1 多尺度結(jié)構(gòu)屬性 包括相干 傾角 方位角 平行度 連續(xù)性 發(fā)散度 波度 隨機(jī)度 曲率和間距等 其中大尺度結(jié)構(gòu)屬性用于構(gòu)造分析 小尺度結(jié)構(gòu)屬性用于裂隙 縫 孔洞分析和地震 沉積 相分析 這類屬性的解釋大都使用定性分析方法 根據(jù)專家知識(shí)將屬性直接與地層結(jié)構(gòu)特征相聯(lián)系 2 巖性或物性指示屬性 這類屬性最多 按動(dòng)力學(xué) 統(tǒng)計(jì)學(xué)和反演等方法提取的屬性以及部分按運(yùn)動(dòng)學(xué)提取的屬性都可歸入此類 主要有振幅 波阻抗 AVO 頻率等及其它們的衍生參數(shù) 這類屬性多數(shù)使用定量或半定量分析方法 例如通過(guò)井孔等資料對(duì)屬性進(jìn)行標(biāo)定 建立定量或半定量模式 再以此模式識(shí)別巖性或推算物性參數(shù) 第一講地震屬性概述 綜合上述幾種分類 我們傾向于如下分類 1 建立在運(yùn)動(dòng)學(xué) 動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上的地震屬性類型 包括振幅 波形 頻率 衰減特性 相位 相關(guān)分析 能量 比率等 2 以油藏特征為基礎(chǔ)的地震屬性類型 包括表征亮點(diǎn) 暗點(diǎn) AVO特性 不整合圈閉或斷塊隆起異常 含油氣異常 薄層油藏 地層間斷 構(gòu)造不連續(xù) 巖性尖滅 特殊巖性體等的地震屬性 第一講地震屬性概述 第一講地震屬性概述 3 不同數(shù)據(jù)對(duì)象的地震屬性類型 包括 以剖面為基礎(chǔ)的屬性 如傳統(tǒng)的瞬時(shí)類屬性 或經(jīng)速度 聲阻抗等特殊處理后的剖面 以同相軸為基礎(chǔ)的屬性 提供了在地質(zhì)分界面上或分界面之間的地震屬性的變化信息 如沿層或?qū)娱g瞬時(shí)屬性 單道時(shí)窗的沿層或?qū)娱g屬性 多道時(shí)窗的沿層或?qū)娱g屬性 以數(shù)據(jù)體為基礎(chǔ)的屬性 由三維地震數(shù)據(jù)體得到的相關(guān)類型的屬性體具有很大的研究?jī)r(jià)值 例如可提供地震信號(hào)相似性和連續(xù)性方面的最佳信息 第一講地震屬性概述 四 地震屬性的發(fā)展趨勢(shì) 從20世紀(jì)60年代的烴類檢測(cè)和亮點(diǎn)技術(shù) 到70年代基于復(fù)數(shù)道分析的瞬時(shí)屬性 80年代的多屬性分析 由疊前或疊后數(shù)據(jù)提取的各類屬性 90年代的多維屬性 傾角 方位和相干等 分析 直至21世紀(jì)的自動(dòng)地震相分析等 地震屬性技術(shù)的發(fā)展循序漸進(jìn) 目前已逐漸走向成熟 對(duì)地震屬性近幾年的新進(jìn)展 分以下8個(gè)方面加以簡(jiǎn)要介紹 1 屬性分類呈現(xiàn)幾何學(xué) 物理學(xué) 運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué) 統(tǒng)計(jì)學(xué)并存 準(zhǔn)屬性 metaattribute 倍受關(guān)注 準(zhǔn)屬性的含義就是對(duì)不同類型的地震信息進(jìn)行目標(biāo)擬合 生成一些按用戶意圖定義的屬性 如地震相和照明技術(shù)等 這類屬性雖然不能歸入上述幾種屬性類型 但其地質(zhì)意義明確 易于直觀顯示 能獲得較好的解釋效果 準(zhǔn)屬性實(shí)際上是多屬性分析發(fā)展的結(jié)果 它屬于多維屬性的范疇 準(zhǔn)屬性分析通過(guò)智能化手段實(shí)現(xiàn)多屬性的目標(biāo)擬合 不僅能避免多屬性解釋的混亂 而且降低了對(duì)計(jì)算機(jī)性能的依賴性 使解釋更為準(zhǔn)確 便捷 第一講地震屬性概述 第一講地震屬性概述 地震相通常是由多種地震屬性加波形分析確定的 它有助于精細(xì)地劃分沉積單元 并揭示儲(chǔ)層內(nèi)部的細(xì)節(jié) 照明技術(shù)則是通過(guò)對(duì)地震數(shù)據(jù)體中所有數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行同步照明 垂直于照明方向的特征被加強(qiáng) 平行于照明方向的特征被抑制 而形成的屬性 包含反射系數(shù) 局部?jī)A角和方位等信息 能很好地揭示各種構(gòu)造細(xì)節(jié) 并彌補(bǔ)其他屬性的不足 2 屬性提取從線性 根據(jù)時(shí)窗數(shù)據(jù)提取的各種屬性 如振幅 頻率 相關(guān)函數(shù)等 向非線性 如小波變換的多尺度屬性 應(yīng)用照明技術(shù)生成的屬性等 方向發(fā)展 3 屬性分析智能化程度提高 多屬性聯(lián)合分析流行 4 屬性反演 如波阻抗 彈性阻抗 AVO等 對(duì)巖石物理測(cè)試和正演模擬的依賴性增加 且以多維屬性為主 第一講地震屬性概述 第一講地震屬性概述 5 屬性研究從疊后向疊前推進(jìn) 從縱波向彈性波擴(kuò)展 6 屬性應(yīng)用的重點(diǎn)進(jìn)一步轉(zhuǎn)向開發(fā) 尤其是向精細(xì)儲(chǔ)層描述 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等方面轉(zhuǎn)移 7 屬性成果的可視化程度更高 地質(zhì)意義更明了 使專家獲取更豐富的地下信息 8 屬性技術(shù)的定量化進(jìn)程加快 解釋的置信度提高 第一講地震屬性概述 總之 地震屬性分析技術(shù)的發(fā)展已進(jìn)入三維體屬性分析時(shí)代 迫切需要立體顯示 動(dòng)態(tài)顯示和仿真顯示等現(xiàn)代化顯示手段 恰好 三維可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的迅速發(fā)展基本滿足了這一需求 目前 許多地震資料解釋系統(tǒng)大都配上了現(xiàn)代化的可視化軟件 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也在一些大型石油公司得到應(yīng)用 三維可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使地震屬性分析結(jié)果更為直觀 清晰 更易于反映油藏內(nèi)部的地質(zhì)意義 有利于啟發(fā)解釋人員的想象力 有利于從不同角度開展不同形式的分析與解釋 以三維體可視化方式檢測(cè)強(qiáng)振幅區(qū)域的工作步驟 掃描并識(shí)別地質(zhì)目標(biāo) 應(yīng)用遮光度分析 分離要確定的目標(biāo)體 振幅外延與構(gòu)造凸現(xiàn) 