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地震屬性分析技術(shù).ppt地震屬性分析技術(shù).ppt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)課程內(nèi)容第一講地震屬性概述一、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)一、地震屬性的發(fā)展歷程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(kāi)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(Seismicattribute)”一詞于20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)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)始大量涌現(xiàn),地震屬性研究開(kāi)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。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2、LandmarkGraphics公司的ArthurE3、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(huà)、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)。
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(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3、20世紀(jì)90年代初Taner等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。第一講地震屬性概述5、到20世紀(jì)90年代末,Quinc6、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(kāi)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。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(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(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)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綜合上述幾種分類,我們傾向于如下分類:第一講地震屬性概述地震屬性分析技術(shù)ppt課件地震屬性分析技術(shù)ppt課件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①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;②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。③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3、不同數(shù)據(jù)對(duì)象的地震屬性類型,包括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: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)601、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)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。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、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(kāi)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5、屬性研究從疊后向疊前推進(jìn),從縱波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(kāi)展不同形式的分析與解釋。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)入三以三維體可視化方式檢測(cè)強(qiáng)振幅區(qū)域的工作步驟:①掃描并識(shí)別地質(zhì)目標(biāo);②應(yīng)用遮光度分析;③分離要確定的目標(biāo)體;④振幅外延與構(gòu)造凸現(xiàn);⑤內(nèi)部振幅變化;⑥沉積標(biāo)志。第一講地震屬性概述以三維體可視化方式檢測(cè)強(qiáng)振幅區(qū)域的工作步驟:①掃描并識(shí)別地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在地震屬性的顯示方面,國(guó)外許多公司研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地震屬性分析結(jié)果的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是地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(kāi)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目前,地震屬性分析技術(shù)在正演模擬、多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(kāi)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(2)不確定性量化和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)將與地球物理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(kāi)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。