（地球探测与信息技术专业论文）地震属性技术研究及其在胜利富林洼陷储层预测中的应用.pdf

摘要 地震属性技术研究及其在胜利富林洼陷 储层预测中的应用 作者篱介：姚维益，男，1 9 8 董年7 月生，师从成都理工大学曹俊兴教授， 2 0 0 8 年6 月毕业于成都理工大学地球探测与信息技术专业，获得工学硕士学位。 摘要 本文首先简耍回顾了地震属性的发展历程，系统阐述了常用地震属性的物理 含义及其计算，以及地震属性的优化方法和解释原则。在理论研究的基础上，将 地震溜性应用予胜利油田富林洼陷沙三段储层预测。 该区沙三段为断陷湖盆沉积，沙三中、下贬段的浊积扇体为主要的勘探目标。 在地震反射剖面上，反射特征不明显，难以直接识别。总体研究思路是：先划分 沉积相带，再追踪储层砂体，最后进行含油气性预测。 研究的主要内容包括：l 、根据井资料统计，总结了研究区的岩相分布特征 以及单井相特征。2 、分析波阻抗、相干两种属性的地球物理内涵及地质意义。 通避波阻抗沿目的层的切片特征，结合连并及演剖面及井瞧岩性剖面，阚述了波 阻抗数据在砂体追踪、储层厚度及物性预测中的应用。相于数据体能灵敏反映地 震道横向差异，借助相干体等时切片，结合古地貌及物源分析，细致刻厕了沉积 环境的变化。3 、利用无监督学习网络和有监督学习网络分别对研究区地震相进 行了划分。对于无监督学习阏终划相，分别佟了单一属性划相和多属性融合划相 的尝试，并对其结果进行了比较；同时，针对多属性融合划相，讨论了主组分分 析法的应用及效果。对于有监督学习网络划相，重点讨论了井旁道的选择及划相 结果的地质意义，并与无监督学习网络的划相结果进行了对比。4 、砂体含油气 性预测。针对地震属性与砂体含油气性之间的关联性，提取振幅类属性预测含溜 气特征，同时利用交会法分析属性之间的相关性，实现属性优选，最终选择均方 根振幅预测砂体含油气性，结合砂体构造图，提供了目标井位。 总之，本文通过对地震属性的理论研究来指导实际应用，同时在实际应用中 发展对地震属性的研究，将地震属性的理论研究与实际应用紧密结合，探索出适 合胜利油田富林洼陷油气勘探的地震属性研究方法。研究表明：地震属性技术是 预测和评价浊积扇体含油气性的有力手段。 关键词：富林洼陷浊积扇体波阻抗相干地震相相关性分析 成都理【：人学硕士学位论文 t h e s t u d yo ns e i s m i c a l t t i i b u t ea n di t sa p p h c a t i o nt o r e s e r v o i r f o i c a s t i n go f f u k n s l l b s a g ，s h e n g h o i li 强e l d i n t r o d u c t i o no ft h ea u t h o r ：y a o w e i y i ，m a l e ，w a sb o mi nj u l y ，1 9 8 1 ，w h o s et u t o r w a sp r o f e s s o rc a o j u n x i n g h eg r a d u a t e df r o mc h e n g d uu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g yi n e a n he x p l o r a t i o na n di n f o 姗a t i o nt e c h n i q u e sm a j o r 锄dw a s 黟a n t e dt h em a s t e r d e g r e ei nj u n e ，2 0 0 8 a b s t r a c t t h i sd i s s e n a t i o nd i s c u s s e ss e i s m i ca t t r i b u t e s a p p l i c a t i o ni np r e d i c t i n gt u r b j d i t e f a nr e s e o i r i tf i r s t l ys u m m a r i z e st h ed e v e l o p m e n to fs e i s m i ca t t r i b u t e ，卸dt h e a l g o r i t h m sa n dg e o p h y s i c a ls i g i l i f i c a n c eo fs o m ec o m m o ns e i s m i ca t t r i b u t e sa r e s y s t e m a t