專利名稱：一種高時間分辨率的地層含油氣性預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地震勘探數(shù)據(jù)處理技術(shù)，是一種利用地震數(shù)據(jù)每個樣點的頻率屬性，具有高時間分辨率的地層含油氣性預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
衰減是地震波在地下介質(zhì)傳播中總能量的損失，是介質(zhì)內(nèi)在的屬性。在Domenic (1982)通過實驗發(fā)現(xiàn)油氣飽和度增大導(dǎo)致頻率衰減這一現(xiàn)象后，Dilay和Eastwood(1995)分析了含油氣層對地震信號頻譜的影響。當(dāng)?shù)貙雍杏蜌夂?，會?dǎo)致地震波的各種頻率成分的能量都發(fā)生明顯的衰減，高頻成分衰減更快，且隨含油氣飽和度的增大，這種衰減程度更加明顯。地震波各種頻率的能量衰減程度反映地層的含油氣情況，從而可以利用其進行含油氣性預(yù)測。當(dāng)前利用時頻譜進行含油氣性預(yù)測的主要步驟是對原始數(shù)據(jù)在頻率域進行廣義·S變換得到其每個樣點的時頻譜，將時頻譜中總能量的65%和85%對應(yīng)的頻率間的時頻譜進行E指數(shù)擬合，指數(shù)系數(shù)函數(shù)中的一次項系數(shù)即為該樣點的吸收衰減梯度；依次求取每個樣點的吸收衰減梯度，并最終確定吸收衰減梯度大的樣點對應(yīng)為含油氣預(yù)測的有利區(qū)域。由于地震記錄中高頻信號的能量較弱，當(dāng)有很強的高頻干擾時，高頻信號的信噪比較低，而當(dāng)前吸收衰減梯度的計算又僅利用高頻信號，僅靠高頻吸收衰減梯度并不能很好的指示油氣；同時，由于地震記錄主要表現(xiàn)為中低頻，目前的時頻分析方法在低頻段不能取得很高的時間分辨率。為突顯低頻信號的吸收衰減梯度，并獲得很高的時間分辨率，需要一種對低頻檢測靈敏的時頻分析方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種高計算效率的高時間分辨率的地層含油氣性預(yù)測方法。本發(fā)明具體實現(xiàn)步驟包括I)采集記錄地震原始數(shù)據(jù)；2)對原始數(shù)據(jù)在頻率域進行廣義S變換得到其每時間點的時頻譜，并利用中值濾波對時頻譜進行平滑，確定時頻譜中瞬時主頻和計算高頻段吸收衰減梯度的起始頻率和終止頻率；步驟2)所述的時頻譜中瞬時主頻是每個時間點的時頻譜中瞬時主頻中時頻譜最大值對應(yīng)的頻率，并將其作為計算高頻段吸收衰減梯度的起始頻率。步驟2)所述的計算高頻段吸收衰減梯度的終止頻率是時頻譜中總能量的85%對應(yīng)的頻率。步驟2)所述的中值濾波是以誤差的絕對值之和達到最小來確定濾波器輸出響應(yīng)的方法。3)對原始數(shù)據(jù)在頻率域進行改進的廣義S變換得到其每個點的時頻譜，并利用中值濾波對時頻譜進行平滑，確定時頻譜中總能量的10-20%對應(yīng)的頻率為計算低頻段吸收衰減梯度的起始頻率，瞬時主頻為計算低頻段吸收衰減梯度的終止頻率；步驟3)所述的改進的廣義S變換的時窗函數(shù)G(t，f)為
_4]咖= *-(_☆)式中s和r均為調(diào)節(jié)因子,且s > 0, r > 0 ;f為頻率，t為時間。4)對起始頻率和終止頻率間的時頻譜p (Tk，f)取自然對數(shù)后利用最小二乘法進行 擬合，得到該時間點的低頻段吸收衰減梯度和高頻段吸收衰減梯度；步驟4)所述的吸收衰減梯度的計算公式為
I
_9] p{TkJ) = p(0J) exp[-\
\Jr J HeqX^k)
I^
\Jr J ^ieq k )式中p (Tk, f)為Tk時間，對應(yīng)頻率f的地震信號的時頻譜；p (0, f)為地震子波的波峰處,對應(yīng)頻率f的地震信號的時頻譜；
TkQeq(Tk) ~ ^ ^ dz ’ Qeq (Tk)是 Tk 處的等效 Q 值；
J。Q(T)Q(T)為時間T處對應(yīng)的層Qfr為參考頻率；Q1 為參考頻率fj 的品質(zhì)因子；s和r均為比例因子,取正數(shù)；Uin為地震子波的主頻。5)重復(fù)步驟2)-4)直到所有道中每個時間點的低頻段吸收衰減梯度和高頻段吸收衰減梯度都計算完畢；6)確定低頻段吸收衰減梯度和高頻段吸收衰減梯度值都大的位置為含油氣有利區(qū)域，得到油氣預(yù)測結(jié)果。本發(fā)明在低頻段具有更好的時間分辨率，并避開了高頻干擾的影響，同時，其在高頻段具有更好的時間分辨率，并避開低頻干擾的影響，油氣預(yù)測時間分辨率大大提高，且算法簡單，計算效率高。


圖I是傳統(tǒng)的廣義S變換時窗；圖2是改進的廣義S變換時窗；圖3是計算吸收衰減梯度計算示意圖；圖4是動校后的VSP上行波；
圖5是瞬時主頻；圖6是層速度；圖7是高頻吸收衰減梯度；圖8是低頻吸收衰減梯度。
具體實施例方式本發(fā)明高分辨率的油氣檢測主要利用一種改進的廣義S變換，采用時窗寬度隨頻率f呈正比變化高斯窗函數(shù)，在低頻段時窗較窄，獲得很高的時間分辨率，求取地震波低頻段吸收衰減梯度；同時利用廣義S變換，采用時窗寬度隨頻率f呈反比變化高斯窗函數(shù)，在高頻段時窗較窄，獲得很高的時間分辨率求得高頻吸收衰減梯度，并綜合利用低頻吸收衰減梯度和聞頻吸收裳減梯度，從而提聞時間分辨率，以更精細的展不油氣的空間展布。以下結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明。利用廣義S變換和改進的廣義S變換進行地震波吸收衰減梯度計算，并用于含油氣性預(yù)測的具體實施步驟為I)采集記錄地震原始數(shù)據(jù)；圖4是井的VSP資料經(jīng)過處理后的上行波拉平剖面，據(jù)鉆井顯示，含氣層出現(xiàn)在