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)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)第二講地震屬性提取與分析一、提取地震屬性的分析方法地震屬性一、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一、提取地震屬性的分析方法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(τ)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1、自相關(guān)分析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2、傅立葉譜、功率譜分析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)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獲取功率譜P(f)的方法:3、伯格譜方法-利用自回歸分析的相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)別振幅異常或用于層序特征分析;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、振幅特征分析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4、復(fù)地震道分析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5、地震記錄的信噪比分析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: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:ACF(
)
0S1S4S3S2
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ACF()0S1S4S3S2其中θ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、S3、S4,簡(jiǎn)記S2-4為自相關(guān)曲線依次三個(gè)旁極值面積之和。θ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)Rλ與θ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)Rλ與S1成正比,與S2-4成比。第二講地震屬性提取與分析其中θ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)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7、地震記錄的自回歸分析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可以求得濾波因子{aj,j=1,2,…,M}第二講地震屬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8、地層平均吸收衰減特性分析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(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(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)(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)α、衰減因子h、對(duì)數(shù)衰減率δ、品質(zhì)因子Q等。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
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)λ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,即其中從δ=αλ=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)α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δ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從δ=αλ=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
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)λ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δ和品質(zhì)因子Q。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求取地層平均吸收衰減的具體方法有:t為兩個(gè)時(shí)間段記錄的(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(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(ω)=W(ω)K(ω);取對(duì)數(shù)得:lnS(ω)=lnW(ω)+lnK(ω),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(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。①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(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②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)。③自相關(guān)函數(shù)的主瓣面積比或旁瓣面積比④低頻能量之比⑤波峰數(shù)之比⑥主頻之比第二講地震屬性提取與分析②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)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9、相干體分析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10、AVO分析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Zoeppritz方程的簡(jiǎn)化公式很多,目前使用較為廣泛的是S(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(xiě)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(3)當(dāng)中等入射角時(shí),即0<<300,近似有sin=tan
a,b取不同的值,賦予W不同的物理意義(見(jiàn)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。
abW意義10PRp0,垂直入射的P波反射系數(shù)-截距01G反射振幅隨偏移距的變化率-梯度1/21/2(P+G)/2RP0-RS0,縱橫波差異1/2-1/2(P-G)/2RS0,橫波垂直入射的反射系數(shù)G0指示振幅隨偏移距增加而增加AVO屬性及物理意義