內(nèi)部振幅變化 沉積標(biāo)志 第一講地震屬性概述 第一講地震屬性概述 在地震屬性的顯示方面 國(guó)外許多公司研發(fā)了新穎的顯示技術(shù) 如Landmark公司的研究人員利用光照原理 形象地展現(xiàn)地震屬性分析結(jié)果 休斯敦MagicEarth公司的研究人員提出了地質(zhì)體可視化顯示技術(shù) 該技術(shù)源于20世紀(jì)80年代的層位自動(dòng)追蹤 90年代的象素追蹤 而屬性可視化技術(shù)涉及到用三維象素追蹤實(shí)現(xiàn)多屬性和多樣本的有機(jī)結(jié)合 地質(zhì)體可視化不僅能使地學(xué)家檢驗(yàn)各種數(shù)據(jù)集的多種解釋結(jié)果 而且能提高解釋速度和精度 第一講地震屬性概述 地震屬性分析結(jié)果的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是地質(zhì)意義更為明了 一方面 地震地層學(xué)和層序地層學(xué)的廣泛應(yīng)用豐富了地震屬性技術(shù)的地質(zhì)內(nèi)涵 它不僅給出了地震屬性的總體科學(xué)構(gòu)思 而且激勵(lì)人們利用地震屬性建立地震相 再將地震相轉(zhuǎn)化為地質(zhì)相 層序體系 沉積相等 另一方面 多維屬性分析使人們淡化了屬性的具體類別 而更加注重圍繞地質(zhì)解釋目標(biāo)的有機(jī)結(jié)合 使得形成的屬性體本身就具有直觀的地質(zhì)意義 而3D可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則使這種地質(zhì)意義更加凸現(xiàn) 因此 未來(lái)地震屬性總體將更加地質(zhì)化而不是地球物理化 第一講地震屬性概述 目前 地震屬性分析技術(shù)在正演模擬 多分量研究 多屬性聯(lián)合分析與反演 強(qiáng)化地質(zhì)含義和改善顯示手段等方面取得了明顯的進(jìn)展 但在疊前深度域 彈性波分析 屬性解釋的定量化及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的進(jìn)步不大 未來(lái)高難度油氣勘探開發(fā)對(duì)地球物理技術(shù)的需求中除精確成像外 還有待在下列7方面進(jìn)行不懈的研發(fā) 1 用定量屬性分析 多分量反演和非常重要的巖石物理及井資料標(biāo)定 使地下儲(chǔ)層中物性的空間展布和流體特性隨時(shí)間的變化得到可靠的估計(jì) 第一講地震屬性概述 2 不確定性量化和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)將與地球物理成果輸出聯(lián)成一體 被用于整體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 3 必須注重大數(shù)據(jù)量和多種類型數(shù)據(jù)體的實(shí)際交互 促進(jìn)各種類型專業(yè)軟件的無(wú)縫集成 4 開展動(dòng)態(tài)儲(chǔ)集性能 如相對(duì)孔滲飽參數(shù) 的地震預(yù)測(cè)研究 第一講地震屬性概述 5 加強(qiáng)單點(diǎn)萬(wàn)道 彈性 矢量 地震處理方法以及解釋分析方面的技術(shù)開發(fā) 6 加速解決與相干噪聲及多次波 各向異性 衰減 空間或時(shí)間分辨率以及保真度等有關(guān)的地震波傳播 記錄和處理問(wèn)題 7 加強(qiáng)時(shí)移地震屬性分析和高分辨率擬地質(zhì)統(tǒng)計(jì)反演結(jié)果與井孔資料綜合 建立油藏精細(xì)模型方面的研究 課程內(nèi)容 第一講地震屬性概述第二講地震屬性提取與分析第三講地震屬性優(yōu)化處理第四講地震屬性應(yīng)用實(shí)例第五講儲(chǔ)層預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)與檢驗(yàn) 第二講地震屬性提取與分析 一 提取地震屬性的分析方法二 地震屬性的描述與適用性三 相干屬性體及其應(yīng)用四 地震屬性的物理意義五 地震屬性間的相關(guān)性 地震屬性分析技術(shù) 一 提取地震屬性的分析方法1 自相關(guān)分析2 傅立葉譜 功率譜分析3 振幅特征分析4 復(fù)地震道分析5 地震記錄的信噪比分析6 地震記錄的相對(duì)分辨率分析7 地震記錄的自回歸分析8 地層平均吸收衰減特性分析9 相干體分析10 AVO分析11 各種變換和反演方法等 第二講地震屬性提取與分析 1 自相關(guān)分析設(shè)f n 為離散地震信號(hào) N1和N2為分析時(shí)窗的起始 終止時(shí)間所對(duì)應(yīng)的離散時(shí)間序號(hào) 時(shí)窗內(nèi)離散時(shí)間樣點(diǎn)數(shù)為N N2 N1 1 f n 自相關(guān)函數(shù)ACF 表示為 自相關(guān)函數(shù)如右圖所示 第二講地震屬性提取與分析 自相關(guān)函數(shù)是地震記錄特征的反映 是地震記錄中重復(fù)性的標(biāo)志 在一般情況下 自相關(guān)函數(shù)主極值幅度代表著記錄段的能量 主極值寬度與記錄的視周期有關(guān) 頻率低的信號(hào) 主極值寬度大 頻率高的信號(hào) 主極值寬度窄 旁極值的幅值和面積表示地震記錄的重復(fù)性及延續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短 當(dāng)反射層具有薄互層結(jié)構(gòu) 反射記錄出現(xiàn)干涉現(xiàn)象時(shí) 自相關(guān)函數(shù)幅值和面積增大 第二講地震屬性提取與分析 2 傅立葉譜 功率譜分析譜分析是在頻率域內(nèi)描述地震記錄特征的重要方法 它有兩種形式 一是傅立葉譜分析 用于確定性函數(shù) 二是功率譜分析 用于隨機(jī)過(guò)程 當(dāng)用于分析的地震數(shù)據(jù)是一個(gè)均值為零的隨機(jī)過(guò)程 功率譜為它的一個(gè)統(tǒng)計(jì)特性 可以較好表示反射波的特征 當(dāng)用于分析的地震數(shù)據(jù)是一個(gè)確定的時(shí)間函數(shù) 或記錄的信噪比較高 分析時(shí)窗中有穩(wěn)定的反射波出現(xiàn) 使用傅立葉譜分析描述反射波特征較為適宜 第二講地震屬性提取與分析 地震波的頻譜與其波形的關(guān)系是互為正 反傅立葉變換的關(guān)系 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 第二講地震屬性提取與分析 獲取功率譜P f 的方法 1 利用振幅譜與功率譜的關(guān)系 即P f C2A2 f 2 利用自相關(guān)函數(shù)的FFT得到P f 3 伯格譜方法 利用自回歸分析的相關(guān)系數(shù)定義伯格譜 第二講地震屬性提取與分析 3 振幅特征分析反射波振幅或能量特征是地震巖性解釋和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)常用的動(dòng)力學(xué)屬性 利用振幅特征分析可提取下列一些屬性 記錄能量 最大振幅值 均方根振幅等 這類屬性反映了目標(biāo)層內(nèi)波阻抗 地層厚度 巖石成分 孔隙度及含流體成分的變化 可用來(lái)識(shí)別振幅異?