i c a l l yi l l u m i n a t e d t h e nt h ep a p e rd i s c u s s e st h em e t h o do fs e i s m i ca t t r i b u t e s o p t i m a l i z a t i o na n di n t e 巾r e t a t i o n b a s e do nt h e s es t u d i e s ，t h em e t h o d0 fs e i s m i c a t t f i b u t ei sa p p l i e dt or e s e r v o i rf o r e c a s t i n go ft h et h i r dm e m b e ro fs h a h e j i ef o m a t i o n i nf u l i ns u b s a g ，s h e n 鲥o i lf i e l d t h ei n t e a lo fi n t e r e s tl o c a t e di nl a c u s t r i n eb a s i ni ng e 0 1 0 酉c a lh i s t o 彤a n dt h e t u r b i d i t ef a nt h a ts h o w sn oc l e a rr e n e c t i o ne v e n to ns e i s m i ci m a g ei st h em a i n e x p l o r a t i o no b j e c t i i lt h i sd i s s e n a t i o n ，t h ew h o l es k e l e t o ni sa st h ef o u o w s ：f i r s t l y ， 柚a l y z i n gt h es e d i m e n t a r yf a c i e s ；s e c o n d l y ，t r a c k i n gt b es 觚d s t o n eb o d yi i lt h e f a v o u r a b l ez o n e s ；f i n a l l y ，f o r e c a s t i n gt h ed i s t r i b u t i o no f h y d r o c a r b o n s t h em a i ns t u d yi sa sf o l l o w s ： 1 w em a k eas t a t i s t i co fs e d i m e n tc h a 增et h r o u g l lc o r e s ，锄ds u m m a r i z et h e a r e a sl i t h o f a c i e sa n dt h es e d i m e n t a r yf a c i e s 2 w ea i l a l y z et h ea l g o r i t h m so fi m p e d a n c ea n dc o h e r e n c y t h e n ，w ea p p l yt i m e s l i c e si ni m p e d 砚c ed a t ac u b et 0d e s c r i b et h er e s e r 、，o i r ss e d i m e n t a r ye n v i r o n m e n ta i i d t r a c kt h es a n d s t o n eb o d y w i t ht h ea i l a l y s i so fp a l a e o t o p o 铲a p h ya n dp r o v e n a n c e ，w e u s et i m es l i c e si nc o h e r e n c yd a t ac u b ew h i c hh a sas e n s i t i v e l yr e s p o n s et ot h es e i s m i c t r a c e s v a r i a n c et os u b t l yd 印i c tt h er e s e r v o i r ss e d i m e n t a r ye n v i r o n m e n t 3 w eu s et h en e u r a ln e t w o r k st oc l a s s i f yt h es e i s m i cf a c i e