一種基于頻率衰減的煤層氣預(yù)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于頻率衰減的煤層氣預(yù)測(cè)方法，屬于油氣與煤層氣地震勘探與開發(fā)領(lǐng)域。本發(fā)明包括：(1)輸入地震數(shù)據(jù)x(t)；(2)對(duì)地震數(shù)據(jù)x(t)進(jìn)行脈沖反褶積提頻處理得到提頻后的地震記錄S(t)；(3)對(duì)提頻后的地震記錄S(t)進(jìn)行小波變換頻譜分解得到煤層頂、底的頻譜；(4)獲取煤層頂、底的頻譜差值，進(jìn)行煤層與頻譜差值的對(duì)比分析，得到煤儲(chǔ)層的頻率衰減結(jié)果；(5)輸出煤儲(chǔ)層的頻率衰減結(jié)果。本發(fā)明應(yīng)用脈沖反褶積提頻技術(shù)有效地提高了地震資料的主頻，拓寬了有效頻帶，為分析地震波頻率吸收衰減特征提供了資料保證。
【專利說(shuō)明】一種基于頻率衰減的煤層氣預(yù)測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油氣與煤層氣地震勘探與開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種基于頻率衰減的煤 層氣預(yù)測(cè)方法，用于煤層氣有利儲(chǔ)層含氣性的綜合預(yù)測(cè)研究。

【背景技術(shù)】
[0002] 散射理論的研究表明，當(dāng)?shù)卣鸩ù┻^(guò)含油氣地層時(shí)會(huì)發(fā)生地震波的能量衰減，這 涉及到地層對(duì)地震波的摩擦作用以及地層中油氣對(duì)地震波的能量吸收。實(shí)驗(yàn)證明，地震波 的能量衰減是隨著地震波傳播距離的增加而增大的，含油氣儲(chǔ)層對(duì)地震波造成的能量衰減 則表現(xiàn)為高頻能量衰減較快，低頻能量衰減較慢，從而造成穿過(guò)含油氣儲(chǔ)層的地震波頻帶 變窄。
[0003] 煤層氣儲(chǔ)層屬于一種非常規(guī)油氣儲(chǔ)層，其特征不同于一般的油氣儲(chǔ)層。對(duì)煤層氣 儲(chǔ)層的研究近年來(lái)得到了一定的發(fā)展，但是涉及到的地球物理相關(guān)技術(shù)還不是特別成熟， 迫切需要有針對(duì)性較強(qiáng)的煤層氣儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，因此在這里研究基于地震波 能量衰減的煤層氣預(yù)測(cè)技術(shù)，希望推動(dòng)煤層氣儲(chǔ)層含氣性預(yù)測(cè)的精度。
[0004] 目前針對(duì)這種衰減的研究主要是通過(guò)高頻能量衰減的特征表現(xiàn)出來(lái)，這些不規(guī)則 的衰減對(duì)烴類指示非常有用。因?yàn)樗矔r(shí)頻譜分析可以提取地震道每個(gè)樣點(diǎn)的頻率譜，地震 頻率衰減可以被描述為基于頻率的頻譜變化，利用頻譜變化能夠檢測(cè)與高頻衰減有關(guān)的油 氣藏。
[0005] 頻譜成像技術(shù)過(guò)去通常采用以離散傅里葉變換為基礎(chǔ)的算法，但是該方法存在著 明顯的局限性，這是因?yàn)楣浪愕牡卣鹫穹V的重要特征是所選時(shí)窗長(zhǎng)度的函數(shù)。如果所選 擇的時(shí)窗較短，振幅譜會(huì)與變換函數(shù)褶積，從而失去頻率的局部化特征；另一個(gè)缺點(diǎn)是，較 短的時(shí)窗會(huì)使子波的旁瓣呈現(xiàn)為單一反射的假象。增加時(shí)窗長(zhǎng)度能夠改善頻率的分辨率， 但是如果所選擇的時(shí)窗過(guò)長(zhǎng)，時(shí)窗內(nèi)的多個(gè)反射會(huì)使振幅譜以槽痕為特征，很難分清單個(gè) 反射的振幅譜特征，所以傅里葉變換相關(guān)算法的時(shí)窗問(wèn)題會(huì)使振幅譜的估算產(chǎn)生偏差。在 實(shí)際運(yùn)用中，難以掌握好時(shí)窗的選擇，而且無(wú)法定量分析時(shí)窗長(zhǎng)度產(chǎn)生的偏差。在這種情況 下，以小波變換為基礎(chǔ)的時(shí)頻分析技術(shù)成為了非平穩(wěn)性信號(hào)的重要分析工具，在很多實(shí)際 運(yùn)用中取代了傅里葉變換分析方法。通過(guò)理論計(jì)算，對(duì)比小波變換與快速傅里葉變換、離散 傅里葉變換和最大熵方法等分頻技術(shù)，結(jié)果證明了以小波變換為基礎(chǔ)的瞬時(shí)譜分析能夠得 到精確的時(shí)頻分析結(jié)果，同時(shí)能夠避免時(shí)窗問(wèn)題；同時(shí)，消除時(shí)窗后的瞬時(shí)頻譜分析能夠最 好的逼近時(shí)間和頻率位置，頻譜成像得到的能量和相位譜可以更好地描述儲(chǔ)層的時(shí)間厚度 變化并指示橫向的地質(zhì)不連續(xù)。因此，基于小波變換頻譜分析進(jìn)行頻率衰減研究是可行的， 將該方法創(chuàng)新性地用于煤層氣儲(chǔ)層含氣性預(yù)測(cè)分析屬于先例，具有領(lǐng)先性，能夠?yàn)槊簩託?預(yù)測(cè)技術(shù)研究提供支持。
[0006] 煤層氣是一種吸附性較強(qiáng)的非常規(guī)油氣，與常規(guī)油氣儲(chǔ)層特征區(qū)別較大，主要表 現(xiàn)為它的游離性、吸附性等。直接利用針對(duì)常規(guī)油氣儲(chǔ)層的含氣性預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行煤層氣的 預(yù)測(cè)研究存在盲目性和不針對(duì)性。開發(fā)研究針對(duì)性較強(qiáng)及有效的煤層氣預(yù)測(cè)技術(shù)是非常規(guī) 油氣勘探與開發(fā)的迫切需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種基于頻率衰減的煤 層氣預(yù)測(cè)方法，提高預(yù)測(cè)效果。