；蛴糜趯有蛱卣鞣治?也可用來(lái)追蹤地層學(xué)特征 如三角洲 河道 各種扇或特殊巖性體 還可用于識(shí)別巖性變化 不整合 氣體以及流體的聚集等 第二講地震屬性提取與分析 4 復(fù)地震道分析Taner等 1979 解釋的復(fù)數(shù)道由實(shí)部 常規(guī)地震道f t 和虛部 正交道h t 組成 即式中虛數(shù)i是 1的平方根 正交道h t 可以通過(guò)Hilbert轉(zhuǎn)換的常規(guī)地震道獨(dú)立地確定 即式中 表示褶積 實(shí)際上 h t 是f t 的900相移形式 所有其他的復(fù)數(shù)道都可以從正交道和實(shí)數(shù)道中求得 第二講地震屬性提取與分析 瞬時(shí)頻率 三瞬剖面屬性定義為 瞬時(shí)振幅強(qiáng)度 瞬時(shí)相位 第二講地震屬性提取與分析 5 地震記錄的信噪比分析在使用地震資料進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)前 對(duì)資料的信噪比作定量評(píng)價(jià)是必要的 在一定的地震地質(zhì)條件下 記錄的干擾背景很強(qiáng) 在另外的地質(zhì)條件下 記錄的干擾背景可能較平靜 如油藏部分經(jīng)常有地震記錄規(guī)律性變差 信噪比低這一特點(diǎn) 因此 測(cè)定地震記錄的信噪比 也具有重要的地質(zhì)解釋意義 從技術(shù)上看 信噪比經(jīng)常用來(lái)評(píng)價(jià)野外工作的施工質(zhì)量 考核資料處理效果 建立信噪分離方法 定量評(píng)價(jià)地震記錄的信噪比 具有很好的現(xiàn)實(shí)意義 第二講地震屬性提取與分析 設(shè)地震記錄f t 由信號(hào)q t 和噪音n t 迭加而成 且噪音n t 為隨機(jī)的 與信號(hào)q t 不相關(guān) 是一個(gè)滿足正態(tài)概率分布的穩(wěn)定的隨機(jī)過(guò)程 f t q t n t 在這種假設(shè)條件下 用多道記錄可以分別獲得信號(hào)和干擾的自相關(guān)函數(shù)的可靠估計(jì) 第二講地震屬性提取與分析 考慮到信號(hào)與干擾不相關(guān) 其間互相關(guān)函數(shù)為零 從而有 式中 k 1 2 K為多道處理時(shí)使用的各地震道道序號(hào) K為參與處理的總道數(shù) T為各道分析時(shí)窗長(zhǎng)度 第二講地震屬性提取與分析 6 地震記錄的相對(duì)分辨率分析所謂分辨率 指的是分辨相距很近的分界面而來(lái)的反射波信號(hào)的能力 主要決定于地震記錄上反射脈沖的延續(xù)時(shí)間 地層厚度以及反射波的頻率成分等 由于不可能在地震記錄上直接測(cè)定反射脈沖的延續(xù)時(shí)間 因此分辨率的量度按地震記錄自相關(guān)參數(shù)來(lái)定義 第二講地震屬性提取與分析 其中 為自相關(guān)函數(shù)主極值半周期寬度 S1為主極值半周期內(nèi)自相關(guān)曲線所包含的面積 S2 S S 簡(jiǎn)記S2 4為自相關(guān)曲線依次三個(gè)旁極值面積之和 與反射波視周期有關(guān) 視周期越長(zhǎng) 分辨率越低 所以參數(shù)R 與 成反比 自相關(guān)函數(shù)的面積表示地震波能量的分布情況 相位個(gè)數(shù)越少 脈沖越窄 則地震波分辨率越高 對(duì)這類脈沖主極值半周期面積S1越大 相反 脈沖延續(xù)時(shí)間長(zhǎng) 相位個(gè)數(shù)多 則地震波分辨率低 而自相關(guān)函數(shù)旁極值面積S2 4越大 所以參數(shù)R 與S1成正比 與S2 4成比 第二講地震屬性提取與分析 7 地震記錄的自回歸分析區(qū)別于上述地震記錄反射特征分析 自回歸分析是一個(gè)數(shù)學(xué)分析方法 使用自回歸模型 或AR模型 將地震記錄表示為本身樣點(diǎn)的線性組合 用多項(xiàng)式的系數(shù)來(lái)表達(dá)地震記錄的反射特征 自回歸系數(shù)作為反射特征參數(shù) 它們不具有象其它參數(shù)那樣明顯的物理意義 而是一個(gè)抽象的數(shù)學(xué)系數(shù) 描述著地震記錄的面貌和特征 第二講地震屬性提取與分析 作為隨機(jī)過(guò)程xt的一段記錄 可以用M階自回歸模型表示 即以xt過(guò)去時(shí)樣點(diǎn)線性組合來(lái)表示該過(guò)程現(xiàn)在時(shí)的估計(jì)值 其中k M 1 M 2 M0 也就是說(shuō) 如果地震記錄的前M個(gè)樣點(diǎn)是已知的 則M 1以后的樣點(diǎn)值可以用前面的樣點(diǎn)值來(lái)預(yù)測(cè) 這是一個(gè)線性濾波問(wèn)題 使用最小平方法解解線性方程組 第二講地震屬性提取與分析 可以求得濾波因子 aj j 1 2 M 自回歸分析的應(yīng)用包括兩方面內(nèi)容 一方面是計(jì)算伯格功率譜 另一方面 自回歸分析用于油藏描述 可以預(yù)測(cè)油氣藏的存在 類型及油藏邊界 第二講地震屬性提取與分析 8 地層平均吸收衰減特性分析地震波傳播的實(shí)際介質(zhì)并非是理想的完全彈性介質(zhì) 在許多情況下具有非彈性性質(zhì) 研究彈性波吸收與巖相的關(guān)系 結(jié)果表明這種關(guān)系在不同頻率上是不同的 對(duì)油氣藏模型研究結(jié)果表明 其物理性質(zhì)分布是復(fù)雜的 不均勻的 對(duì)彈性波吸收性質(zhì)主要決定于巖石骨架的彈性性質(zhì) 影響較大的因素還有孔隙度 孔隙可壓縮性及孔隙飽和液成分 特別是孔隙中含有天然氣成分對(duì)吸收性質(zhì)的影響更為明顯 第二講地震屬性提取與分析 對(duì)地震波傳播的實(shí)際介質(zhì)的吸收性質(zhì)作一個(gè)歸納 以下6點(diǎn)事實(shí)是可以肯定的 1 巖石吸收性質(zhì)從地表到地球深處變化范圍很大 且對(duì)縱波和橫波各不相同 橫波的吸收衰減高于縱波的吸收衰減 2 各類波的吸收系數(shù)與頻率有關(guān) 隨頻率增加而增大 接近于線性關(guān)系 3 吸收系數(shù)與地震速度之間存在明顯的對(duì)比關(guān)系 