基于分数阶Gabor变换的Teager-Kaiser能量提取及应用

含油气储层可引起地震信号的能量密度异常,Teager-Kaiser(T-K)能量是刻画地震信号能量密度、表征地震波场能量分布的一种重要属性。借助于分数阶Gabor变换(FrGT)优良的局部时频能量聚集特性,将基于FrGT的时频分析方法引入地震信号T-K非线性能量的计算中,提出了基于FrGT的时频域T-K能量储层预测方法。该方法根据测不准原理确定紧支撑时宽-带宽积下的FrGT最优阶,利用最优阶FrGT将地震信号分解为一系列单频分量,计算并提取单频分量的T-K能量的瞬时属性。理论信号仿真和实际资料的处理结果表明,FrGT可有效应用于地震信号的时频分析,T-K主能量可作为储层预测的一种有效属性。     

瞬时谱数据的谱加权自适应带通滤波融合

为了快速提取地震谱分解数据中的储层特征信息,本文提出一种将瞬时峰值振幅和峰值频率属性数据进行融合的方法,它采用随频率自适应调节滤波带宽的高斯基函数,可反映时频域地震信号在低频端具有很高的频率分辨率,高频端具有较低的频率分辨率的特征;并以峰值振幅属性作为权重,将两种谱分解属性数据映射为颜色融合数据。实际资料的应用表明,该法可反映瞬时谱主振幅随频率的变化,刻画储层的空间展布、几何形态、相对厚度和含流体情况等,快速提取谱分解数据中的有效地质信息,提高解释的效率。     

应用局部频率属性检测天然气藏

地震记录作为地震波传播的时间函数,记录了地震波经地层传播后的响应特征。对地震信号做希尔伯特变换得到复地震道记录,再计算得到瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率属性参数,此三瞬属性参数在油藏储层预测与描述中起重要作用。但瞬时频率属性受相移、噪声及其他因素影响,其可解释性差,很难反映储层含流体后引起的频率变化特征。本文在分析研究常规地震记录瞬时频率属性计算方法基础上,提出了局部频率属性计算法;将其应用于实际地震储层的含气性检测,并综合利用转换波数据进行交互解释,结果证实局部频率属性能反映储层流体的频变特征,具有更高信噪比及较强可解释性,适用于天然气藏的储层预测和流体定性解释。     

曲波域瞬时衰减能量属性在储层识别中的应用研究

地震波在含油气储层中传播时,主频降低,振幅出现明显的衰减异常,为油气检测提供了有效信息。利用曲波变换的多尺度特性,提出了曲波域衰减能量属性识别储层的方法,首先利用曲波变换对地震数据进行分频处理,然后在曲波域应用扩展的2DTeager-Kaiser能量算子(TEO),得到突出地震信号急剧变化的多尺度数据子体,实现对气、水层的区分。实际地震资料的应用效果表明,曲波域衰减能量属性能够有效地识别含不同流体储层的强振幅异常,与基于常规时频分析技术计算的衰减能量属性相比,可以更为准确地预测含气储层。     

单频成像技术在油气检测中的应用

单频成像技术是利用小波变换的瞬时频谱分析技术将地震信号变换到频率域，得到单频地震信息的频谱图。当储层含油气时，将会引起高频能量的衰减和低频能量的增强。通过井旁道的对比分析，确定储层由于含油气引起能量的主要高频和低频，两种频谱的对比分析更能有效地确定储层是否含油气，排除其他多解性。这可为隐蔽油气藏的研究提供有力的技术支持。     

基于斑块饱和模型井控属性融合法油气检测

当前储层流体识别主要依靠地震资料振幅异常和弹性参数差异,实际应用中,往往存在地震振幅对油气层的反映不明显,弹性参数对油气层的区分性不强等问题,存在很强的多解性。针对该问题,根据斑块饱和模型分析对油气层敏感频率进行筛选,再利用已钻井钻遇的油气层信息进行控制,将速度频散属性和能量衰减属性进行融合获得油气敏感因子,提出了速度频散和能量衰减井控属性融合油气检测方法。渤海A油田的实际资料应用结果证明了本文方法能够有效检测储层含油气情况。     

变分模态分解与包络导数算子结合的时频分析方法及溶洞储层预测

深层缝洞型碳酸盐岩储层空间分布散乱且内部结构差异大,利用希尔伯特—黄变换、集合经验模态分解、完备集合经验模态分解等时频分析方法描述储层时存在模态混叠、端点效应等问题。为此,提出了一种联合变分模态分解（VMD）与包络导数能量算子（EDO）的高精度时频分析方法（VMD-EDO）。VMD能够将地震信号自适应、非递归地分解为一系列具有带限性质的固有模态函数（IMF）,在选取包含各频段有效信息IMF的基础上,引入具有良好非负特性与抗噪能力的EDO能量算子,代替希尔伯特变换计算各IMF信号的瞬时振幅与瞬时频率,最终获取的时频分布能够追踪地震信号的能量变化,从而预测缝洞型储层。实际资料应用结果表明,与经典时频分析方法相比,基于VMD-EDO的时频分析方法具有更高的时频分辨率,能有效识别隐藏在宽频地震数据中的能量异常。结合含油气储层“低频能量加强、高频能量衰减”的特点,基于VMD-EDO的时频分析方法具备良好的油气检测能力。     

