一種地震構造解釋的小斷層獲取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地震構造解釋的小斷層獲取方法，（a）對地震數(shù)據(jù)進行頻譜分析，獲得地震數(shù)據(jù)的頻譜范圍；（b）采用廣義S變換進行頻譜分解，根據(jù)步驟（a）獲得的頻譜范圍確定分頻的參數(shù)；（c）對得到的高、中、低頻分頻地震數(shù)據(jù)體采用相干法進行高分辨率相干分析，得到不同頻段數(shù)據(jù)體的相干體；（d）在對應頻段的分頻地震數(shù)據(jù)體的地震剖面上的相對應位置提取地層切片解釋投影的斷層線，解釋出斷層在時間剖面上的延伸展布情況。本發(fā)明采用地層切片的方式進行相干體斷層平面識別，能夠消除構造原因造成的小斷層信息損失，更有利于識別微小斷層；在不同頻段的分頻地震數(shù)據(jù)體的剖面上解釋斷層，能夠識別不同尺度的斷層信息，更有利于小斷層的解釋。
【專利說明】一種地震構造解釋的小斷層獲取方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及地震信號的處理方法，具體是指一種地震構造解釋的小斷層獲取方法。

【背景技術】
[0002]斷層是地殼巖層因受力達到一定強度而發(fā)生破裂，并沿破裂面有明顯相對移動的地質現(xiàn)象。在油氣勘探開發(fā)領域，斷層具有溝通作用，也具有封擋作用。斷層影響和控制著油氣的儲存條件、運移通道、蓋層的密封性、圈閉的有效性等，影響著圈閉評價、儲量計算、開發(fā)方案的部署與調整，影響開發(fā)井組方案設計、注水、調剖堵水方案設計、剩余油分布等。因此，斷層的解釋顯得至關重要。
[0003]斷層的地震數(shù)據(jù)識別方法目前主要有以下幾種:1、剖面人工解釋，根據(jù)地震反射波同向軸的錯斷、數(shù)目增減、形狀突變，同向軸分叉、合并、扭曲、強相位轉換，繞射波、斷面波的出現(xiàn)等現(xiàn)象識別斷層〔陸基孟，《地震勘探原理》〕。2、計算機輔助識別，采用相干分析、分頻數(shù)據(jù)、利用三維可視化解釋軟件，比如LandMark、GeoFrame等,在三維空間,采用時間切片、沿層切片等手段，輔助識別斷層、判斷斷層的延伸方向。3、計算機自動識別。采用某些算法，比如螞蟻追蹤、斷層增強，將斷層信息提取出來，然后通過軟件手段提取出斷層信息，然后再人工組合和修正，完成斷層解釋。
[0004]以上方法中，1、剖面人工解釋方法，是應用最早、使用最廣泛的一種地震資料斷層解釋方法。但這種方法對于解釋人員的經驗性要求很高、效率低，不同的解釋人員得到的解釋結果差異性很大，且在地震剖面上幾乎無法識別微小斷層。2、計算機輔助識別方法，能有效提高斷層解釋效率，提高斷層組合的正確性，但識別小斷層難度較大。已有的分頻輔助斷層解釋方法，是在頻率域進行解釋，存在識別難度高、無法自動識別、僅能靠人工經驗識另O，且與常規(guī)時間剖面差異太大，斷層識別操作難度大的問題。傳統(tǒng)的基于相干數(shù)據(jù)體的斷層解釋通常采用的是全頻段的原始地震數(shù)據(jù)進行相干分析，不同尺度的地質現(xiàn)象混合在一起，容易掩蓋微小的地質特征，在分析方法上通常采用的是等時間切片，且?guī)缀跛猩逃玫卣鸾忉屲浖恢С衷诘貙忧衅驅游磺衅线M行斷層解釋，這種解釋方法容易造成因構造起伏而影響微小斷層的識別。3、計算機自動識別方法，能夠極大提高斷層解釋效率，但斷層組合難度較大，需要人工仔細甄別計算機識別出來的小斷層片，然后完成組合，對于地震資料品質不高的工區(qū)，適用性較差，且由于識別出的小斷層片太多，對于小斷層區(qū)分難度非常高，幾乎很難實現(xiàn)。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種地震構造解釋的小斷層獲取方法，解決目前的解釋方法與實際生產情況差異較大的問題，為油田的開發(fā)提供依據(jù)。