高速的巖石 吸收系數(shù)低 而低速的巖石 吸收系數(shù)高 吸收系數(shù)如同速度一樣 頻散異常現(xiàn)象較弱 第二講地震屬性提取與分析 4 地層巖石吸收性質(zhì)首先決定于巖石保存狀態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 礦物顆粒和粒度對(duì)吸收性質(zhì)影響不大 地層靜壓力隨深度而加大 使巖石壓緊 結(jié)構(gòu)致密 引起吸收系數(shù)降低 受到破壞的巖石結(jié)構(gòu) 將使它的吸收系數(shù)提高 5 由固 液 氣構(gòu)成的多相介質(zhì)中 對(duì)吸收性質(zhì)影響最顯著的是氣態(tài)物質(zhì) 在巖石孔隙飽和液中滲入少量氣態(tài)物質(zhì) 可以明顯提高對(duì)縱波能量的吸收 第二講地震屬性提取與分析 6 對(duì)大多數(shù)地區(qū) 泥巖中平均吸收系數(shù)比砂巖高 巖石的吸收系數(shù)與砂巖系數(shù)有關(guān) 隨砂巖系數(shù)增加 吸收系數(shù)降低 巖石的吸收系數(shù)還與其埋藏深度有關(guān) 隨埋藏深度增加而減少 地震勘探中用來(lái)表示地層吸收性質(zhì)的參數(shù)有吸收系數(shù) 衰減因子h 對(duì)數(shù)衰減率 品質(zhì)因子Q等 第二講地震屬性提取與分析 吸收系數(shù) 用來(lái)表示地震波振幅A沿傳播距離的衰減 即 其中x為波的傳播距離 A0為起始振幅 t為波的傳播時(shí)間 衰減因子h 對(duì)數(shù)衰減率 表示地震波振幅在一個(gè)波長(zhǎng) 距離上的衰減量或與之相應(yīng)的在一個(gè)周期T內(nèi)的衰減量 即 第二講地震屬性提取與分析 從 hT關(guān)系看 對(duì)數(shù)衰減率是一個(gè)無(wú)量綱參數(shù) 根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明 在地震頻帶內(nèi) 吸收系數(shù) 與頻率f成正比 正是表達(dá)了這種函數(shù)關(guān)系 比例系數(shù)應(yīng)為一常數(shù) 忽略地震速度的頻散現(xiàn)象 它是一個(gè)與頻率無(wú)關(guān)的常量 則對(duì)數(shù)衰減率 亦將是與頻率無(wú)關(guān)的常量 單一地反映著傳播介質(zhì)的吸收性質(zhì) 第二講地震屬性提取與分析 品質(zhì)因子Q是用來(lái)比較地震波能量在一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的相對(duì)變化 若地震波起始振幅為A0 在一個(gè)波長(zhǎng) 范圍內(nèi)衰減到A 則能量相對(duì)變化為 定義品質(zhì)因子 在以上四個(gè)吸收參數(shù)中 實(shí)際工作常用的是對(duì)數(shù)衰減率 和品質(zhì)因子Q 第二講地震屬性提取與分析 求取地層平均吸收衰減的具體方法有 1 傅立葉譜算法 這是一種直接根據(jù)地震反射波記錄的振幅譜求對(duì)數(shù)衰減率的方法 本方法適用于分析時(shí)窗中反射波單一 穩(wěn)定 記錄的信噪比較高的情況 2 功率譜算法基本公式 t為兩個(gè)時(shí)間段記錄的中心時(shí)間之差 S0 f 為吸收層頂面反射波的振幅譜 Si f 為該層底面反射波的振幅譜 第二講地震屬性提取與分析 3 復(fù)賽譜算法 復(fù)賽譜分析是一種非線性濾波 用以分解兩個(gè)序列相褶積的過(guò)程 地震反射波可視為地震子波與脈沖地震記錄的褶積 脈沖地震記錄具有白噪性質(zhì) 變化快 而地震子波一般較為穩(wěn)定 變化慢 當(dāng)介質(zhì)無(wú)吸收作用時(shí) 子波無(wú)變化 這些性質(zhì)符合兩個(gè)過(guò)程可分辨的條件 第二講地震屬性提取與分析 設(shè)地震記錄f t 為子波w t 與脈沖地震記錄k t 的褶積 f t w t k t 對(duì)此做傅立葉變換 得S W K 取對(duì)數(shù)得 lnS lnW lnK 經(jīng)分解后再取傅立葉逆變換 獲得時(shí)間域復(fù)譜 稱為復(fù)賽譜 第二講地震屬性提取與分析 4 特征值法 這是利用地震記錄相鄰時(shí)窗的自相關(guān)函數(shù)特征值 振幅特征值的變化來(lái)判斷目的層吸收性質(zhì)的相對(duì)變化 極大振幅比和均方根振幅比 取兩個(gè)時(shí)窗中的極大振幅或均方振幅 求它們的比值 比值大小與界面性質(zhì) 地層的吸收性質(zhì)甚至含流體情況有關(guān) 第二講地震屬性提取與分析 測(cè)定記錄段自相關(guān)函數(shù)的主極值幅度變化 由于自相關(guān)函數(shù)主極值A(chǔ)CF 0 相應(yīng)于振幅的平方和 則由主極值幅度變化可以確定介質(zhì)對(duì)地震信號(hào)能量的吸收參數(shù) 自相關(guān)函數(shù)的主瓣面積比或旁瓣面積比 低頻能量之比 波峰數(shù)之比 主頻之比 第二講地震屬性提取與分析 9 相干體分析相干體技術(shù)由相干技術(shù)公司 CTC 和Amoco公司發(fā)明 1997年獲美國(guó)專利 該技術(shù)被稱為是近幾十年來(lái)三維地震解釋方面最重要的突破 與原來(lái)揭示地下異常體的方法相比 相干體技術(shù)更能清楚地識(shí)別斷層和地層特征 相干體技術(shù)的特有算法是通過(guò)三維數(shù)據(jù)體來(lái)比較局部地震波形的相似性 相干值較低的點(diǎn)與地質(zhì)不連續(xù)性如斷層和地層 特殊巖性體邊界密切相關(guān) 對(duì)相干數(shù)據(jù)體作水平切片圖 可揭示斷層 巖性體邊緣 不整合等地質(zhì)現(xiàn)象 為油藏描述提供了識(shí)別油藏特征的有利證據(jù) 第二講地震屬性提取與分析 10 AVO分析AVO技術(shù)是利用CMP道集資料 分析反射波振幅隨偏移距 也即入射角 的變化規(guī)律 估算界面兩側(cè)的彈性參數(shù)泊松比 進(jìn)一步推斷地層的巖性和含油氣性 AVO技術(shù)的理論基礎(chǔ)是Zoeppritz方程及其各種形式的簡(jiǎn)化關(guān)系 第二講地震屬性提取與分析 Zoeppritz方程的簡(jiǎn)化公式很多 目前使用較為廣泛的是Shuey簡(jiǎn)化式 式中包含三部分 1 當(dāng)垂直入射時(shí)的反射振幅 2 當(dāng)廣角即 臨界角入射時(shí) R 主要與速度變化有關(guān) 即 第二講地震屬性提取與分析 3 當(dāng)中等入射角時(shí) 即0 300 近似有sin tan 此時(shí)上式可寫為 或 式中P為截距 反映垂直入射時(shí)的反射振幅 G為梯度 反映振幅隨偏移距的變化率 