s a sas p e c i a l s e i s m i ca t t r i b u t e ，s e i s m i cf a c i e si so n e nd e f 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eu s eo fs u p e i s e dn e t t h e r ea f e 撖，ok e yp r o b l e m s ：h o wt od e f i n et h e m o d e lt r a c e s ，a n dh o wt 0a n a l y z et h eg e o l o g i c a ls i g n i f i c a n c eo ft h es e i s m i cf a c i e s c l a s s i f i c a t i o n c o m p a r e dw i t ht h er e s u l to fc l a s s i f i c a t i o nb ys o m ，t h er e s u l to fs e i s m i c f a c i e sc l a s s i f i c a t i o nb ys u p e r v i s e dn e th a sm o r cg e o l o 西c a ls i g n i f i c a n c e ，b u ti ti sa l i t t l el e s sc o m p r e h e n s i v e 4 0 p t i m i z i n gs e i s m i ca t t r i b u t e st of o r e c a s tt h eo i l b e a r i n gs a n d s t o n e f i r s t l y ， w eu s et h ec r o s s p l o tm 印st oa n a l y z et h ec o r r e l a t i o n 锄o n gt h ea t t r i b u t e s s e c o n d l y w ec h o o s el h eb e s ts e i s m i ca t t 曲u t ea c c o r d j n gt 0t h ev a l u e so fc o f r e l a t i 衄f i n a l l y w e c h o o s et h er o o t - m e 柚- s q u a r ea m p l i t u d et op r e d i c tt h eh 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n a l y s i s i 独创性声明 本人声明所璺交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盛壑堡王太堂域其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：灰渺筑参 o p 卷年箩胃f日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盛郝堡王太整有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权趱叠理王太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 学位论文作者导师签名 妒g 年罗月引日 第1 章引言 第1 章引言 在油气勘探开发过程中，地震解释大致可以分为构造解释、地层岩性解释、 油气藏储集性能( 孔隙度、渗透率、含油气饱和度等) 解释和流体流动情况解释 4 个方面，丽无论哪一个方露，地震属性技术都起着重要作用。在风险勘探对地 震预测精度的要求日益提高、油气羽开发对油藏描述要求越来越迫切的今天，地 震属性技术呈现出广阔的发展前景。 1 1 国内外研究现状 所谓地震属性是指从地震数据中导出的关于几何学、运动学、动力学及统计 特性的特殊度量8 3 。它的数据原体是野外采集的地震记录经叠前或叠后处理过的 成果数据，但由于经过了一些线形或非线形的数学变换，它能从地震资料中提取 隐藏其中的有用信息，从两方便了储层或油气预测。相对于测井数据，地震属性 是一种“软数据”，但地震测量密度大，测网空间分布均匀，可以作为储层空间 变化的依据口，。