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1、论文题目：三瞬剖面（振幅相位频率）地震属性的提取及应用,学院：应用技术学院 姓 名：XXX专业：07地球物理勘探 学号：指导教师：XXX 时 间：2010年6月,地震属性的发展概述及研究现状,地震信号记录的数字化、新数学方法的不断出现和计算机技术的发展为地震属性研究提供了客观基础。地震信号的数字化记录使数学方法和计算机技术得到有机的结合，使研究地震资料包含的丰富信息的方法更加有效。计算机对地震数字信号的强大运算能力、海量的存储能力、直观的可视化技术大大促进了地震属性技术的发展。,20世纪60年代：我们知道了薄层反射波的振幅对薄层的厚度较为灵敏,利用薄层调谐厚度的概念进行薄层解释。 20世纪70
2、年：发现了含气砂岩波阻抗的异常变化,使用了反射波振幅变化特征亮点、暗点对含气砂岩储集体进行预测。 20世纪80年代：出现了AVO分析技术,改进了含气砂岩和岩石孔隙中饱和液成分的预测;给出了岩石泊松比对比度增大的标志,以鉴别岩性和岩石孔隙度。在这个期间,用于石油地质勘探的地震属性多半是基于振幅测量的瞬时属性。,20世纪90年代以来,地震属性分析技术迅速发展。这里可以指出两个方面的契机:（1）储层描述的需要开展地震数据储层解释以来,一直使用地震数据估计储集体的几何形态、构造特征,对储集体轮廓的描述较为可靠。 （2）三维数据体解释的需要 三维地震在储层评价、油田开发设计中的作用越来越大。近来,三维地
3、震数据用来分析复杂油气田的构造类型和描述、成图,在油藏尺度上确定它的细节。对可能影响流体运移的储层特征的不均质,如孔隙度、储集体沉积相、微断层等,可使用三维地震数据作空间分布预测。,地震的属性分类及提取方法,关于地震属性的分类很多，有人将其分为几何学、动力学、运动学属性，有的文献将这些属性列举出100多种。但在应用中重要的是抓住那些对油气藏储层性质和含油气性敏感的属性，这将对研究沉积相和储层展布具有重要意义。 地震属性：是指地震数据中所包含的几何学、动力学、运动学或统计学特征。有些属性是直接可以从原始地震剖面上看到或分析出来，有些属性是通过数学转化而提取出来。,一般地说，反映与储层含油气性有关
4、的地震属性异常的地震信息主要包括以下几类:1.振幅类信息地震反射波振幅是地震波动力学的重要属性之一。 2. 频率类信息地震波的频率是反映油气的一个重要标志。由于地层的吸收作用，地震波的频谱随着传播距离的增加，低频成分相对丰富。储集层孔隙中充填了流体或气体会增大地层的衰减系数。3.速度类信息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、岩石物性及油气性的基础。,4. 吸收衰减信息地震波的吸收衰减属性是直接从地震记录的振 幅信息通过数学变换得来的。5. 其它信息除以上信息外与油气有关的地震属性还有很多，常见的有关联维(地震反射随时间变化复杂性的量度)、振幅谱维数(地震反射能量随频率
5、变化复杂性的量度)等的地震属性。,地震的属性的基本分类,地震属性可分为时间、振幅、频率、相干、衰减等几大类,各类又按计算方法分为瞬时、单道时窗、多道时窗属性。大部分地震属性分析是对叠后地震数据做的,也有叠前地震属性分析,如AVO特征。 （1）界面属性界面属性是在三维数据体内沿三维层面求取的、与分界面有关的地震属性,它提供了沿分界面或在两个分界面之间的变化信息。拾取方法有瞬时属性拾取、单道时窗属性拾取和多道时窗属性拾取。,（2）体积属性与二维地震数据相比,三维地震数据的优势就是可以沿着使用不同空间道模式格架定义的滑动时窗产生一个多道三维地震波到达位置上的属性拾取。这就是体积属性的拾取。地震体积属