利用P和G的線性組合表示AVO的屬性W 即 第二講地震屬性提取與分析 a b取不同的值 賦予W不同的物理意義 見下表 比較AVO屬性P G和巖石背景趨勢(shì)的差異有助于提高烴類識(shí)別能力 AVO屬性及物理意義 第二講地震屬性提取與分析 上述分析與理論試算表明 在 300情況下 入射角對(duì)反射系數(shù)的影響不是很大 這正是CMP疊加的理論基礎(chǔ) 也是AVO的應(yīng)用區(qū)間 下面通過(guò)應(yīng)用實(shí)例來(lái)說(shuō)明AVO屬性在烴類檢測(cè)或油氣預(yù)測(cè)中的能力 第二講地震屬性提取與分析 利用AVO資料進(jìn)行烴類檢測(cè)的實(shí)例在進(jìn)行AVO分析之前 必定要對(duì)AVO資料進(jìn)行相應(yīng)的處理 簡(jiǎn)要說(shuō)明AVO資料處理中兩個(gè)階段應(yīng)該注意的問(wèn)題 一是AVO資料的預(yù)處理階段 預(yù)處理階段的主要任務(wù)是得到高質(zhì)量的CMP道集記錄 這是AVO處理成功的關(guān)鍵 結(jié)合野外數(shù)據(jù)及地下地質(zhì)情況 AVO處理時(shí)應(yīng)做好以下工作 精細(xì)的波前擴(kuò)散補(bǔ)償 震源組合與檢波器組合效應(yīng)的校正 反 濾波 地表一致性處理 疊前去噪處理 疊前剩余振幅補(bǔ)償 精細(xì)的初至切除 速度分析和高精度的動(dòng)校正 疊前時(shí)間偏移 第二講地震屬性提取與分析 二是AVO屬性處理階段 AVO屬性處理是以CMP道集為輸入 經(jīng)角度道轉(zhuǎn)換后 不同角度道組成一個(gè)角度道道集 從角道集上便可觀測(cè)和分析地震反射振幅隨入射角的變化 以角道集為輸入 根據(jù)相應(yīng)的公式即可擬合出垂直入射時(shí)的縱波反射 梯度及各種AVO屬性剖面 AVO分析的基本方法包括 AVO的正演方法 如反射系數(shù)曲線分析法 非零偏移距地震模型法 流體替代模型法等 和AVO的反演方法 第二講地震屬性提取與分析 根據(jù)反演目標(biāo)的不同可分為AVO屬性參數(shù)反演 儲(chǔ)層參數(shù)反演和疊前多波地震反演 例如 廣義振幅屬性反演可用于AVO交匯圖分析 巖性參數(shù)變化量反演主要用于巖性和油氣的定性預(yù)測(cè) 彈性參數(shù)反演主要用于定量?jī)?chǔ)層預(yù)測(cè) 波型反演 如利用縱波AVO提取橫波剖面或轉(zhuǎn)換波剖面 常用于改善烴類檢測(cè)能力 根據(jù)反演算法的不同 AVO反演又可分為迭代正演模擬法 線性反演和非線性反演 第二講地震屬性提取與分析 圖1聲阻抗AI與彈性阻抗EI 300 反演曲線比較 圖2 a Sonic AI反演圖2 b Sonic EI曲線和入射角等于100時(shí)的反演曲線和入射角等于角道集疊加剖面300時(shí)的角道集疊加剖面 圖3墨西哥灣MC619 1井的典型巖石物性顯示 AI與含油飽和度EI 300 與含油飽和度圖4含油飽和度與AI EI 300 間的關(guān)系 第二講地震屬性提取與分析 關(guān)于AVO烴類指示因子常規(guī)的AVO分析方法 P G兩參數(shù) 是從地震資料中提取振幅 并通過(guò)截距P和斜率G兩種屬性將振幅隨偏移距的變化與巖石物性聯(lián)系起來(lái) 由于截距是縱波速度 和密度 的函數(shù) 斜率是橫波速度 和縱波速度 的函數(shù) 所以三個(gè)主要彈性參數(shù) 和 彼此依賴 互有聯(lián)系 不能分離 這在巖性變化劇烈 產(chǎn)層含氣飽和度低的情況下就可能導(dǎo)致兩參數(shù)AVO反演的失效 為此 不少研究者提出了一些改進(jìn)方法 如Kabir建議利用密度差異作為含氣飽和度的指示因子 Skidmore等采用三參數(shù) 的AVO巖性屬性反演提高烴類檢測(cè)能力 第二講地震屬性提取與分析 圖5 a 產(chǎn)油區(qū)的振幅層位切片 在振幅異常中 除了A5井外所有井都含氣 A5井為含水井 B1井位于鄰近含水區(qū)的薄氣層 在振幅異常中的灰白區(qū)域則沒(méi)有發(fā)現(xiàn)氣藏 圖5 b 產(chǎn)油區(qū)的AVO層位切片 在AVO異常中 除了A5井外所有井都含氣 A5井為含水井 B1井位于鄰近含水區(qū)的薄氣層 在AVO異常中的灰白區(qū)域則沒(méi)有發(fā)現(xiàn)氣藏 圖5 c 產(chǎn)油區(qū)的密度異常層位切片 在密度異常平面圖上 A5井處在密度異常之外 B1井處在密度異常邊緣上 圖6 a 墨西哥灣某開發(fā)區(qū)的振幅異常分布圖 右圖為墨西哥灣一個(gè)開發(fā)區(qū)的振幅異常分布圖 研究區(qū)內(nèi)4個(gè)AVO異常區(qū)塊中的3個(gè)已經(jīng)鉆探并出氣 第四區(qū)塊還沒(méi)有測(cè)試 圖6 b 墨西哥灣某開發(fā)區(qū)的AVO異常分布圖 在第一 第二斷塊中的3口井附近 AVO異常明顯 在第三斷塊中的AVO異常已被鉆井證實(shí)僅發(fā)現(xiàn)少量的氣 且在開采幾個(gè)月后被關(guān)閉 圖6 c 墨西哥灣某開發(fā)區(qū)的密度異常分布圖 在第一至第三斷塊中的密度變化比較明顯 第四振幅異常區(qū)還未鉆探 它在密度異常圖上具有與振幅和AVO相同的形狀 表明具有良好的開采前景 Rutherford和Williams的四類氣層分類法 類為高阻抗含氣砂巖 C1 其AVO特征為 零偏移距振幅強(qiáng) 且為正極性 AVO曲線呈減小趨勢(shì) 當(dāng)入射角足夠大時(shí)可看到極性反轉(zhuǎn) 類為近零阻抗差的含氣砂巖 C2 其AVO特征為 零偏移距振幅很小 趨于零 故在零偏移距附近不易檢測(cè) 隨著偏移距的增大 其AVO特征變化較大 此類氣層又可分為C2P與C2N 前者AVO曲線開始大于零 隨著偏移距的增大振幅會(huì)減小 并出現(xiàn)極性反轉(zhuǎn) 后者AVO曲線都小于零 隨著偏移距的增大振幅絕對(duì)值在增加 類和 類為低阻抗含氣砂巖 C3和C4 它比上覆介質(zhì)的阻抗低 其AVO特征為 零偏移距振幅很強(qiáng) 呈負(fù)極性 AVO 指振幅絕對(duì)值 呈增加趨勢(shì)的為第 類 AVO呈減小趨勢(shì)的為第 類 圖7氣層AVO分類模型 圖8AVO的截距A和梯度B交匯圖 11 各種變換和反演方法小波變換是90年代比較活躍的地震屬性提取方法 它不僅具有提高地震屬性分辨率的潛力 而且能優(yōu)化屬性提取的時(shí)窗長(zhǎng)度 與小波變換有關(guān)的地震屬性包括 利用連續(xù)子波變換提取地震時(shí)頻屬性 時(shí)頻分解能以低頻成分提供較高的頻率分辨率 以高頻成分提供較高的時(shí)間分辨率 低頻成分可用來(lái)識(shí)別儲(chǔ)層中的油氣 高頻成分則有利于分辨薄層 利用離散小波變換提取振幅 