I.78-1. 79S 處；2)對原始數(shù)據(jù)在頻率域進行廣義S變換得到其每個時間點的時頻譜，如圖I所示，并利用中值濾波對時頻譜進行平滑，確定時頻譜中瞬時主頻和計算高頻段吸收衰減梯度的起始頻率和終止頻率；步驟2)所述的時頻譜中瞬時主頻是每個時間點的時頻譜中瞬時主頻中時頻譜最大值對應(yīng)的頻率，并將其作為計算高頻段吸收衰減梯度的起始頻率。步驟2)所述的計算高頻段吸收衰減梯度的終止頻率是時頻譜中總能量的85%對應(yīng)的頻率。步驟2)所述的中值濾波是以誤差的絕對值之和達到最小來確定濾波器輸出響應(yīng)的方法。3)對原始數(shù)據(jù)在頻率域進行改進的廣義S變換得到其每個時間點的時頻譜，如圖2所示，并利用中值濾波對時頻譜進行平滑，確定時頻譜中總能量的15%或20%對應(yīng)的頻率為計算低頻段吸收衰減梯度的起始頻率，瞬時主頻為計算低頻段吸收衰減梯度的終止頻率；如圖3所示。步驟3)所述的改進的廣義S變換的時窗函數(shù)G(t，f)為 °{tJ) = V2^yfexp(_2 77)式中s和r均為調(diào)節(jié)因子,且s > 0, r > 0 ;f為頻率，t為時間。4)對起始頻率和終止頻率間的時頻譜p (Tk, f)取自然對數(shù)后利用最小二乘法進行擬合，得到該時間點的低頻段吸收衰減梯度和高頻段吸收衰減梯度；步驟4)所述的吸收衰減梯度的計算公式為
權(quán)利要求
1.一種高時間分辨率的地層含油氣性預(yù)測方法，特點是實現(xiàn)步驟包括 1)采集記錄地震原始數(shù)據(jù)； 2)對原始數(shù)據(jù)在頻率域進行廣義S變換得到其每時間點的時頻譜，并利用中值濾波對時頻譜進行平滑，確定時頻譜中瞬時主頻和計算高頻段吸收衰減梯度的起始頻率和終止頻率； 3)對原始數(shù)據(jù)在頻率域進行改進的廣義S變換得到其每個點的時頻譜，并利用中值濾波對時頻譜進行平滑，用確定的頻率為計算低頻段吸收衰減梯度的起始頻率，瞬時主頻為計算低頻段吸收衰減梯度的終止頻率； 4)對起始頻率和終止頻率間的時頻譜P(Tk，f)取自然対數(shù)后利用最小二乗法進行擬合，得到該時間點的低頻段吸收衰減梯度和高頻段吸收衰減梯度； 5)重復(fù)步驟2)-4)直到所有道中每個時間點的低頻段吸收衰減梯度和高頻段吸收衰減梯度都計算完畢； 6)確定低頻段吸收衰減梯度和高頻段吸收衰減梯度值都大的位置為含油氣有利區(qū)域，得到油氣預(yù)測結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟2)所述的時頻譜中瞬時主頻是每個時間點的時頻譜中瞬時主頻中時頻譜最大值對應(yīng)的頻率，并將其作為計算高頻段吸收衰減梯度的起始頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟2)所述的計算高頻段吸收衰減梯度的終止頻率是時頻譜中總能量的85%對應(yīng)的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟2)所述的利用中值濾波對時頻譜進行平滑，中值濾波是以誤差的絕對值之和達到最小來確定濾波器輸出響應(yīng)的方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟3)所述的改進的廣義S變換的時窗函數(shù)G(t，f)為
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟3)所述的用確定的頻率是采用時頻譜中總能量10-25%對應(yīng)的頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟4)所述的吸收衰減梯度的計算公式為
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，特點是步驟6)綜合利用高頻吸收衰減梯度和低頻吸收衰減梯度進行地層含油氣性預(yù)測。
全文摘要
本發(fā)明是一種高時間分辨率的地層含油氣性預(yù)測方法，利用改進的廣義S變換，采用時窗寬度隨頻率f呈正比變化高斯窗函數(shù)，在低頻段時窗較窄，獲得很高的時間分辨率，求取地震波低頻段吸收衰減梯度；同時利用廣義S變換，采用時窗寬度隨頻率f呈反比變化高斯窗函數(shù)，在高頻段時窗較窄，獲得很高的時間分辨率求得高頻吸收衰減梯度，并綜合利用低頻吸收衰減梯度和高頻吸收衰減梯度。本發(fā)明在低頻段具有更好的時間分辨率，并避開了高頻干擾的影響，同時，其在高頻段具有更好的時間分辨率，并避開低頻干擾的影響，油氣預(yù)測時間分辨率大大提高，且算法簡單，計算效率高。
文檔編號G01V1/32GK102692647SQ20111007110
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者容嬌君, 張固瀾, 張彥斌, 李彥鵬 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責(zé)任公司