6、性是由三维地震数据体导出的完整的属性立方体,是地震数据的另一类图像。这种图像可以用作揭示使用其他剖面图像难以识别的地震特征,如河道砂体、礁块、各类地层学沉积单元沉积特征等,具有重要使用价值。,地震属性提取的基本方式,a.剖面属性提取剖面属性提取就是在某一地震剖面上沿着代表目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。b.层面属性提取层面属性提取就是沿着代表目的层的反射界面或 某一时间界面提取各种地震信息。它是三维体属性提取的一种特殊方式(时窗长度为零)，获得的是各类属性沿界面横向变化的信息，
7、常用于预测与薄储层和微断层有关的隐蔽油气藏。,C.三维体属性提取三维体属性提取就是在三维数据体中某一时窗内(时窗长度大于零)提取各种地震信息。常用的方式有两种，一种是以同一时间界面为起点、固定时窗长度的等时扫描，另一种为以代表目的层的顶、底界面为时窗或以顶、底界面之一为起点、目的层段的时间厚度为时窗长度的沿层拾取方式。,地震属性提取的时窗选取,地震属性分析首先要选择合理的时窗，时窗开得过大，包含不必要的信息;开得过小，则会出现截断现象，丢失有效成分。在多年的实践中我们总结了以下时窗选取应遵循的准则:A、当目的层段厚度较大时:a.如果能够准确追踪顶底界面，则用顶底界面限定时窗，提取层间各种地震信
8、息。b.如果只能准确追踪顶界面，则以顶界面限定时窗上限(作为时窗的起点)，以目的层时间厚度作为时窗长度，以各道均包含目的层又尽可能少包含非目的层信息为准。,C.如果只能准确追踪底界面，则以底界面限定时窗下限，以目的层时间厚度作为时窗长度，以各道均包含目的层又尽可能少包含非目的层信息为准。d.如果不能准确追踪顶底界面，可以以某一标准层的走势为约束，可根据以尽可能少包含非目的层信息为准。 B、当目的层为薄层时:时窗的选取应以目的层顶界面限定时窗上限，时窗长度尽可能小。C、在微断层解释中：应以提取目的层顶界面地震信息为主，时窗长度尽可能小，以尽可能少包含非目的层界面信息为准。,地震属性数据预处理,可
9、用于隐蔽油气藏预测的地震属性类型多、数据量大、属性之间量纲不一、数值量级差别大，数值量小的地震属性往往被数值量大的地震属性淹没，以及存在一些离群的异常数值等问题，在作属性分析之前，必须对地震属性参数进行规格化、平滑等预处理。提取剩余异常提取剩余异常的目的在于去掉区域性背景，突出局部异常。,数据归一化由于各种地震属性数据的量纲不同或者数值量级差异，为便于多种信息的统计分析，必须对各种信息进行归一化处理，通常采用极差归一化法。 平滑处理地震数据受相干噪声和随机干扰的影响很大，虽然常规处理的每一个环节都在设去消除或降低这种影响，但是在提取有效信息的过程中，相干和随机噪声数据也被同对提取了。因此，在对
10、提取的地震信息进行分离剩余异常及归一化后应作平滑处理。,地震属性的数学定义,现在地震属性的数目已经达到上百种之多，它们应用于油气勘探的不同阶段，发挥着重要作用。每种常用地震属性的数学定义是明确的，都有相应的数学定义。现在还不断有新的地震属性出现，也有新的提取方法涌现。本节不罗列每种地震属性的数学公式，仅有针对性地对其中一些加以探讨。通过对这些地震属性数学定义的深入了解和提取方法的研究有助于分析它们与储层间的关系。,1.瞬时频率 瞬时频率是瞬时相位对时间的变化率:值域为( )。然而，大多数瞬时相位都为正。瞬时频率可提供同相轴的有效频率吸收效应及裂缝影响和储层厚度的信息。用于气体聚集带和低频带的识
11、别;确定沉积厚度;显示尖灭、烃水界面边界等突变现象。,2.瞬时相位瞬时相位的数学定义为: 它描述了复相位图中实部和虚部之间的角度。它的值在士180度之间。瞬时相位是不连续的，从 到 的反转可引起锯齿状波形。瞬时相位可以进行地震地层层序和特征的识别。因此使得断层、尖灭、河道更易被发现。可对相位反转成图，用于指示是否含气。,3.瞬时振幅作为最基本的地震属性，它的数学定义为:瞬时振幅可以提供声阻抗差的信息。横向变化常与岩性及油气聚集有关。值总是正的。用于振幅异常的品质分析;用于检测断层、河道、地下矿床、薄层调谐效应:从复合波中分辨出厚层反射。,4.均方根振幅均方根振幅是先计算各样点的振幅平方和，然后