[0008] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0009] -種基于頻率衰減的煤層氣預(yù)測(cè)方法，包括：
[0010] (1)輸入地震數(shù)據(jù)X⑴；
[0011] (2)對(duì)地震數(shù)據(jù)x(t)進(jìn)行脈沖反褶積提頻處理得到提頻后的地震記錄S(t);
[0012] (3)對(duì)提頻后的地震記錄S(t)進(jìn)行小波變換頻譜分解得到煤層頂、底的頻譜；
[0013] (4)獲取煤層頂、底的頻譜差值，進(jìn)行煤層與頻譜差值的對(duì)比分析，得到煤儲(chǔ)層的 頻率衰減結(jié)果；
[0014] (5)輸出煤儲(chǔ)層的頻率衰減結(jié)果。
[0015] 所述步驟（2)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0016] 輸入地震數(shù)據(jù)x(t)，根據(jù)公式（2)得到頻率域地震記錄Χ(ω)，然后根據(jù)公式（18) 得到新的地震記錄S(t)，即為提頻后的地震記錄；
[0017]x(t) =b(τ)*ξ⑴，(2)
[0018] 對(duì)兩邊求傅里葉變換，則得到頻率域地震記錄Χ(ω):
[0019]X(ω) =B(ω) *ξ(ω)，（3)
[0020] Χ(ω)、Β(ω) ξ (ω)分別為地震頻譜、子波頻譜和反射系數(shù)的頻譜；
[0021] S(t) =a(t)*x⑴， (18) 「m--l苴由.dt) 士應(yīng)濾姑田罕.縣誦彳寸Π7)才步犋的.

【權(quán)利要求】
1. 一種基于頻率衰減的煤層氣預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述方法包括： (1) 輸入地震數(shù)據(jù)X(t); (2) 對(duì)地震數(shù)據(jù)x(t)進(jìn)行脈沖反褶積提頻處理得到提頻后的地震記錄S(t); (3) 對(duì)提頻后的地震記錄S(t)進(jìn)行小波變換頻譜分解得到煤層頂、底的頻譜； (4) 獲取煤層頂、底的頻譜差值，進(jìn)行煤層與頻譜差值的對(duì)比分析，得到煤儲(chǔ)層的頻率 哀減結(jié)果； (5) 輸出煤儲(chǔ)層的頻率衰減結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頻率衰減的煤層氣預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟（2) 是這樣實(shí)現(xiàn)的： 輸入地震數(shù)據(jù)x(t)，根據(jù)公式（2)得到頻率域地震記錄Χ(ω)，然后根據(jù)公式（18)得 到新的地震記錄S(t)，即為提頻后的地震記錄； x(t) = b( τ )* ξ ⑴， (2) 對(duì)兩邊求傅里葉變換，則得到頻率域地震記錄X ( ω ): Χ(ω) = Β(ω)*ξ (ω)，⑶ Χ(ω)、Β(ω) ξ (ω)分別為地震頻譜、子波頻譜和反射系數(shù)的頻譜； S (t) = a (t) *x ⑴， (118 其中，a(t)為反濾波因子，是通過(guò)（17)式求得的： Γχχ(〇) rxx(l) ... rxx(m) Γ a(0) ΓΙ' Γχχ(1) rxx(0) ... rxx(m -1) a(l) = 0 ⑴） Jxx(m) r^Cm -1) ... rxx(0) La(m)J L〇- (17)式中的Γχχ(τ)是地震記錄x(t)的自相關(guān)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于頻率衰減的煤層氣預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟（3) 是這樣實(shí)現(xiàn)的： 利用公式（19)分別對(duì)煤層頂、底的地震記錄S(t)進(jìn)行基于小波變換的頻譜成像分析， 得到煤層頂、底對(duì)應(yīng)的頻譜P上、PT ; WTx(a, b) = ^ J_+* x(t)￥* dt = J_+? x(t)￥*b(t)dt (19 ) 計(jì)算？±時(shí)，用煤層頂?shù)牡卣鹩涗汼(t)代替公式（19)中的x(t)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算PT時(shí)， 用煤層底的地震記錄S(t)代替公式（19)中的x(t)進(jìn)行計(jì)算。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于頻率衰減的煤層氣預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟（4) 是這樣實(shí)現(xiàn)的： 將煤層頂對(duì)應(yīng)的頻譜P±與煤層底對(duì)應(yīng)的頻譜？7進(jìn)行相減得到頻譜差值PhT，然后分 析煤層對(duì)應(yīng)的P h 7值的大小與煤層的對(duì)應(yīng)關(guān)系，P h τ的值大表明煤層的頻率衰減大，反之 則表明煤層的頻率衰減小；頻率衰減大及對(duì)應(yīng)的值較大的區(qū)域?yàn)閮?yōu)先選擇的煤層氣 含氣有利帶。
【文檔編號(hào)】G01V1/30GK104237941SQ201310241659
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】陳勇, 關(guān)達(dá), 袁聯(lián)生, 劉玉琦, 孫振濤, 楊江峰, 徐佳, 冉琦 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院