地震属性的地质意义分析

在隐蔽油气藏勘探中,地震属性的实际运用使得地震信息的充分利用成为可能。地震属性分析就是以地震属性为载体从地震资料中提取隐含的信息,并结合地质、钻井资料,进行储层岩性及岩相、储层物性和含油气性分析。其流程大致如下：确定时深关系,做好层位标定;地震属性的提取和优化;地震属性分析。地震属性分析技术主要从横向上定性分析沉积边界和储存识别问题。在陆相盆地,均方根振幅、平均绝对振幅、平均反射能量、50％频率、能量半衰时斜率、瞬时频率的斜率、弧长、平均反射强度、瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位等地震属性能较好应用于储层预测。     

针对薄互层储集特点的地震属性优化技术及应用效果

利用地震资料属性信息预测油气储层的相关参数已在实践中见到了较好效果，但如何优化地震属性，如何更精确地预测薄砂岩储层特征是地质及地球物理勘探家们不懈的追求.在借鉴主成分分析思想的基础上，提出一种新的地震属性优化方法——约束主成分分析。理论模型计算及油田应用结果表明，该方法不仅能提高储层预测的精度，而且具有更强的适用性。     

基于希尔伯特-黄变换的地震信号时频谱分析

希尔伯特-黄变换（Hilbert—Huang Transform,HHT）是分析非线性、非稳定信号的一种新方法,能清晰地刻画地震信号的时频能量分布。首先将信号分解为有限数量的固有模态函数IMF,再对这些IMF求解瞬时频率,进而获得信号的时频谱。应用理论模型和实际地震道数据进行了试算,并与S变换谱进行了对比,证明该方法比S变换具有更好的时频域刻画能力。对实际二维地震剖面做HHT变换求得希尔伯特谱,提取分频剖面分析认为,HHT瞬时谱具有一定的油气检测能力。     

利用伪Margenau-Hill分布提取地震波能量衰减梯度

地震波在聚集了石油、天然气的储层中传播时存在能量的剧烈衰减,且频率越高能量衰减越快, 所以通过地震波高频端能量衰减梯度可以灵敏地检测地层中是否存在烃类流体。通过传统的傅里叶变换 求取地震波能量衰减梯度面临诸多问题,而伪Margenau-Hill（PMH）分布作为科恩类时频分布的一种则具 有许多优良的特性：真边缘性、弱支撑性、好的时频聚集性等。为此,该文将PMH 分布的时频分析方法引 入到了地震波吸收衰减分析技术中,利用地震波高频端能量与其对应频率的拟线性关系来计算各时刻的 地震波能量衰减梯度。实际资料应用表明,利用PMH 分布来求取地震波能量衰减梯度在储层预 测中具有重要意义。     

基于Wigne-Ville分布和短时傅立叶变换时频分布计算地震波衰减梯度

地震波在储集层中传播时,伴有能量的剧烈衰减,且频率越高能量衰减越快,因此,通过地震波高频端能量衰减梯度能够灵敏地检测地层中是否有烃类流体存在。短时傅里叶变换的时频分辨率不及Wigne-Ville分布,而Wigne-Ville分布虽有高的时频分辨率但存在交叉项的干扰。应用Wigne-Ville分布和短时傅里叶变换相结合的方法来计算地震信号的时频分布,然后利用高频成分能量分布与对应频率的拟线性关系估算出地震波能量衰减梯度。实际资料表明,基于短时傅立叶变换联合Wigner-Ville分布的能量衰减梯度在储集层预测中有较高的应用价值。     

基于Gabor变换的时频分析在气层识别中的应用

地震波在地层传播过程中能量发生衰减,且高频能量衰减强,低频能量衰减弱,尤其在含气储层中高频能量急剧衰减特征更为突出。借助于Gabor变换优良的时间域与频率域局部化特性,将基于Gabor变换的时频分析方法引入到地震波吸收衰减分析中,对南海莺歌海盆地某区块碎屑岩储层进行了油气预测,预测结果与实际钻井资料符合,证明了该方法的有效性和在油气预测中的应用前景。     

利用小波参数检测砂体分布

由于砂体储层对地震反射信号产生时间和频率的影响，而小波变换正好能反映信号的时间及频率成分，所以本文利用小波变换分析了地震记录的时频特征。鉴于小波变换对信号具有局部分析能力，并能提供多尺度的小波系数，因而小波变换能更精细地用于储层预测。通过理论模型试验进一步论述了小波系数可以作为信号时频特征的量度，提出了将地震信号的小波参数作为一类新的地震属性即小波属性。在实践中可得到目的层小波属性图，了解目的层反射特征的横向变化，检测储层分布。本文认为，小波属性可以像其他地震属性参数一样，用于多属性分析。     