瞬時(shí)頻率和相位屬性 小波變換為屬性計(jì)算中采用多尺度分析和去噪技術(shù)提供了潛力 第二講地震屬性提取與分析 二 地震屬性的描述與適用性通過(guò)以上討論我們知道 提取地震屬性常用的分析方法包括復(fù)地震道分析 相關(guān)分析 富立葉譜分析 功率譜分析 自回歸分析 數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析等 經(jīng)過(guò)相應(yīng)的分析計(jì)算后 可得到一系列地震屬性參數(shù) 包括 1 瞬時(shí)屬性 InstantaneousAttributes 這是根據(jù)一定位置上地震數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)道分析技術(shù)導(dǎo)出的一系列地震屬性參數(shù) 主要包括 第二講地震屬性提取與分析 1 瞬時(shí)真振幅f t 2 瞬時(shí)積分振幅 正交道 h t 3 瞬時(shí)相位 t tg 1 h t f t 4 瞬時(shí)相位的余弦cos t 5 瞬時(shí)真振幅乘瞬時(shí)相位的余弦 f t cos t 6 瞬時(shí)頻率 t d t dt 7 振幅加權(quán)瞬時(shí)頻率fa 8 能量加權(quán)的瞬時(shí)頻率fe 9 瞬時(shí)頻率的斜率 d d t dt dt 10 反射強(qiáng)度A t 11 分貝表示的反射強(qiáng)度 20 lgA t 第二講地震屬性提取與分析 12 反射強(qiáng)度的中值濾波能量 13 反射強(qiáng)度的斜率dA t dt 14 視極性 定義為實(shí)際地震道在反射強(qiáng)度波峰處的極性 其數(shù)值等于反射強(qiáng)度 sign sign為反射系數(shù)的正負(fù)符號(hào) 常與反射強(qiáng)度一起用來(lái)檢查沿層極性的橫向變化 15 響應(yīng)相位 是從圍繞反射強(qiáng)度葉瓣的瞬時(shí)相位中導(dǎo)出的 這是追蹤地震子波的相位特性在時(shí)間 空間上改變的一種替代方法 可用于識(shí)別地震地層層序 檢測(cè)巖相或流體含量的變化 當(dāng)振幅特征相似時(shí) 可以作為區(qū)域性特征的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn) 第二講地震屬性提取與分析 16 響應(yīng)頻率 是從圍繞反射強(qiáng)度葉瓣的瞬時(shí)頻率中導(dǎo)出的 這是追蹤地震子波的優(yōu)勢(shì)頻率在時(shí)間 空間上改變的一種替代方法 可用來(lái)識(shí)別與氣聚集而引起的頻率異常 與瞬時(shí)頻率所起作用類似 2 單道時(shí)窗屬性 SingleTraceWindowedAttributes 這是對(duì)單道 一定時(shí)窗的地震數(shù)據(jù)經(jīng)振幅特征分析 相關(guān)分析 富立葉譜分析 功率譜分析 自回歸分析 數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析和計(jì)算后得到的一系列地震屬性參數(shù) 包括 第二講地震屬性提取與分析 1 平均振動(dòng)能量 2 平均振動(dòng)路徑長(zhǎng)度 3 最大波峰 波谷振幅 4 累積絕對(duì)振幅 5 復(fù)合絕對(duì)振幅 6 均方根振幅 7 復(fù)合包絡(luò)差 8 平均過(guò)零點(diǎn) 9 帶寬比 10 優(yōu)勢(shì)頻率比 11 中心頻率比 12 形心頻率 功率譜面積的中心所對(duì)應(yīng)的頻率 比 第二講地震屬性提取與分析 13 第一 第二 第三峰值譜頻率 14 優(yōu)勢(shì)功率譜 15 優(yōu)勢(shì)功率譜的集中程度 16 有限的或特定的帶寬能量 17 特定的與有限的能量比 18 衰減敏感帶寬 有限帶寬能量值除以優(yōu)勢(shì)頻率值 19 功率譜對(duì)稱性 頻譜相對(duì)中心頻率的形狀對(duì)稱性 20 功率譜斜率 21 相鄰峰值比 22 自相關(guān)函數(shù)的峰值比 23 地震記錄分辨率的評(píng)價(jià)參數(shù) 第二講地震屬性提取與分析 24 樣點(diǎn)的數(shù)學(xué)均值 25 振幅斜率 26 振幅峭度 27 正負(fù)振動(dòng)比 28 樣點(diǎn)值小于 大于門檻值的百分比 29 半能量時(shí)間 30 正負(fù)振幅個(gè)數(shù)比 31 復(fù)賽譜分析算法求取對(duì)數(shù)衰減率 c 32 付立葉譜分析算法求取對(duì)數(shù)衰減率 f 33 功率譜分析算法求取對(duì)數(shù)衰減率 p 34 低頻能量比LER LE2 LE1 第二講地震屬性提取與分析 3 多道時(shí)窗屬性 Multi TraceWindowedAttributes 這是對(duì)多道 地震道的空間組合模式如下圖所示 一定時(shí)窗的地震數(shù)據(jù)經(jīng)相關(guān)分析 主元素分析或K L變換等處理后得到的一系列地震屬性參數(shù) 包括 1 相關(guān)KLPC1 KLPC表示主元素分析法 2 相關(guān)KLPC2 3 相關(guān)KLPC3 4 相關(guān)KLPC比 主分量間差值之比 即 PC1 PC3 PC1 PC2 5 相關(guān)長(zhǎng)度 定義為所有道互相關(guān)值降到0 5時(shí)用道數(shù)表示的平均距離 第二講地震屬性提取與分析 6 平均相關(guān) 多道時(shí)窗內(nèi)互相關(guān)的平均值 7 加權(quán)相關(guān) 做互相關(guān)時(shí)乘以不同權(quán)系數(shù) 8 最小相關(guān)值 多道時(shí)窗內(nèi)互相關(guān)的最小值 9 最大相關(guān)值 多道時(shí)窗內(nèi)互相關(guān)的最大值 10 相關(guān)峭度 多道時(shí)窗內(nèi)平均相關(guān)的4次冪 11 相似系數(shù) 第二講地震屬性提取與分析 上述屬性中 最小相關(guān)強(qiáng)調(diào)局部地震道間的不相似性 最大相關(guān)用于檢測(cè)大的地層邊界 均值 中值 加權(quán)相關(guān)給出道間相似性的趨勢(shì) 對(duì)噪音有壓制作用 但有平滑效應(yīng) 最大相關(guān)與最小相關(guān)之差 均值與中值之差 方差給出局部相似性之間的差異 12 最大相關(guān) 最小相關(guān) 13 中值 14 均值減中值 15 方差 第二講地震屬性提取與分析 4 沿層構(gòu)造屬性 EventObjectStructureAttributes 包括傾角分析 方位分析 邊緣檢測(cè) 