地震属性与岩石物性的结合越来越紧密，有学者指出，要建立地 震属性与储层岩石物性之阐的一些定量关系，必须改变我们一贯从理论或理论近 似化出发的研究方法，采用实验数据导出法，建立起它们之间的有效的统计关系 ( e h e nq 等，1 9 9 7 ) 。 地震属性的研究从上世纪7 0 年代初开始，到8 0 年代中期迅速发展，再到近 年基本成熟，经历了不平坦的发展过程。从油气地震勘探近三十年的发展历程来 看，地球物理学家们一直在致力于应用和开发地震属性技术。6 0 年代末，亮点 的出现使人们认识到地震数据中隐含有构造以外的信息。7 0 年代从地震数据中 分离出了对油气解释j 常重要的地震属性振幅、频率、耱位和极性， 蕈氇n e r 和 s h e r i f f ( 1 9 7 7 ) 提出了复数道的概念，并首次引入了“地震属性 这个术语。1 9 7 7 年l a n d 礅躲k 公司出版的a a p g 专集( 2 6 ) 把复数道和地震地层学结合起来。同年， v a i l 和他的同事们( 1 9 7 7 ) 给地震属性赋予了更多的地质意义，从而开启了地 震属性在地震相识别中的应用。8 0 年代，地震属性的数量迅速增加，但是大多 数属性在数学上有严格的定义( 如主频，k l 信号的复杂度) ，而地质意义却十 分模糊，这就导致在利用它进行储层预测时的困惑。多属性分析( j u s t i c e ，1 9 8 5 ) 也在这时发展起来，其做法是把多属性结合成秭薪的属性，孬经过地震意义标 定实现其应用。这段时期，由于地震属性与地质意义结合的不紧密，有关或无关 的一些地震属性混杂在一起使得解释人员失去了深入研究健们的地质意义和物 理意义的信心( r o b e r t s o n ，1 9 8 8 ) 。 8 0 年代后期及9 0 年代，一些具有明确地质意义的地震属性的出现，使得地 成都理工大学硕士学位论文 震属性有了新的生命。具有代表性的是相干数据体，它由a m o c o 公司的b a h o r ic h 和f a r m e r 在1 9 9 5 年第6 5 届s e g 年会正式提出，鉴于这项技术在断层解释， 特别是小断层自动解释方面的应用效果，引起了轰动，随后得到了迅速、广泛 的应用。与之同时，模糊聚类、模式识别、神经网络、协方差、k l 变换等多 参数非线性分析方法得以在地震解释中的应用研究。地震多属性分析与地层模 拟相结合，最终也就导致了地震相的自动分析。 国内的地震属性的研究晚于国外，主要是吸收国外技术，结合勘探开发实 际提出改进办法以及总结应用经验。国内的一些学者在属性的理论研究上也作 出了成就，张应波根据b i o t 双相介质理论，从微观角度研究开发出一套储层 物性参数处理新技术：刘企英、朱广生、陈遵德、杜世通等学者致力于地震属 性的研究，并有相关的专著发表：这几年石油地球物理勘探、地球物理学 报等一批专业期刊都有不少有关地震属性研究的文章发表。 目前的发展趋势是：从改进地震属性算法的研究转变为研究如何解释地震属 性所反映的地质参数特点。为了方便研究工作的开展，很多学者对地震属性进行 科学分类。t a n e r 、b r o w n 、q u i n c yc h e n 等人提出了自己的分类标准，目前以q u i n c y c h e n 的分类最为流行，他根据波的动力学、运动学和储层特征把地震属性归纳 为振幅、波形、频率、衰减、相位、相关、能量、比率等8 大类9 1 种。同时， 随着勘探开发技术的不断发展，目前涌现出了许多新的非线形地震属性口1 。传统 上，常通过地震属性的预测结果是否得到实际生产的证实来检验地震属性的有效 性，但是这样的方法存在着时间上的滞后性，同时，由于钻井是一项复杂的工程， 每个环节都可能对最终结果产生影响，从而使对结果的评价复杂化。实际生产中， 地震属性的有效应用取决于地质学家对属性的了解程度以及对各种资料综合掌 握的程度。有不少学者提出了优化地震属性解决地质问题，建立地震属性与储层 参数关系的方法。不外乎两点：一是具体问题具体分析，确定要研究的问题和待 解决的目标；二是分析地震属性算法，确定其适用范围，并尝试应用，对使用效 果利用数学统计方法作出评价，在此基础上优化和改进地震属性。 1 2 选题目的和意义 胜利油田富林洼陷面积约4 0 0 k m 2 ，据统计，洼陷内的勘探成功率仅为1 7 ， 低于整个济阳坳陷的平均水平，资源潜力巨大，已成为油田重要的勘探后备阵地。 勘探实践表明：富林洼陷沙三段是主要的含油层系，沙三中下亚段的浊积扇体是 主要的勘探目标。 目前，单从常规地震剖面上难以直观解释储层分布和发育情况。而通过储层 地震属性优化及属性体综合解释技术的研究，可充分发挥三维地震数据体的作 2 第1 章引言 用，提高解释速度并缩短勘探周期。