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(jiàn)下表)。比較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上述分析與理論試算表明:在<300情況下,入射角對(duì)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:①精細(xì)的波前擴(kuò)散補(bǔ)償;②震源組合與檢波器組合效應(yīng)的校正;③反Q濾波;④地表一致性處理;⑤疊前去噪處理;⑥疊前剩余振幅補(bǔ)償;⑦精細(xì)的初至切除、速度分析和高精度的動(dòng)校正;⑧疊前時(shí)間偏移。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)例第二講地震屬性提二是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二是AVO屬性處理階段。AVO屬性處理是以CMP道集為輸入,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)圖1聲阻抗AI與彈性阻抗EI(300)反演曲線比較圖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2(a)Sonic、AI反演圖3墨西哥灣MC619-1井的典型巖石物性顯示圖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AI與含油飽和度EI(300)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α和密度ρ的函數(shù),斜率是橫波速度β和縱波速度α的函數(shù),所以三個(gè)主要彈性參數(shù)(α、β和ρ)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關(guān)于AVO烴類指示因子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(a)產(chǎn)油區(qū)的振幅層位切片在振幅異常中,除了A5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(b)產(chǎn)油區(qū)的AVO層位切片在AVO異常中,除了圖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圖6(a)墨西哥灣某開(kāi)發(fā)區(qū)的振幅異常分布圖右圖為墨西哥灣一個(gè)開(kāi)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(a)墨西哥灣某開(kāi)發(fā)區(qū)的振幅異常分布圖右圖為墨西圖6(b)墨西哥灣某開(kāi)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(kāi)采幾個(gè)月后被關(guān)閉。圖6(b)墨西哥灣某開(kāi)發(fā)區(qū)的AVO異常分布圖在第一、第圖6(c)墨西哥灣某開(kāi)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(kāi)采前景。圖6(c)墨西哥灣某開(kāi)發(fā)區(qū)的密度異常分布圖在第一至第Rutherford和Williams的四類氣層分類法:Ⅰ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)。Ⅱ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(kāi)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。Ⅲ類和Ⅳ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Ⅲ類;AVO呈減小趨勢(shì)的為第Ⅳ類。Rutherford和Williams的四類氣層分類法:Ⅰ類圖7氣層AVO分類模型圖7氣層AVO分類模型圖8AVO的截距A和梯度B交匯圖圖8AVO的截距A和梯度B交匯圖ⅠⅡⅡⅢⅣⅠⅡⅣⅢⅠⅡⅡⅢⅣⅠⅡⅣⅢ11、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11、各種變換和反演方法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二、地震屬性的描述與適用性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ω(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(1).瞬時(shí)真振幅f(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(12).反射強(qiáng)度的中值濾波能量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(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;(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(1).平均振動(dòng)能量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(13).第一、第二、第三峰值譜頻率第二講地震屬性提取與(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(mén)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δc
(32).付立葉譜分析算法求取對(duì)數(shù)衰減率δf
(33).功率譜分析算法求取對(duì)數(shù)衰減率δp
(34).低頻能量比LER=LE2/LE1
第二講地震屬性提取與分析(24).樣點(diǎn)的數(shù)學(xué)均值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3.多道時(shí)窗屬性(Multi-TraceWindowed(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(6).平均相關(guān)(多道時(shí)窗內(nèi)互相關(guān)的平均值)第二講地震屬上述屬性中,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
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4.沿層構(gòu)造屬性(EventObjectStruc
傾角/方位分析示意圖
135-224315-4546-134225-314紅黃綠藍(lán)第二講地震屬性提取與分析
夏一段傾角方位分布圖N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(3).傾角/方位分析第二講地震屬性提取與分析