差異檢測(cè)等沿層構(gòu)造屬性 這些沿層構(gòu)造屬性可以揭示細(xì)小斷層 地層學(xué)特征等 另外 通過(guò)這些屬性的分布情況 可以較為直觀的展示目的層的構(gòu)造分布 1 傾角分析 傾角定義為時(shí)間梯度的大小 2 方位分析 定義為y方向時(shí)間梯度與x方向時(shí)間梯度之比的反正切 第二講地震屬性提取與分析 傾角 方位分析示意圖 第二講地震屬性提取與分析 夏一段傾角方位分布圖 N 3 傾角 方位分析 4 邊緣檢測(cè)從上面的討論可知 從地震資料尤其是三維地震數(shù)據(jù)體中確實(shí)可以提取很多很多的地震屬性參數(shù) 這些屬性參數(shù)都是地下地層 巖性 物性特征的具體反映 例如有反映儲(chǔ)層含油氣特征的地震屬性參數(shù) 有反映局部高振幅帶的地震屬性參數(shù) 有反映油藏厚度或斷層特征變化的地震屬性參數(shù) 也有反映儲(chǔ)層頻率吸收衰減的地震屬性參數(shù) 還有研究?jī)?chǔ)層裂縫及其發(fā)育帶的地震屬性參數(shù) 如反映儲(chǔ)層吸收衰減特性的各種屬性參數(shù) 沿層傾角方位檢測(cè)的有關(guān)屬性參數(shù) 如傾角分析 方位分析 邊緣檢測(cè)等沿層構(gòu)造屬性參數(shù) 第二講地震屬性提取與分析 103 可編輯 1 相干體的概念計(jì)算地震相干數(shù)據(jù)體的目的主要是對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行求同存異 以突出那些不相干的數(shù)據(jù) 通過(guò)計(jì)算縱向和橫向上局部的波形相似性 可以得到三維地震相關(guān)性的估計(jì)值 在出現(xiàn)斷層 地層巖性突變 特殊地質(zhì)體的小范圍內(nèi) 地震道之間的波形特征發(fā)生變化 進(jìn)而導(dǎo)致局部的道與道之間相關(guān)性的突變 通過(guò)三維相關(guān)屬性體的提取 就可以把三維反射振幅數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)換成三維相似系數(shù)或相關(guān)值的數(shù)據(jù)體 三 相干屬性體及其應(yīng)用 第二講地震屬性提取與分析 互相關(guān)分析算法 1995年由Bahorich M S 和Farmer S L 提出的 它是基于互相關(guān)的相干體算法 相似性分析算法 1998年由Marfurt K J KirlinR L 和Farmer S L 提出的 主要利用地震道的相似性來(lái)得到相干屬性 特征值分析算法 1999年由Gersztenkorn A 和Marfurt K J 提出的 即通過(guò)計(jì)算協(xié)方差矩陣的特征值來(lái)得到相干屬性 下表給出了三種相干體方法的基本特征比較 2 相干體的主要算法 相干體算法的基本特征比較 1 InitialAlgorithmC1 相干體分析技術(shù)的發(fā)展 2 SemblanceC2 3 EigenStructureC3 C1是互相關(guān)分析法 下圖展示了鹽丘周圍的放射狀斷層以及峽谷 用相干體的等時(shí)切片展示其形態(tài)十分有利 C3標(biāo)準(zhǔn)的 左 與高分辨率本征結(jié)構(gòu) 右 的相干體切片比較 C2大大改善了信噪比和穩(wěn)定性 C3對(duì)斷層和地層特征的成像可用相同參數(shù)序列且對(duì)其形態(tài)無(wú)任何損害 a 為原始數(shù)據(jù)體切片 b 是互相關(guān)分析算法 c 是相似性分析算法 d 是特征值分析算法 相干體切片 e 是局部結(jié)構(gòu)熵 LSE 算法 f 是超級(jí)地震道 高階統(tǒng)計(jì)學(xué)相干 ST HOSC 算法 多種相干算法的相干體切片 t 2000ms 比較 相干體的算法簡(jiǎn)介 普通三維切片 相干體切片 3 相干體的應(yīng)用概述 1 展示斷層發(fā)育細(xì)節(jié) 目標(biāo)層Ng相干體沿層屬性平面圖 北東向斷層十分發(fā)育 并收斂于西南部 勝利油田潛山油藏頂面沿層相干切片 信噪比迭合圖 a 常規(guī)地震數(shù)據(jù)體的相干切片 b 波阻抗體的時(shí)間切片 c 由波阻抗數(shù)據(jù)體計(jì)算的相干切片展示斷層的常規(guī)數(shù)據(jù)與波阻抗數(shù)據(jù)的對(duì)比 常規(guī)數(shù)據(jù)體與相干數(shù)據(jù)體t 2 4s的水平切片比較 據(jù)GeoEnergy公司資料 2 研究礁體結(jié)構(gòu) 3 檢測(cè)裂縫發(fā)育帶 勝利油田羅家地區(qū)沿層相干切片 地面地震時(shí)間 振幅切片相干體切片地面地震 相干切片展示斷層和裂縫發(fā)育帶的相干體切片 2 相干體的應(yīng)用概述 全方位和不同方位角的相干體切片 4 控制三維資料處理質(zhì)量 a 粗疊加處理 b 剩余靜校正 c 偏移處理經(jīng)過(guò)不同處理過(guò)程的常規(guī)數(shù)據(jù)體時(shí)間 振幅切片與相干體時(shí)間切片的比較 2 相干體的應(yīng)用概述 5 估計(jì)偏移速度場(chǎng) 6 展示可能含氣砂巖位置 7 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè) 2 相干體的應(yīng)用概述 指明淺水流動(dòng)沙和直線狀河道特征的相干切片 408ms 北西 南東向直線狀河道 物源來(lái)自西北角的巖丘 表明坍塌特征的相干切片 725ms 圖中箭頭所指處為具有沖刷痕跡的坍塌特征 首先在相干數(shù)據(jù)體上進(jìn)行瀏覽 作小斷層以及特殊巖性體的調(diào)查 了解其空間分布 這項(xiàng)工作不需要進(jìn)行地震反射層位的解釋就可實(shí)現(xiàn) 一般地說(shuō) 高連續(xù)性數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)連續(xù)的地層 中等寬連續(xù)性數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)層序特征 如海侵 海退序列 窄條帶低連續(xù)性對(duì)應(yīng)斷層 巖性的變化或特殊巖性體的邊界 寬條帶低連續(xù)性對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)質(zhì)量不好或無(wú)反射層位 然后對(duì)相干數(shù)據(jù)體切片進(jìn)行解釋 這種解釋與常規(guī)解釋思路不同 不需要先觀察垂直剖面 只需在相干數(shù)據(jù)體切片上對(duì)不相干數(shù)據(jù)帶進(jìn)行解釋 最后 要進(jìn)行地質(zhì)分析 搞清地層關(guān)系 