利用该技术不仅可以使研究西标壹观化、准 确把握岩性体在空间内的变化特点，更加细致的描述岩性体的发育及油气藏内部 特缝，丽且使解释结果定量化，使鳃释精度从壤本上得到改善。因此，地震属性 技术是对研究区进行储层预测的重要手段。 通过本文的研究，将实现富林洼陷沙三段浊积扇体的分布特征的细致刻匦。 同时，也将在此过程中，形成地震属性优化及解释的思路，可以在类似的储集体 ( 如水下扇、冲积扇等) 的勘探实践中推广。 1 3 研究内容及技术路线 1 3 1 主要研究内容 ( 1 ) 地震属性提取、优化及解释理论基础研究； ( 2 ) 储层地质特征研究； ( 3 ) 单一属性在储层预测中应用：包括波阻抗属性及相干属性； ( 4 ) 地震相划分及多属性融合； ( 5 ) 多属性相关性分析及含漓气性预测。 l 。3 2 技术路线 主要的技术路线是：在分析研究区地质特征和钻井资料统计的基础上，总结 氆了储层预测的星标，即寻找浊积扇体。在此基础上，以连井割露分析为切入点， 分析了不同沉积环境下的岩相组合特征以及其对应的地球物理特征，并通过单井 相分析，对岩相组合特征进行了细化，再利用波阻抗和相干技术对沉积环境进行 了分析，然后以神经网络波形聚类技术对地震相进行划分，并与并统计结果相结 合，划出具体的岩相分布范围，再通过属性聚类，对含油气区域作出预测。 地质特征分析 工 l 确立储层预测霹标| ili i 井分析 l 波阻抗及相干技术il 神经网络波形聚类ll 多属性交会分析1 曼一 l l 一 蓁蓁 蓁 羹 麓 鐾萎 蓁 墓 t 广_l广 lit 工 提供钻探井位及区带综合评价 圈l 一1 磅窕技术路线图 3 成都理i ：犬学硕一 ：学位论文 第2 章地震属性分类及提取方法 随着数学、信息科学等领域新知识的雩| 入，地震属性数量突增，达到了上西 种。在常用地震属性( 如振幅、频率、相关、波阻抗、速度等) 的基础上，还增 添了许多新的属性，如近年引入的利用分形、混沌、突变论等非线性理论以及小 波变换等数学方法从地震数据中提取的各种非线性属性。尽管地震属性种类繁 多，但是在实际生产中必须结合研究对象的具体特征进行合理取舍，因此，这就 需要对各种地震属性的使用特征和应用范围进行界定，也就是要对地震属性进行 合理分类，使得研究人员了解和掌握每个地震属性所代表的物理意义和地质含 义，以有利于在实际生产巾的应用。 2 。l 地震属性及其分类 目前在国内外有五种分类方法占据主导地位。分别介绍如下： 第一种方法，也就是秘前在国内学术界较为流行的地震属性分类方法溺。从 运动学和动力学角度把地震属性分为振幅、频率、相位、能量、波形、相关、衰 减和院率夕个大类。毒于具有明确的物理意义霜遗质意义，这些属性在实际生产 中应用较为广泛。 第二种方法，按属性拾取的方式将地震属性分为荆面属性、时窗属性和体积 属性三类i 钔。剖面属性主要是指由特殊处理得到的剖面( 如三瞬属性、波阻抗属 性等) 上的整体属性。时窗属性也称为层位属性或基于同相轴的属性，它是从地 震数据中提取一个与界匦有关的小时窗范围肉的统计特征属性，这也是实际生产 中应用较多的一种属性提取方式。体积属性是从一个3 d 数据体中用特定算法产 生的一个完整的3 d 属性体，这类属性能提供逐道之闻地震信号相似性和连续性 的有利信息，如目前广泛使用的3 d 相干数据体。 第三种方法，由e r 等( 1 9 9 5 ) 提漱的将地震属性分为几何属性和物理 属性两大类。几何属性通常与地震层位的几何形态( 如同相轴中断、连续性、协 调性与杂乱性、不整合、曲率、斜交、平行、发散、收敛等) 有关，如同相轴倾 角、盏率、方位角、相干等属性。主要用于地震地层学解释、层序地层学以及断 层和构造解释。物理属性包括运动学和动力学属性，主要指振幅、波形、频率和 衰减等，物理属性主要雳予岩性及油藏特征的解释。 第四种方法，由b m w n ( 1 9 9 6 ) 提出的将地震属性分为时间、振幅、频率和 衰减四类的分类方法。源于时间的属性提供构造信息；源于振幅的属性提供地层 和储层信息；源于频率的属性提供其他有用的储层信息；吸收衰减属性将可能提 供渗透率信息。b r o w n 还强调地震属性的叠前和叠后的分类，目前提取的属性大 4 第2 章地震属性分类及提取方法 多是基于水平叠加数据和叠后偏移数据，而叠前属性主要应用是a 、，0 属性。 第五种方法，由q u i n c yc h e n 等人( 1 9 9 7 ) 提出的基于储层特征的分类方 法，这种分类方法根据地震属性对储层特征( 如亮点与暗点、不整合圈闭断块 脊、含油气异常、薄储层、地层不连续性、灰岩储层与碎屑岩储层的差异、构造 不连续性和岩性尖灭) 的预测和识别，将地震属性分为八类。