[0006]本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn):
一種地震構造解釋的小斷層獲取方法，其特征在于包括以下步驟: (a)對地震數(shù)據(jù)進行頻譜分析，獲得地震數(shù)據(jù)的頻譜范圍；
(b)采用廣義S變換進行頻譜分解，根據(jù)步驟(a)獲得的頻譜范圍確定分頻的參數(shù)； (C)根據(jù)步驟(a)中獲得的頻譜范圍確定的分頻參數(shù)，將頻率域數(shù)據(jù)反變換到時間域，
得到高、中、低頻有限帶寬的時間域分頻地震數(shù)據(jù)體；
(d)對(c)中得到的高、中、低頻的有限帶寬的時間域分頻地震數(shù)據(jù)體體采用相干法進行高分辨率相干分析，得到不同頻段數(shù)據(jù)體的相干體；
(e)將不同的頻段的相干體進行地層切片，在不同頻段的相干體的各個地層切片上，識別出斷層的平面展布情況，根據(jù)相干地層切片的特征畫出斷層線；
Cf)在對應頻段的分頻地震數(shù)據(jù)體的地震剖面上的相對應位置找到步驟(e)所畫斷層線的投影位置，根據(jù)該位置結合分頻剖面的特征，解釋出斷層在時間剖面上的延伸展布情況。
[0007]所述步驟(a)對地震數(shù)據(jù)進行頻譜分析，獲得地震數(shù)據(jù)的頻譜范圍，所獲得的是地震數(shù)據(jù)的主頻范圍。主頻活動范圍基本上反應出地質構造的特性，采用主頻范圍作為基本信號來進行解釋，可以準確地得到斷層的信息。
[0008]所述步驟(b)采用廣義S變換進行頻譜分解，根據(jù)步驟(a)獲得的頻譜范圍確定分頻的參數(shù)，具體過程是這樣的:
(bl)在步驟(a)中分解出有效頻段的范圍(A，B) Hz ；
(b2)確定分頻頻率的自然對數(shù)的對數(shù)步長:(In(B) -1n (A))/4;
(b3)計算出各頻段的中心頻率、以及頻寬，中心頻率的計算方式為:A+ exp (η* (In (B)-1n (A) )/4)), n為第幾個中心頻率，取值為0，I, 2，3，4，頻寬的計算公式為:exp (n* (In (B) -1n (A) )/4)) — exp ((η_1) * (In (B) -1n(A) )/4))，n取值為 1，2，3，4，從而得到中心頻率值f0，fl，f2，f3，f4和頻寬值Β0，BI, B2, B3, B4 ；
(b4)將廣義S變換得到的頻率域數(shù)據(jù)，采用(b3)得到的各個頻段范圍分別進行帶通濾波，得到各個頻段的頻率域數(shù)據(jù)體，然后采用廣義S反變換，將各個頻段的頻率域數(shù)據(jù)體轉換到時間域，得到各個頻段的時間域分頻數(shù)據(jù)體。
[0009]本發(fā)明根據(jù)地震數(shù)據(jù)的頻譜范圍確定分頻的參數(shù)，起始分頻頻率取有效頻段的低值，通常取1Hz作為一個初始值，分頻頻率的步長采用對數(shù)倍頻程增量方式，即頻率自然對數(shù)值的間隔相等，頻寬為對數(shù)倍頻程的寬度，這樣既能保證信號的完整利用，又能提高效率，同時也能保留與原始信號可對比性。
[0010]所述步驟(C)中根據(jù)步驟(a)中獲得的頻譜范圍確定的分頻參數(shù)，將頻率域數(shù)據(jù)反變換到時間域，得到高、中、低頻有限帶寬的時間域分頻地震數(shù)據(jù)體，具體過程是這樣的:
根據(jù)(b3)得到的中心頻率值和頻寬值，按照如下頻率范圍:(f0 - BO/2, f0 +BO/2), (fl - Bl/2, fl + Bl/2), (f2 - B2/2, f2 + B2/2)，(f3 - B3/2, f3 +B3/2), (f4 - B4/2, f4 + B4/2),對廣義S變換得到的頻率域數(shù)據(jù)進行帶通濾波，得到各頻段的頻率域數(shù)據(jù)體H)，F(xiàn)l, F2, F3, F4，再將這些分頻段的頻率域數(shù)據(jù)體進行廣義S反變換，得到時間域的分頻段地震數(shù)據(jù)T0，Tl, T2, T3, T4。