分析工區(qū)內(nèi)影響地震反射波連續(xù)性的因素 并結(jié)合地震縱測(cè)線 地質(zhì) 測(cè)井資料對(duì)相干體數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合解釋 4 相干數(shù)據(jù)體解釋的三大步驟 很顯然 斷面上一般沒(méi)有反射同相軸 它是以不連續(xù)或無(wú)資料區(qū)為特征的 而這些不連續(xù)性或無(wú)資料的區(qū)域追蹤是比較困難的 但也正是數(shù)據(jù)體因?yàn)閿鄬拥拇嬖诙a(chǎn)生的不連續(xù)性形成了追蹤不連續(xù)性的相干體技術(shù) 5 斷面的自動(dòng)拾取 第二講地震屬性提取與分析 三維相干數(shù)據(jù)體的靜態(tài)顯示 相干體技術(shù)在追蹤不連續(xù)性的斷面時(shí) 一般有兩種方法 其一是利用初始解釋結(jié)果作為被追蹤斷面的種子拾取點(diǎn)的方法 其二是利用預(yù)先處理來(lái)創(chuàng)建突出不連續(xù)性的數(shù)據(jù)體 如差異法 微商法和多屬性分析法等 以實(shí)現(xiàn)對(duì)不連續(xù)性進(jìn)行追蹤形成斷面 后者中的差異法主要是利用振幅 三瞬 波阻抗等數(shù)據(jù)體來(lái)進(jìn)行連續(xù)性的比較 具有很高的分辨能力和邊界檢測(cè)功能 微商法實(shí)際上是對(duì)差異法的補(bǔ)充 如對(duì)瞬時(shí)相位作空間微商計(jì)算 即可尋找相位橫向上的突變點(diǎn) 而這些突變點(diǎn)常常與斷層 地層邊界和同相軸的轉(zhuǎn)折有關(guān)聯(lián) 第二講地震屬性提取與分析 斷塊靜態(tài)立體顯示 第二講地震屬性提取與分析 1 油氣藏的地震異常特征 1 振幅異常 亮點(diǎn) 暗點(diǎn) 平點(diǎn)及AVO特征等 2 能量異常 含油氣儲(chǔ)層與圍巖相比具有較高的吸收系數(shù) 導(dǎo)致能量的變化 3 頻率異常 油氣藏存在使地層頻率響應(yīng)發(fā)生變化 表現(xiàn)為低頻趨勢(shì) 4 速度異常 儲(chǔ)層巖石彈性性質(zhì)的改變引起油藏部位上出現(xiàn)速度異常和縱橫波速度比的改變 四 地震屬性的物理意義 第二講地震屬性提取與分析 5 時(shí)間厚度異常 儲(chǔ)層部位速度的降低導(dǎo)致油藏底面反射波旅行時(shí)的延長(zhǎng) 6 地震記錄特征異常 與油藏物性復(fù)雜分布相聯(lián)系 在油藏部位可能出現(xiàn)記錄面貌和反射特征的異常 據(jù)此 可采用一系列分析方法獲取眾多的地震屬性參數(shù) 第二講地震屬性提取與分析 沿層屬性是沿目的層段開一時(shí)窗 對(duì)窗內(nèi)的記錄作自相關(guān) 功率譜 傅立葉譜 自回歸及其它統(tǒng)計(jì)特征分析 來(lái)提取出相關(guān)的地震屬性 下面從以下7類闡述這些屬性 32種 的地質(zhì)含義 1 地震波頻率屬性 2 地震波振幅或能量屬性 3 地震波波形屬性 4 地震記錄自相關(guān)函數(shù)的屬性 5 分辨率屬性 6 信噪比屬性 7 其它屬性 2 單時(shí)窗沿層地震屬性的地質(zhì)含義 第二講地震屬性提取與分析 1 地震波頻率屬性 功率譜上25 對(duì)應(yīng)的頻率f25 功率譜上50 對(duì)應(yīng)的頻率f50 功率譜上75 對(duì)應(yīng)的頻率f75 平均中心頻率fAV 振幅譜主頻f0 有效段均方根頻率fR 全譜平均頻率fCQ 全譜均方根頻率fRQ 上面8個(gè)屬性主要反映了地層厚度 巖性及含流體成分的變化 常用來(lái)檢測(cè)由于上覆地層異常如氣飽和或裂縫存在所致的選頻吸收 也可識(shí)別由于地層學(xué)特征 巖相等改變而引起的細(xì)小的頻率變化 2 地震波振幅或能量屬性 記錄能量ACF 0 最大振幅值A(chǔ)max 整波形能量ENZ 波形正半周能量EN 波形正半周平均振幅AVA 上面5個(gè)屬性反映了目標(biāo)層內(nèi)波阻抗 地層厚度 巖石成分 地層壓力 孔隙度及含流體成分的變化 可用來(lái)識(shí)別振幅異?；蛴糜趯有蛱卣鞣治?也可用來(lái)追蹤地層學(xué)特征 如三角洲 河道 各種扇或特殊巖性體 還可用于識(shí)別巖性變化 不整合 氣體以及流體的聚集等 第二講地震屬性提取與分析 3 地震波波形屬性 時(shí)窗內(nèi)波峰數(shù) 整波形面積SGT Z 波形正半周面積SGT 上面3個(gè)屬性反映了目標(biāo)層內(nèi)波阻抗的變化規(guī)律 沉積層序 地層層理特征 古代剝蝕面 古構(gòu)造特征 沉積過(guò)程及其連續(xù)性 沉積盆地的大小等 第二講地震屬性提取與分析 4 地震記錄自相關(guān)函數(shù)的屬性在一般情況下 自相關(guān)函數(shù)主極值幅度代表著記錄段的能量 主極值寬度與記錄的視周期有關(guān) 頻率低的信號(hào) 主極值寬度大 頻率高的信號(hào) 主極值寬度窄 旁極值的幅值和面積表示地震記錄的重復(fù)性及延續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短 當(dāng)反射層具有薄互層結(jié)構(gòu) 反射記錄出現(xiàn)干涉現(xiàn)象時(shí) 自相關(guān)函數(shù)幅值和面積增大 這類屬性有 自相關(guān)函數(shù)第一零值點(diǎn)位置 1 自相關(guān)函數(shù)第二零值點(diǎn)位置 2 自相關(guān)函數(shù)極小值振幅與主極值振幅之比ACF min ACF 0 自相關(guān)函數(shù)旁極值面積與總面積之比S234 St 上面4個(gè)屬性反映了沉積條件的穩(wěn)定性 地層分界面的光滑度 5 分辨率屬性 頻帶寬度f(wàn)band 相對(duì)分辨率R 有效段帶寬頻率fb 全譜帶寬頻率fbQ 上面4個(gè)屬性反映了地震記錄分辨地層厚度的能力 通常在大套均勻巖層中夾有反射性能強(qiáng)的夾層 則在地震記錄上可以見到在較平靜的記錄背景上 有少量清晰反射波出現(xiàn) 此時(shí)記錄分辨率參數(shù)較大 當(dāng)反射層為薄互層結(jié)構(gòu) 相鄰反射層反射波相互干涉 形成復(fù)雜波組時(shí) 地震記錄分辨率參數(shù)較小 頻帶寬度較窄 第二講地震屬性提取與分析 6 信噪比屬性信噪比也經(jīng)常取作有效波平均振幅Aq與干擾的均方振幅之比 信噪比屬性反映了地震記錄上的干擾背景強(qiáng)弱 也可反映地質(zhì)條件的變化 如油藏部分經(jīng)常有地震記錄規(guī)律性變差 信噪比降低這一特點(diǎn) 第二講地震屬性提取與分析 7 其它屬性這是用數(shù)學(xué)方法定義的屬性參數(shù) 無(wú)明顯的物理意義 這類屬性有