该属性分类方法有 利于人们根据所要研究的对象初选地震属性，以减少属性计算的盲目性和随机 性。由于这种方法结合了储层地质条件分析，可以作为地震属性优选的专家知识 范畴。将其具体分类表格罗列如下： 不藏奢囊弼灰老铭层崎辞羁 充点与皤照召稚气异常 簿铭喽 地瑶羊连续性扮臻举违壤住岩性戋豫 断块青崭秘胺的麓异 野真妊槭索啦肆对相位鼙描辫书辨| 榴位睾限耱率帮瞬辨顿串籀铝蚌伍妊幅 艺爵时柏惶磷时辐位 的寨弦相关k l 腿l对栩饶的众能 竞缝曩 妊梧加投一时麓辜8 相荚吩位援幅礴时相位的采佐冀时捂位姆采 反射强度相美k l p c 2孵真妊梧特定臻事蔼毵量抛投一绅藏卓 l 幺 税疆牲厦射强度 麓予分贝的反射强壤拍毙姒p c 3辑囊拦幢囊诅瓣时相 宽糖量 琦对籀率翻举 目嚣程瓒一壤援鸦废相位反射强震的中懂 反射强度的申值嚣渡麓量柏美觥位的袅孳特定麓量与响应按摩幅地乎均擐动舞往话游渡毵量 反射强度纂干分贸的缱羹之比援辕加投瞬耋于撩率钉甩娩羹之带宽蠹定值基簿嚣硬一藏撮虞反射强度暴予分 爱射强度的斜摩相燕疑廑麓t 栩杈磷l 寸藏书毪点叛额定值精垅平均零空置点贝的艟重 游捩反射强度囊鞋曛辩相均长度反舫强度衰麓墟蕃繁中心强率鞭定壤相荚x l p c l平均搬动貉投长 位豹采弦集中的相关善于分贸的反舯强度竟心迎境撬率壤定缱栩关k l p c 2度 早均摄妨艟量相关蜂杏 茛毒窖强度竹中值涟被娩功率赣霹称舛十灞埭德臻率帽关k l 愆，特定娩量赣硪 平均嚣动路径甓童相关缀小位t挂第= 个谗峰值攘举相关x l f i c 比齄量之比 擐幅峰值的麓大位 相关援太值反射强度嚣秘举璃搴薅斜率第兰个嚣峰值疆罐相关长度蔫一个瓣峰德隳 燕辫备岭叠人证捆缸磊煞滤踱反封强发橐墩孵时 衰减敏感带窕 平均相美靠 求绝对值妊幅之和 幅耐豹索链舜对榴位纂中豹相关第二：个谢峰值掰 复合绝对坦羟誓乎均鬟动艟曩簿封榴位余弦 相关坶寿 警 特定艇量t i 宵了有照置乏平均鬣曲菇经妖魔琨投性棚荚秘小值第蔓个瓣蜂值籀 i 主功率诱术绝对穗叛糨之秘响应攘位柏关攒人位串 圭功j 1 滑的鬻攫复台绝对德擐懈甲均振动箍径长度招钍系数 太干门槛慷的采 荸捧分l 均霉交交点平均零交叉点 小平门槛僻的晨栉器手第一十i i 峰值撩串棚荚k l p c i 撅一砖毒摹二：个馐峰值缴摹捆美。p c 2 纂兰个诺蜂值鞠弗搪荚列j _ 量太峰值冀描相美k u | c 乏逝 鼍犬备值鬻相荚长度 特定艟量尚奔疆毵曩之乎均相荑 比摄螺蜂荔燕中的相关 太予n 箍壤扮爰样帮分相关峰毒 小乎n 槛值的疑摊簟分相关吩者 捆铝峰值擐帽之比相关镘小值 鑫拥关峰值振错之比相关撮大蕾 目标区域一雇摄蟠圪 榴韫摹量 嚣檬医瑗一患簇湃比 图2 _ 1 基于储层特征的地震属性分类( q u ；n c yc h e n 等，1 9 9 7 ) 2 2 地震属性的提取方法 地震属性提取在不同的文献中有不同的含义，比如在模式识别领域，“属性 提取”是指从形成经选择或变换到得出有效属性的全过程。而在石油物探领域是 指经变换( 或映射) 得到有效属性的过程【5 1 。在本文的研究工作上，选择第二种 含义。即从地震数据中形成地震属性的过程称为属性提取。形成的属性称为地震 属性。地震属性的数目，就是其属性空间的维数d 。一般情况下，属性空间是高 维的。 地震属性的提取方式有以下三种：一是剖面属性提取，二是层面属性提取； 5 成都理j ：入学硕士学位论文 三是三维体属性提取。分别阐述如下： ( 1 ) 剖面属性提取 剖面满性提取就是在莱一地震割面上沿着代表譬的层的反射同相轴拾取各 种地震信息。通常采用三瞬处理、时频分析和波阻抗反演等方法获得地震信息。 剖面属性提取方式比较经济又有效果，在气藏勘探中应用较多。例如在地震剖面 上直接检测油气技术，包括亮点技术等，就是利用了当地层中含有油气时，地震 剖面上引起的振幅、速度、频率、相位和反射特征等一系列异常，从而提取剖面 属性，作为烃类指示标志。 ( 2 ) 层面属性提取 层面属性提取就是沿着代表霹的层的反射赛面或某一时闻界面提取各种连 震信息，获得的是各类属性沿界面横向变化的信息，常用于预测与薄储层和微断 层有关的隐蔽油气藏。层面属性的提取可以分为瞬时属性提取、攀道分时窗提取 和多道分时窗提取。 瞬时属性提取是根据复地震道分析，在地震波到达的界露位最上拾取的属 性。单道分时窗提取是沿着个可变的时窗提取，提取过程中时窗在道闯滑动时， 其位置和长度都是可变的，可变的时窗的上下界，由解释的地震层位确定，即提 取沿层属性。也可以使地震属性提取时窗沿一个露定的对闻值上下滑动一露定距 离，即提取等时属性。多道时窗提取要求定义参与属性计算的地震道数及道模式 界限，将提取的地震属性结果赋予指定道模式的中间道的同相轴位置上，对每个 中间道位簧上重复上述提取过程，从而得到一个新的属性层面。