[0011]所述步驟(c)、(d)、(e)對得到的高、中、低頻分頻地震數(shù)據(jù)體采用相干法進行高分辨率相干分析，得到不同頻段數(shù)據(jù)體的相干體，是在兩個地震層位之間采用等分的方式進行切片。本發(fā)明采用地層切片的好處在于，能夠識別出微小斷層，而不受構造起伏的影響，而目傳統(tǒng)方法采用時間切片進行斷層解釋時，小斷層信息會淹沒在構造起伏信息中，在不同頻段的相干體的各個地層切片上，識別出斷層的平面展布情況，畫出斷層線。
[0012]所述步驟(e)在對應頻段的分頻地震數(shù)據(jù)體的地震剖面上的相對應位置提取地層切片解釋投影的斷層線，解釋出斷層在時間剖面上的延伸展布情況，是在不同頻段的相干體的各個地層切片上，識別出斷層的平面展布情況，畫出斷層線。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果:
本發(fā)明一種地震構造解釋的小斷層獲取方法，能夠完成斷層的精細解釋，而且能夠非常好地識別出微小斷層；與現(xiàn)有的的頻譜分解輔助斷層解釋方法相比，本發(fā)明仍然保持在時間域進行解釋，與原始地震剖面能夠對比分析，操作簡單、容易，而且能夠采用相干分析等輔助手段對時間域的分頻數(shù)據(jù)體再進行分析，輔助自動獲取斷層信息；不同頻段的地震信號反映的是不同尺度的地質體的響應特征，采用廣義S變換的頻譜分解方法，相比其他頻譜分解算法，具體更高的分辨能力，在地震數(shù)據(jù)頻帶范圍內采用對數(shù)倍頻程增量的方式進行頻譜分解，能夠以最小的頻帶數(shù)量覆蓋整個帶寬的地震數(shù)據(jù)體，既不損失有用信息，又能降低工作量、提高工作效率；采用不同頻段的分頻地震數(shù)據(jù)體進行相干分析，能夠得到不同尺度的斷層的響應特征，低頻段的數(shù)據(jù)體反映的是大尺度的地質信息，可以用來解釋大斷層，高頻段的數(shù)據(jù)體反映的是小尺度的地質信息，可以用來識別微小斷層；采用地層切片的方式進行相干體斷層平面識別，能夠消除構造原因造成的小斷層信息損失，更有利于識別微小斷層；在不同頻段的分頻地震數(shù)據(jù)體的剖面上解釋斷層，能夠識別不同尺度的斷層信息，更有利于小斷層的解釋。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明實施例中伊拉克艾哈代布油田三維地震數(shù)據(jù)頻譜分析圖；
圖2為本發(fā)明實施例中地震數(shù)據(jù)分頻對數(shù)倍頻程頻段示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田in800測線1Hz分頻地震時間域剖面；
圖4為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田in800測線16Hz分頻地震時間域剖面；
圖5為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田in800測線28Hz分頻地震時間域剖面；
圖6為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田in800測線47Hz分頻地震時間域剖面；
圖7為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田in800測線80Hz分頻地震時間域剖面；
圖8為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田in800測線全頻段地震時間域剖面；
圖9為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田1Hz分頻地震數(shù)據(jù)地層相干切片；
圖10為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田16Hz分頻地震數(shù)據(jù)地層相干切片；