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1、相干體的概念三、相干屬性體及其應(yīng)用第二講地震屬性互相關(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、相干體的主要算法互相關(guān)分析算法:1995年由Bahorich,M.S.和F算法名稱算法描述貢獻(xiàn)者計(jì)算公式互相關(guān)分析算法將縱、橫測(cè)線的各道數(shù)據(jù)與中心道進(jìn)行簡(jiǎn)單的互相關(guān),得到相關(guān)系數(shù)。1995年,由Bahorich和Farmer引入到地震屬性提取中,早前Taner和Koehler在速度分析中已有應(yīng)用。相似性分析算法通過(guò)構(gòu)建協(xié)方差矩陣來(lái)計(jì)算多道數(shù)據(jù)的相似系數(shù),計(jì)算過(guò)程采用求和運(yùn)算。1998年,由Marfurt、Kirlin等提出,其等價(jià)的計(jì)算公式可追蹤到1984年Sheriff的求和公式。特征值分析算法計(jì)算協(xié)方差矩陣的特征值,將其中最大值與矩陣跡的比值作為相干值。1999年,由Gersztenkorn和Marfurt給出了詳細(xì)的討論,此前已有多人對(duì)這種基于特征值的方法進(jìn)行了研究。相干體算法的基本特征比較算法名稱算法描述貢獻(xiàn)者計(jì)算公式互相關(guān)分析算法將縱、橫測(cè)線的(1)InitialAlgorithmC1相干體分析技術(shù)的發(fā)展(2)SemblanceC2(3)EigenStructureC3C1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。(1)InitialAlgorithmC1相干體分析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。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。(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(a)為原始數(shù)據(jù)體切片(b)是互相關(guān)分析算法(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(e)是局部結(jié)構(gòu)熵(LSE)算法(f)是超級(jí)地震道-高階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)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,并收勝利油田潛山油藏頂面沿層相干切片+信噪比迭合圖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(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;(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)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)GeoE(2)研究礁體結(jié)構(gòu)(2)研究礁體結(jié)構(gòu)(3)檢測(cè)裂縫發(fā)育帶(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
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)用概述地面地震時(shí)間-振幅切片相干體切片全方位和不同方位角的相干體切片
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(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(a)粗疊加處理(b)剩余靜校正(5)估計(jì)偏移速度場(chǎng)(5)估計(jì)偏移速度場(chǎng)(6)展示可能含氣砂巖位置(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(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
表明坍塌特征的相干切片(725ms)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)資料三維相干數(shù)據(jù)體的靜態(tài)顯示
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:其一是斷塊靜態(tài)立體顯示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?!咙c(diǎn),暗點(diǎn),平點(diǎn)及AVO特征等;(2)能量異?!蜌鈨?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?!蜌獠卮嬖谑沟貙宇l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1、油氣藏的地震異常特征四、地震屬性的物理意義第二講地震(5)時(shí)間厚度異?!獌?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?!c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(5)時(shí)間厚度異?!獌?chǔ)層部位速度的降低導(dǎo)致油藏底面反射波沿層屬性是沿目的層段開(kāi)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沿層屬性是沿目的層段開(kāi)一時(shí)窗,對(duì)窗內(nèi)的記錄作自相關(guān)序號(hào)地震屬性序號(hào)地震屬性1功率譜上25%對(duì)應(yīng)的頻率23整波形面積2功率譜上50%對(duì)應(yīng)的頻率24整波形能量3功率譜上75%對(duì)應(yīng)的頻率25波形正半周面積4平均中心頻率26波形正半周能量5振幅譜主頻27波形正半周平均振幅6頻帶寬度28有效段均方根頻率7記錄能量29全譜平均頻率8自相關(guān)函數(shù)第一零值點(diǎn)位置30全譜均方根頻率9自相關(guān)函數(shù)第二零值點(diǎn)位置31有效段帶寬頻率10自相關(guān)函數(shù)極小值與主極值之比32全譜帶寬頻率11自相關(guān)函數(shù)旁極值面積與總面積之比33最大振幅之比12頻譜二階距34均方根振幅之比13時(shí)窗內(nèi)波峰數(shù)35能量之比14相對(duì)分辨率36主頻之比15信噪比37波峰數(shù)之比16L2模38自相關(guān)函數(shù)主瓣面積之比17峭度39自相關(guān)函數(shù)旁瓣面積之比18自回歸系數(shù)比a2/a1;40復(fù)賽譜算法對(duì)數(shù)衰減率19自回歸系數(shù)比a3/a1;41傅立葉譜算法對(duì)數(shù)衰減20自回歸系數(shù)比a4/a1;42功率譜算法對(duì)數(shù)衰減率21自回歸系數(shù)比a5/a1;43低頻能量之比22最大振幅值
序號(hào)地震屬性序號(hào)地震屬性1功率譜上25%對(duì)應(yīng)的頻率23整波形(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。(1)地震波頻率屬性(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?;蛴糜趯有蛱卣鞣治觯灰部捎脕?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(2)地震波振幅或能量屬性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(3)地震波波形屬性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τ1;