按q u i n c vc h e n 的地震属性分类理论，多道分时窗属性提取的道模式共有八种( 横测线、纵测线、 左对角线、右对角线、三角型、横纵测线交叉、全对角线、矩阵) 。实践表明， 用不同的地震道空间组合模式提取的多道地震属性具有两个方面的优越性：第 一，由于可得到各道互相关值，主元素等分柝方法就可以应用予相关矩降，以便 获取反映地震或地质信息是否连续的映像，同时也减少了属性提取中的随机干扰 的影嚷；第二，用予互相关分搋的不闲空闯组合模式有助予揭示油藏构造、裂缝 或断层方式的各向异性特征【6 】。 ( 3 ) 体属性提取 体属性提取就是在三维数据体中按某一时窗值提取各种地震信息。其实质是 基于三维地震数据体产生一个完整的三维属性体。它是地震数据的另一类图像。 这种图像可以耀来揭示常规地震数据上所不能反映出来的地质信息，如河道砂 体、礁体、扇体以及岩性尖灭等特征，具有重要的使用价值。提取方式根据研究 层段的特征决定，方法闻上述层面属性提取一样，分为瞬时属性提取、单道时窗 属性提取和多道时窗属性提取。对于分时窗提取，体属性的时窗一般分为两个时 6 第2 章地震属性分类及提取方法 间切片，且时窗的位置和长度固定，重复使用固定时窗作属性提取，并按一定的 步长在时间上重叠，即可以产生一个完整的地震属性体。对于多道分时窗提取的 体积属性可以用来研究储层的各向异性，以识别储层的裂隙或断层的分布模式。 例如相干属性就是一种利用多道分时窗提取的地震属性。 2 3 常用地震属性的物理含义及其计算 地震属性种类繁多，按照其不同的计算方法以及其对应的物理意义，各国科 学家对其作了科学分类。从计算方法上看，主要可以分为线性映射和非线性映射 得到的属性，如均方根振幅、半能时、总能量等属性，也包括由付氏变换得到的 频谱类属性，由希尔伯特变换得到的三瞬属性，由自相关互相关函数计算得到相 干、方差类属性；非线性映射得到的属性，主要是指利用小波变换或高阶统计量 以及一系列非线性理论( 如分形、混沌、突变等) 而得到的地震属性，例如由分 维计算得到的容量维、关联维、h u r s t 指数以及振幅谱分维数四种分维属性。由 于属性众多，不一一列举，主要对论文中要用到的属性集中介绍一下其算法原理 以及物理意义。 2 3 1 瞬时类 瞬时属性是通过在一定位置上对地震道进行复数道分析而导出的一些地震 属性参数。主要包括瞬时真振幅、瞬时积分振幅、瞬时相位、瞬时相位的余弦、 瞬时频率、振幅加权瞬时频率、能量加权的瞬时频率、反射强度( 即振幅包络) 、 分贝表示的反射强度、反射强度的中值滤波能量、反射强度的斜率、视极性、响 应相位、响应频率等。瞬时特征计算将振幅和角度信息( 频率和相位) 进行分解， 而并不改变基本信息，产生出新的剖面有时可能揭示在常规剖面上被掩盖了的某 些地球物理现象，因此，瞬时属性一直是地震属性技术中必须选取的属性参数。 首先介绍一下希尔伯特变换。它是在保幅的基础上，对地震信号的任何频率 成分都相移9 0 度，形成一个复地震道。用一个窄带信号工o ) 来表示地震记录： z o ) = 彳o ) c 0 s 【矿+ 伊o ) 】 经希尔伯特变换后得到 z o ) 一彳( f ) s i n 【o f + 够o ) 】 7 ( 2 1 ) ( 2 2 ) 成都理l ：入学硕士学位论文 其中，= 碱，从而得到解析信号 ，8 ) = x 8 ) + i x 0 ) ；么) c o s 【+ 驴0 + 翻囊) s i n k f + 够o ) 】 ；彳( f ) e h w + 删= 爿( f p ( 2 3 ) 其中，臼o ) = + 驴p ) 。 给出定义：么( f ) 为解析信号，) 的瞬时振幅( 也称为振幅包络) ； 秽) = 爹+ 够g ) 称为，o ) 的瞬时相位，则瞬时频率可以表示为糨位的时间变化 率，它代表解析信号，o ) 沿时间轴础笔进的角速度。表达式如下： = 警= 纨+ 掣 ( 2 。4 ) 瞬时振幅在鉴别亮点、暗点、平点中很有用；可用来确定油藏的流体、岩性、 地层的横向变化；也可以刻划层序，展示垂向上地层学特征的变化趋势；识别垂 向流体含量的变化。作为复地震道幅度的绝对值，损失了一定的垂向分辨率。 瞬时频率经常用来估计地震振幅的衰减；往往漓气的存在会引起高频成分的 衰减，故可用这一属性检测油气。 瞬时相位表示在所选样点上各道的相位篷，主要震于增强油藏内弱圆相轴， 对噪音也有放大作用；由于油气的存在经常引起相位的局部变化，这一属性常和 其他属性一起用作油气检测的指标之一；也可以用于测定薄层的相位特缝，其横 向变化与流体含量变化及薄层组合有关。 