频率信息在碳酸盐岩礁滩储层含油气性预测中的应用

根据礁滩相储层的特点及礁滩反射波的特征解释出礁滩的基本分布,利用不同形式的频率信息预测储层的分布。首先阐述影响地震波频率变化的主要因素,然后,利用频率信息识别礁滩储层含油气的可行性,选取表征频率特性的几个主要参数：单低频、主频、频率衰减梯度、高低频能量比和瞬时频率。LY 地区气藏属于碳酸盐岩礁滩相岩性油气藏,具有埋藏深、油气分布不均匀的特点。通过对LY 地区油气储层预测及研究表明,利用不同形式频率信息刻画礁滩相油气储层分布与钻井吻合、频率信息可以很好地刻画储层横向的变化,从而证实了充分利用不同形式频率信息识别油气分布的良好前景。     

希尔伯特—黄变换时频分析在沉积旋回划分中的应用

希尔伯特—黄变换是基于地震数据对信号进行经验模态分解的新的时频分析方法,其克服了原有时频分析方法因受到分辨率和信号平稳性的限制导致沉积旋回划分精度降低的影响,通过对非平稳信号进行处理得到地震信号不同固有模态分量的瞬时时频特征,以此为基础,精细刻画地震资料中的时间、频率和能量之间的关系,进而依据不同模态分量的瞬时时频特征划分出不同级次的地层沉积旋回。模型数据与实际地震资料的处理结果表明,地震数据通过希尔伯特—黄变换时频分析能够准确地进行地层沉积旋回划分,实现的过程简单实用且精确度较高,从而为地层的沉积旋回划分和精细对比提供了有效方法和参考依据。     

聚合经验模态分解和小波变换相结合的地震信号衰减分析

常规经验模态分解（EMD）方法存在模态混叠等问题会造成多解性,从而影响含气层弱信号的识别。为此,引入可改进模态混叠的聚合EMD（EEMD）方法,结合小波变换从地震数据中可提取具有明确物理和地质意义的新地震属性进行含气性检测。具体步骤为：1对地震道进行EEMD。选取具有强相关性的IMF进行重构生成地震道的特征高频子信号;2衰减梯度计算。针对EEMD处理后的IMF高频信号特征,采用改进的动态频率域窗函数,逐点计算地震道特征子信号小波时频图中各点处的对数能量,并逐道、逐点计算地震数据体的衰减梯度;3利用最小二乘法和选择频率域动态窗函数提高衰减梯度的预测精度。对川西海相碳酸盐岩的储层预测结果表明,利用文中方法可以刻画各相带储层的不同强振幅异常特征,尤其对台内滩相储层的强振幅异常更灵敏,可以有效地识别宽带地震响应中特定频率的强振幅异常,同时能较好地抑制地层等影响因素,给出的含烃类统计性解释结果与已知井的含气测试结果相吻合。     

瞬时子波吸收分析技术在复杂地区的应用—以吐哈盆地鄯勒地区为例

由于储层孔隙中充满了气体，地震波高频能量将会很快衰减(气体介质纵波衰减速度相当快)，因此，地震波传播过程中高频能量衰减规律可应用于储层含气性检测。为了确保提取地震信息的准确性，首先对地震资料进行高分辨率、高信噪比和高保真处理，并在此基础上进行了基于子波能量的吸收分析，求取能时变、空变地震子波，再求取瞬时子波能量衰减的垂向分布规律，消除强反射的干扰，以便在叠后资料中准确分析出含气储层的吸收异常。指出吐哈盆地鄯勒地区E_sh气储层为砂砾岩，J^₂x²油储层之下发育多套特殊地层—煤层，这些层位在地震剖面上均表现为强反射，在瞬时子波吸收剖面上表现为强吸收，这样储层含油气引起的强吸收与煤层的强吸收混在了一起，但由于受油气引起的强吸收的影响，煤层的强吸收在含油气段发生了一定的变化，使得含气层、含油层和含煤层的强吸收仍存在差异，例如E_sh层含气部位强吸收存在时窗往上漂移，位置高于砂砾岩地层的地震同相轴，J₂x²油层的强吸收较煤层的强吸收弱，故可以通过这种差异来识别油气层。     

应用组稀疏正则化反演的高分辨率自适应Gabor时频分析方法

地震信号频率成分随时间的变化规律(时频特性)对油气检测具有重要意义,且Gabor变换作为最简便的时频分析技术在地震资料解释中得到了广泛应用。然而常规Gabor变换所得时频谱的时间分辨率低,相邻反射子波频谱信息混叠严重,不利于开展高分辨率地震资料解释。为了提高Gabor时频谱的时间分辨率,首先基于Gabor反变换的定义将Gabor时频谱的计算归结为求解反演问题; 然后以相同时刻频谱分入同一组的策略加入组稀疏正则化约束项; 最终利用投影快速软阈值迭代算法实现上述目标函数求解并获得Gabor时频谱。同时,还给出一种利用地震信号瞬时质心频率自适应地构造Gabor时频分析所需高斯窗函数的方法。理论信号实验及实际数据应用表明,该方法可在时间方向上对Gabor时频谱的能量团进行显著压缩,低频端和高频端的时间分辨率获得同步提高,进而在低频和高频剖面上同时清晰揭示薄储层顶、底界面,便于精细对比解释。