圖11為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田28Hz分頻地震數(shù)據(jù)地層相干切片；
圖12為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田47Hz分頻地震數(shù)據(jù)地層相干切片；
圖13為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田80Hz分頻地震數(shù)據(jù)地層相干切片；
圖14為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田全頻帶地震數(shù)據(jù)地層相干切片；
圖15為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田inline445測線三維地震分頻80Hz地震時間域剖面；
圖16為本發(fā)明實施例中艾哈代布油田inline445測線三維地震原始地震時間域剖面。

【具體實施方式】
[0015]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。
實施例
[0016]本發(fā)明一種地震構造解釋的小斷層獲取方法，以伊拉克艾哈代布油田的地震數(shù)據(jù)位例，為了得到小斷層的解釋信息，采用以下步驟:
Ca)對地震數(shù)據(jù)進行頻譜分析，獲得地震數(shù)據(jù)的頻譜范圍，如附圖1所示，通過頻譜分析，得到伊拉克艾哈代布油田的頻譜分布范圍，主頻范圍為10-55HZ左右；
(bl)如附圖2所示地震數(shù)據(jù)的頻段范圍為0-90Hz，在步驟(a)中分解出有效頻段的范圍(10，80)Hz ；
(b2)確定分頻頻率的自然對數(shù)的對數(shù)步長:(In (80) -1n (10))/4 ；
(b3)計算出各頻段的中心頻率為10Hz、16Hz、28Hz、47Hz、80Hz，頻寬分別取6Hz、6Hz、12Hz、19Hz、33Hz ;將廣義S變換得到的頻率域數(shù)據(jù)按照頻段范圍7-13Hz、13-19Hz、22-34HZ、37-57Hz、63-97Hz進行廣義S反變換，得到時間域的分頻段地震數(shù)據(jù)。如圖3至8所示的伊拉克艾哈代布油田三維分頻地震數(shù)據(jù)的時間域剖面圖，可以看出采用對數(shù)倍頻程的方法，低頻端的頻譜分段更密集，頻帶更窄，這是因為有效地震信號大部分集中在低頻端，第四個頻帶則分布在原始數(shù)據(jù)的中心頻段，與原始信號有較高的相似度，能代表原始信號的大部分特征，高頻段能量較弱，且窄帶高頻段地震信號實際意義不大，所以頻帶范圍較寬是非常合理的；
(c)對得到的高、中、低頻分頻時間域地震數(shù)據(jù)體采用相干法進行高分辨率相干分析，得到不同頻段數(shù)據(jù)體的相干體；對不同頻段的相干體數(shù)據(jù)進行層間等間隔切片，即兩個地震層位之間采用等分的方式進行切片，采用地層切片的好處在于，能夠識別出微小斷層，而不受構造起伏的影響。在不同頻段的相干體的各個地層切片上，識別出斷層的平面展布情況，畫出斷層線；如圖9至14所示是采用各個分頻地震數(shù)據(jù)體及原始地震數(shù)據(jù)體計算出相干體后的地層切片圖，通過各個頻段的相干地層切片圖的對比，能夠非常容易的識別出小斷層在各個頻段的差異，80Hz相干圖上，紅色橢圓圈內的斷層響應特征非常清晰，在其他頻段或全頻段相干地層切片上響應都不太明顯；而藍色橢圓圈內的大尺度斷層在其他頻段均有較為清晰的響應；
(d)在對應頻段的分頻地震數(shù)據(jù)體的地震剖面上的相對應位置提取地層切片解釋投影的斷層線，解釋出斷層在時間剖面上的延伸展布情況；如圖15至16是80Hz分頻地震剖面與原始地震剖面的斷層解釋對比圖，從圖中可以看出，采用分頻地震剖面解釋斷層比采用原始地震剖面的難度要低很多，雖然對照80Hz分頻地震剖面的位置能夠在原始地震剖面上隱約識別出小斷層的位置，僅僅依靠原始地震剖面幾乎是無法完成該小斷層解釋的。