可以通过加权，改进瞬时属性，如利用振幅加权而得到的加权频率，计算式 翻下： ，2 擘) 谤 纠盯2 蝴 ( 2 - 5 ) ，0 ) 表示瞬时真振幅。瞬时频率经过瞬时振幅加权，提供了更强或更光滑的 瞬时频率估计，也不易受到噪音的影响。 8 第2 章地震属性分类及提取方法 2 3 2 波形类 广义上讲，透震波波形特征包播了振幅、频谱及棚位等信息，指示地震波振 动图的特征。从狭义上讲，波形特征与振幅、频谱等并列，指示的是反射波振动 图的相位数、相位幅度的相对大小、包络形状、极性等。波形特征的差异反映了 纵向或横向上岩性组合及厚度的变化，也能体现岩石物性特征例如粒度域含流体 特征的变化。在实际应用中，常采用有限多个数据茗颤) ( 嚣= 啦，一1 ) 来估计地 震波形特征，通过特定的计算方法，提取相应时间段内的波形特征值。举出几种 常用的波形属性： 弧长 弧长是作为地震道德波形长度来定义的，它是在时窗内对所有地震道变化范 围的比例测量。假想用道的波形样式绘制地震道曲线，然后想象一根绳子放在地 震道上跟着每个波形波动。地震道德弧长就是当绳子伸展开的总长度。计算公式 如下： s = 击喜瓜百丽可 ( 2 6 ) 墨采样周期；n = 时窗内的采样点数；群“) 一第i 个样点的振幅值 弧长是用于高振幅高频率和高振幅低频率之间与低振幅高频率和低振幅低 频率之闻的区别。院如页岩和砂岩的界面，一般有一些突变和高阻抗的反差，弧 长就用于页岩层序和含砂量较高的层序之间的识别，带宽越小，弧长就越接近总 绝对振幅。这一属性相似予反射麴非均质性。 能量半衰时( 半能时) 在计算时窗内，从上到下根据样点数求取能量累加之和。当能量之和达到计 算时窗内总能量的一半时，到这点的样点个数除以总的样点个数为这点的能量半 衰时。能量半衰时的计算结果以百分数来表示。 如果在分析时窗内振幅是裙对一致的，那么总能量的一半就会在时窗中心附 近( 能量半衰时介予4 0 - 邓0 ) ；如果在时窗中较浅的部分是强振幅，那么它就 会雳较少的时闻到达总麓量的一半( 能量半衰时介于l 麟唾溉) ；相反地，如果 在时窗中较深的部分是强振幅，那么能量半衰时就会较长( 能量半衰时介于6 0 _ o ) 。这一属性是分析时窝态定量测量能量的分布，能量半衰时的横向变化可 能表示的是地层的变化或由流体含量、不整合或岩性有关所造成的振幅异常。能 量半衰时的横向变化图可以用来分析地层层序组合及沉积旋回特征。同时，由于 9 成都理上大学硕士学位论文 亮点或暗点酶存在，也会使能量半衰时由中心位置发生偏移，因此利用这一属性， 也可以反映亮点或暗点的存在，进而预测含油气特征。 主频静1 主频是描述频域地震信号形态特征的一种参数。指的是功率谱曲线的最大峰 值所对应豹频率，霹：爨敬x 盖五) | ) 2 所对应昀频率，。通过快速傅立时变换和最 大熵方法在分析时窗内对地震道进行谱分析，并提取功率谱的峰值。最大熵谱估 计公式如下： 蹦舻厩孑薯石净 ( 2 7 ) 通过求取回归模型的系数( 1 ，口枷，稳 2 ，瘤村朋) ，可以确定功率谱睦线形 状。进而求德主频。主频特征可以显示功率谱最大傻的分布，可以反映有油气饱 和度或断裂导致的频率吸收效应。通过更多的振幅谱特征，主频可以揭示与地层 有关的频率变化趋势，检测地层的频率吸收。也可用于检测油气饱和度、断层 裂缝、岩性交化、非均质地层等和频率吸收有关的地质因素。 2 。3 。3 速度类 速度是研究地震波场及地震波动力学最重要的参数之一，是研究地层、岩石 物性及含油气性的基础。不同的岩石类型有不同的速度僮，地层含油气时速度会 有明显降低，根据速度的平面分布规律可以划分岩性，确定层位，为直接判断油 气藏提供可能。地震波经过油气藏时传播速度会出现降低现象，速度表现为负爨 常。相应的平均速度、均方根速度、瞬时速度也有不同程度的反映。因此速度必 然成为反映储集层含油气性的重要指标。然丽，在实际应用中，地质体的速度场 很难准确构建，通过测井资料的速度特征内插丽建立起来的地震速度数据体，很 难直接应用于岩性、物性及含油气性指示和识别。波阻抗技术是速度属性方面应 用比较成熟的例子，通过波阻抗反演可以很好的利用地震信号中的速度信息，进 行岩性解释和物性预测。李庆忠指出：“波阻抗反演是高分辨率地震资料处理的 最终表达方式，说现了波阻抗反演在地震技术中的特殊地位。可以分为：道积 分( 连续反演) 、递推反演、基于模型反演等。论文中将用到相对波阻抗数据体 和绝对波阻抗数据体分别是通过道积分和基于模型反演而得到，介绍如下： 相对渡阻抗捧 道积分是利用叠后地震资料计算地层相对波阻抗( 速度) 的直接反演方法。 因为它是在地层波阻抗隧深度连续可微分条件下推导凄来的，所以又