自相關(guān)函數(shù)第二零值點(diǎn)位置τ2;
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。(4)地震記錄自相關(guān)函數(shù)的屬性(5)分辨率屬性
頻帶寬度f(wàn)band;
相對(duì)分辨率Rλ;
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(jiàn)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(5)分辨率屬性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(6)信噪比屬性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:
頻譜二階距FBD2;
L2模;
峭度表征地層巖性純度,是一種用數(shù)學(xué)方法定義的屬性參數(shù);
自回歸分析使用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。第二講地震屬性提取與分析(7)其它屬性第二講地震屬性提取與分析3、地層平均吸收屬性分析的方法有傅立葉譜、功率譜和復(fù)賽譜等。除了譜比法外,還可用特征值法,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。利用這些方法,最終提取了以下11個(gè)屬性:(1)最大振幅Amax比;(2)均方根振幅Arms比;(3)ACF(0)比;(4)主頻f0之比;(5)波峰數(shù)之比;(6)自相關(guān)函數(shù)主瓣面積S1之比;3、地層平均吸收屬性分析的方法有傅立葉譜、功率譜和復(fù)賽譜等。(7)自相關(guān)函數(shù)旁瓣面積S234之比;(8)傅立葉譜算法對(duì)數(shù)衰減率δf;(9)復(fù)賽譜算法對(duì)數(shù)衰減率δK;(10)功率譜算法對(duì)數(shù)衰減率δP;(11)低頻能量比。根據(jù)地層吸收性質(zhì)與巖相、孔隙度、含油氣成分等的密切關(guān)系,可以用它來(lái)預(yù)測(cè)巖性、預(yù)測(cè)砂泥巖分布,在有利的條件下可以用來(lái)預(yù)測(cè)石油和天然氣的存在。第二講地震屬性提取與分析(7)自相關(guān)函數(shù)旁瓣面積S234之比;第二講地震屬性提取與4、地震屬性體沿層屬性的地質(zhì)含義我們從眾多的地震屬性中選取以下9種屬性體:(1)瞬時(shí)真振幅;(2)瞬時(shí)相位;(3)瞬時(shí)頻率;(4)道積分;(5)道微分;(6)能量半時(shí);(7)線積分;(8)噪信比;(9)均方根振幅比。第二講地震屬性提取與分析4、地震屬性體沿層屬性的地質(zhì)含義第二講地震屬性提取與分析(1)瞬時(shí)真振幅:這是所選樣點(diǎn)上各道時(shí)間域振動(dòng)幅值,即為地震道數(shù)據(jù)的隱含表示。廣泛用于地震資料的構(gòu)造和地層巖性解釋,常與其它振幅屬性一起用于分離高幅區(qū)或低幅區(qū),如亮點(diǎn)和暗點(diǎn)技術(shù),也可用于地震相劃分。(2)瞬時(shí)頻率:定義為瞬時(shí)相位對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù),用度/ms或弧度/ms表示。經(jīng)常用來(lái)估計(jì)地震波在地下介質(zhì)中的衰減變化;往往油氣的存在引起高頻成分的衰減,故可用這一屬性檢測(cè)油氣。第二講地震屬性提取與分析(1)瞬時(shí)真振幅:這是所選樣點(diǎn)上各道時(shí)間域振動(dòng)幅值,即為地震(3)瞬時(shí)相位:表示在所選樣點(diǎn)上各道的相位值,以度或弧度表示。主要用于地震資料地質(zhì)解釋中的同相位追蹤對(duì)比,同時(shí)也增強(qiáng)了油藏內(nèi)弱同相軸,不利之處是對(duì)噪音也有放大作用;最終成圖的彩色色標(biāo)應(yīng)考慮到結(jié)果的周期性,即由于油氣的存在經(jīng)常引起相位的局部變化,所以這一屬性常和其它屬性一起用作油氣檢測(cè)的指標(biāo)之一;也可用于測(cè)定薄層的相位特征,其橫向變化與流體含量變化及薄層組合有關(guān)。第二講地震屬性提取與分析(3)瞬時(shí)相位:表示在所選樣點(diǎn)上各道的相位值,以度或弧度表示(4)道積分:方法的計(jì)算簡(jiǎn)單快捷,計(jì)算的結(jié)果反映了波阻抗相對(duì)變化,而相對(duì)波阻抗數(shù)值的橫向變化反映了儲(chǔ)層特性、巖石物性、流體性質(zhì)等的空間變化,所以該參數(shù)在儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)和油藏描述中具有較好的應(yīng)用價(jià)值。(5)能量半時(shí):它定義為在給定的分析時(shí)窗內(nèi),計(jì)算能量達(dá)到1/2時(shí)的相對(duì)時(shí)間位置。能量半時(shí)可用來(lái)測(cè)定分析時(shí)窗內(nèi)能量累積的速度,可以指示巖相和巖性的相對(duì)變化。第二講地震屬性提取與分析(4)道積分:方法的計(jì)算簡(jiǎn)單快捷,計(jì)算的結(jié)果反映了波阻抗相對(duì)(6)道微分:其實(shí)是地震道的另一種描述方式,它記錄了相鄰采樣點(diǎn)之間的幅值之差。因而,可以用它作為提取其他一些屬性的原始數(shù)據(jù)。道微分剖面則不存在受淺層干擾的問(wèn)題。道微分處理后剖面的高頻成分增多,可以更加細(xì)致地反映地層內(nèi)部的細(xì)節(jié),有利于地震相和沉積相研究。第二講地震屬性提取與分析(6)道微分:其實(shí)是地震道的另一種描述方式,它記錄了相鄰采樣(7)線積分:這是將時(shí)窗內(nèi)的地震波包絡(luò)線的長(zhǎng)度作為一種屬性。這種屬性的計(jì)算公式為:,式中,N是采樣點(diǎn)數(shù),T是采樣間隔(ms),a是離散振幅值。S的大小體現(xiàn)了地震剖面上振幅和頻率的變化,它可以反映巖相、巖性和地震波衰減的特征。通常S值的增大對(duì)應(yīng)著高水位期的細(xì)巖性,而較小的S值對(duì)應(yīng)著低水位期的粗巖性。剝蝕面或斷層面上通常對(duì)應(yīng)著高S值。第二講地震屬性提取與分析(7)線積分:這是將時(shí)窗內(nèi)的地震波包絡(luò)線的長(zhǎng)度作為一種屬性。(8)噪信比:計(jì)算三維地震數(shù)據(jù)體的噪信比三維屬性,再按照目標(biāo)層提取沿層噪信比屬性,用于儲(chǔ)層研究。噪信比主要反映分析數(shù)據(jù)的資料品質(zhì),沿層噪信比反映了分析時(shí)窗內(nèi)目標(biāo)層反射信息的穩(wěn)定性,同相軸的連續(xù)性以及噪音所占的比值。(9)均方根振幅比:其沿層切片反映了特定時(shí)窗內(nèi)地震波振幅的平均變化水平,其數(shù)
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