[0017]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種地震構造解釋的小斷層獲取方法，其特征在于包括以下步驟: Ca)對地震數(shù)據(jù)進行頻譜分析，獲得地震數(shù)據(jù)的頻譜范圍； (b)采用廣義S變換進行頻譜分解，根據(jù)步驟(a)獲得的頻譜范圍確定分頻的參數(shù)； (C)根據(jù)步驟(a)中獲得的頻譜范圍確定的分頻參數(shù)，將頻率域數(shù)據(jù)反變換到時間域，得到高、中、低頻有限帶寬的時間域分頻地震數(shù)據(jù)體； (d)對(c)中得到的高、中、低頻的有限帶寬的時間域分頻地震數(shù)據(jù)體采用相干法進行高分辨率相干分析，得到不同頻段數(shù)據(jù)體的相干體； (e)將不同的頻段的相干體進行地層切片，在不同頻段的相干體的各個地層切片上，識別出斷層的平面展布情況，根據(jù)相干地層切片的特征畫出斷層線； Cf)在對應頻段的分頻地震數(shù)據(jù)體的地震剖面上的相對應位置找到步驟(e)所畫斷層線的投影位置，根據(jù)該位置結合分頻剖面的特征，解釋出斷層在時間剖面上的延伸展布情況。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種地震構造解釋的小斷層獲取方法，其特征在于，所述步驟(a)對地震數(shù)據(jù)進行頻譜分析，獲得地震數(shù)據(jù)的頻譜范圍，所獲得的是地震數(shù)據(jù)的主頻范圍。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種地震構造解釋的小斷層獲取方法，其特征在于，所述步驟(b)采用廣義S變換進行頻譜分解，根據(jù)步驟(a)獲得的頻譜范圍確定分頻的參數(shù)，具體過程是這樣的: (bl)在步驟(a)中分解出有效頻段的范圍(A，B) Hz ； (b2)確定分頻頻率的自然對數(shù)的對數(shù)步長:(In(B) -1n(A))/4 ； (b3)計算出各頻段的中心頻率、以及頻寬； (b4)將廣義S變換得到的頻率域數(shù)據(jù)，采用(b3)得到的各個頻段范圍分別進行帶通濾波，得到各個頻段的頻率域數(shù)據(jù)體，然后采用廣義S反變換，將各個頻段的頻率域數(shù)據(jù)體轉換到時間域，得到各個頻段的時間域分頻數(shù)據(jù)體。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種地震構造解釋的小斷層獲取方法，其特征在于，所述步驟(C)對得到的高、中、低頻分頻地震數(shù)據(jù)體采用相干法進行高分辨率相干分析，得到不同頻段數(shù)據(jù)體的相干體，是在兩個地震層位之間采用等分的方式進行切片。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種地震構造解釋的小斷層獲取方法，其特征在于，所述步驟(d)在對應頻段的分頻地震數(shù)據(jù)體的地震剖面上的相對應位置提取地層切片解釋投影的斷層線，解釋出斷層在時間剖面上的延伸展布情況，是在不同頻段的相干體的各個地層切片上，識別出斷層的平面展布情況，畫出斷層線。
【文檔編號】G01V1/28GK104267431SQ201410536086
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權日:2014年10月13日
【發(fā)明者】盧立澤, 蔣利平, 洪余剛, 王賀華, 臧克一, 李鑫, 黃海平, 黃凱, 劉榧, 孫照磊, 李建東, 張博, 楊鴻 , 米中榮, 付輝, 何巍, 張藝久, 符奇, 桂碧雯, 袁浩, 劉家材 申請人:成都北方石油勘探開發(fā)技術有限公司