12、求平均值，最后开平方根。通常用于地层岩性相变分析，计算薄砂层厚度，识别亮点、暗点，指示烃类显示，识别火成岩等特殊岩体。 5.弧长弧长是作为地震道的波形长度来定义的，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。,6.能量半衰时在计算时窗内，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。 7. 能量半衰时斜率能量半衰时斜率所计算的是当所累计的能量达到总能量的一半时所需时间的能量曲线的斜率。,8.主频系列F1. F2, F3对于所确定时窗的
13、每一个输入道的估算值是由能量谱中的三个最主要频率分量组成，如图2中的Fl, F2, F3。其中F1是低频段中的峰值，F2是中间频段中的峰值，F3是高频段中的峰值。,9.相关长度相关长度计算时窗里中心道和相邻道之间的相关系数减小快慢的属性。长度的计算是中心道两边相关值变化，当相关值到达0. 5时，中心道到这两点的平均距离。这个平均距离是通过线性内插所估算的。下图，X1, 0和X2为中心道和相关值到达0. 5时的距离。,地震的属性优化及解释,从地震资料尤其是三维地震数据体中可以提取很多地震属性，这些属性都是地下地层、岩性、物性等特征的具体反映.例如，有反映储层含油气特征的地震属性，有反映局部高振幅
14、带的地震属性，有反映油藏厚度或断层特征变化的地震属性，也有反映储层频率吸收衰减的地震属性，还有研究储层裂缝发育带的地震属性，如反映储层吸收衰减特性的各种属性、沿层倾角方位检测的有关属性，如倾角分析、方位分析、边缘检测等沿层构造属性。,地震属性选择,1.专家优选 一般来说，专家对某个地区与储层参数关系比较密切的地震属性是比较了解的，可以凭经验选择地震属性。 2.自动优选 常用的自动优选方法有属性比较法、顺序前进法、顺序后退法等，最近出现的遗传算法与RS理论决策分析方法是优选地震属性的新方法。,3.专家与自动结合优化为了克服专家知识与经验的局限性，减少自动优化的工作量，可将专家优化与自动优化结合起
15、来进行地震属性优化。较常用的方法是专家优化与最优搜索算法结合，求取该组合优化问题的最优解。,4.地震属性优选应遵循的基本原则优选后属性集合的整体与研究对象具有某种相关性，能够对样本进行有效分类，最好是选择有物理意义的属性，有利于建立储层物性与地震属性间的对应关系。 达到属性数据结构的最优化，以尽可能相互独立的变量组成尽可能低维的变量空间; 要求有用信息损失为最小，剔除起干扰作用的属性参数,5.聚类分析技术 基本思路是:从已有地震资料出发，分析砂岩的发育层段，研究其反射特征，并与钻、测井资料中的相应岩性加以对比，运用储层地震属性优化技术，进行储层几何形态描述，确定储层的深度、厚度、空间展布，准确
16、描述评价储层。 6.地震相分类技术工作思路是:利用Stratamagic地震相分析技术对目的层进行波形分类，依据实际钻井资料及其它地质认识进行合并，正确划分地震相;在地震相图中深入分析每个相区内钻孔的钻井资料，并将所有钻井资料进行横向联合对比，确定测井相，如果测井相与地震相吻合则基本可以明确该区域对应的沉积相;逐地震相分析之后，形成平面沉积相图，由此，地震相转换为沉积相。,7.分频反演技术 反演问题本质上是通过地震资料同时求取子波和反射系数的过程，从数学上讲是一个病态问题，所以稀疏脉冲反演方法需先求一个子波，而模型反演依赖一个初始模型。分频反演则是依靠测井和地震资料研究振幅与频率( AVF)的关系，将AVF作为独立信息引入反演，合理利用地震资料有效频带的低，中，高频信息，减少薄层反演的不确定性，得到一个分辨率较高的反演结果。同时它也是一种无子波提取，无初始模型的高分辨率非线性反演，可以更真实地反映地层接触关系，与井具有更高的吻合度，更准确反映砂体厚度变化及展布关系。,实例应用,山西阳泉二矿测区瞬时频率和瞬时相位提取测区对应地震剖面以及瞬时频率和瞬时相位提取图如下：,
