对数谱根式法Q值反演

品质因子Q值是表征地下介质对地震波吸收衰减特性的一个重要参量,不仅反映介质的内部本质特征,同时也是油气识别的重要指示因子,因此准确估算Q值对储层预测具有一定的意义。一般地,频率域提取Q值的方法较稳定,常用的有谱比法和质心频移法。谱比法具有较高的理论精度,但受信噪比影响较大,稳定性低;质心频移法的抗噪性较好,但存在理论近似,误差分析较困难。综合上述两种方法的优点,根据子波振幅对数谱上的衰减规律,提出了一种基于对数谱统计量组合的Q值反演法--统计属性组合法。在此基础上,通过对频率的积分提出了积分方程根式法。模型资料试算表明,统计属性组合法的理论计算精度较高,规避了质心法对震源谱的假设;积分方程根式法融合了谱比法和质心法的优点,其精度和抗噪性均比后二者高。     

时间域属性组合法提取品质因子Q

品质因子Q是表征地下介质对地震波吸收衰减特性的参量, 在储层预测和油藏描述中有着重要的应用。频率域属性组合法利用地震波谱的统计属性(质心频率和惯心频率)组合估算Q值, 具有较高的理论精度, 但估算结果依赖波谱的提取质量。为避免地震波谱的提取, 提出时间域属性组合法, 根据时间域子波信息直接估算频率属性: 对于常相位子波, 其频谱质心频率等于包络峰值处的瞬时频率, 惯心频率等于质心频率乘以子波导数包络峰值处的瞬时频率。当地震子波近似常相位时, 可在时间域提取其质心频率和惯心频率, 实现Q值的估算。模型和资料测试结果表明, 时间域属性组合法估算Q值具有一定的可信度和可行性。     

地震波质心频率变化规律

文中阐述了地震波吸收衰减的基本理论,将质心频移式分为高斯型质心式、匹配型质心式、雷克型质心式、加权型质心式、加权型质心变式、脉冲型质心式和泰勒型质心式,通过模型及实际测试,得到如下认识:①当传播时间较小时,质心频率随传播时间(距离)近似呈线性衰减;当传播时间较大时,质心频率随传播时间(距离)近似呈双曲衰减.②衰减速度由品质因子Q决定,即Q值越大,衰减越慢,反之亦然.③高斯型、泰勒型质心式Q值曲线在传播时间较小时具有较高精度,随着传播时间的增加逐渐偏离真实值;加权型质心式Q值曲线对源谱的拟合要求较高,即当拟合效果较好时,精度较高,且基本不受传播时间影响,当拟合效果较差时,误差较大;雷克型、脉冲型质心式和加权型质心变式Q值曲线的精度相对较低.     

Q值提取中的窗口效应

品质因子Q是岩性分析和储层预测的重要属性。大部分的Q值估算方法都需要开窗口提取地震子波谱,不同形状、宽度的窗口对地层衰减信息的影响程度不同。在不同地震子波谱和不同窗口的条件下,通过模型测试,分析了地层Q值的估算误差。测试结果显示,在一般情况下,提取的谱比信息容易受到窗口形状、宽度的影响,由此估算的Q值是不可信的。进一步的测试发现:在衰减窗口条件下,提取的谱比信息在中高频段满足准确的衰减关系,且该特征与窗口形状和宽度无关。据此估计的Q值具有较高的稳定性。     

基于时频分析叠前地层Q值提取方法研究

地震波衰减属性是含气储层预测的重要参数。研究提出了基于时频分析叠前地层Q值提取方法,该方法基于叠前地震资料中丰富的储层信息,利用S变换时频谱具有较高时频分辨率的特征,提高了地层Q值的估算精度。在模型计算和胜利油田垦71工区的实际应用表明,该方法能够较好地预测气层空间展布,在含气区Q值较低,异常现象明显,在非含气区Q值较高,异常现象不明显,尤其是强振幅位置。     

用频谱比法提取衰减吸收信息

衰减吸收信息是从反射地震资料中提取的重要信息之一,其变化范围可高达两个数量级之多,因此,反映地质异常的灵敏度较高。利用它不仅可划分地层岩性,预测油气,而且可求取用作Q补偿的Q值。本文在对衰减吸收信息的研究中,明确地给出了有效衰减吸收系数和衰减吸收系数的概念,并着重论述了从实际地震资料中提取衰减吸收信息的理论依据和实用算法。文中首先在频率域利用频谱比计算有效衰减吸收系数,经转换得到Q值,然后再回到时间域利用振幅比和在频域中求得的常数b,计算出真正的衰减吸收系数。为了提高提取信息的精度,在方法实现上提出了多种算法。通过对所编制软件的试算和实际处理表明,这些算法是很有效的。     

基于不同阶次泰勒级数展开的含非本征衰减频域振幅比平均的Q值估计方法

在估计实际品质因子Q值时，因受频段选择、子波叠加、噪声干扰、非本征衰减等因素影响，容易导致Q值估计误差偏大。为此，提出基于不同阶次泰勒级数展开的含非本征衰减频域振幅比平均的Q值估计方法（Amplitude ratio average in frequency domain, FARA法）。该算法首先利用参考频段内振幅比的连乘消除非本征衰减的影响；然后基于振幅因子在参考频点处的1～4阶泰勒级数展开表达式，推导适用于含非本征衰减地震记录的单频点Q值计算公式；其次，采用高、低频双参考频段结合方式削弱参考频段的影响；最后，采用主值频段内所有频点的平均化处理提高算法的稳定性。模型试验表明，采用高、低参考频段结合的模式可以显著提高所提方法的Q值估计精度，相对于对数谱面积双差值（LSADD）法，新方法受时差、时窗及噪声等因素的影响更小。实例应用表明，不同阶次的FARA法Q估计值的一致性较好，且整体大于LSADD法的Q估计值，与模型试验结果吻合，表明由新方法获得的Q值更可靠。     

Walkaway井地联合地震资料Q值波形反演方法

传统的品质因子Q值估算方法通常是基于VSP资料或者叠加的地面地震资料,在薄互层存在的情况下．它们难以提取地震子波及有效地分离固有衰减和散射衰减。为了获得更可靠的地震波衰减图像,研究采用了一种基于Walkaway井地联合地震资料的波形反演来求取Q值的方法。通过理论模型的数值计算分析,探讨了初始模型厚度、Q值及噪声对反演结果的影响。合成的Walkaway井地联合地震资料的衰减估计结果表明,波形反演的Q值估算方法充分利用了各种波的运动学和动力学信息,避免了初至拾取和波场分离等处理困难,并能减小可能的人为误差,提高计算的精度。将该方法用于某油田的高分辨Walkaway井地联合地震资料Q值估计,结果表明,介质品质因子Q与介质性质和孔隙流体有良好的对应关系。     

基于S变换的属性组合法估算地层品质因子

品质因子（Q）提取精度一般受地震子波谱与Q值估算方法的影响。为了提取稳定、合理的地层Q值,首先利用S变换提取较为准确的时变地震子波谱,然后通过属性组合局部线性拟合来估算Q值,最终得到稳定的地层Q值。该方法解决了实际资料提取的质心频率曲线存在局部振荡,Q值不稳定的问题。在准噶尔盆地东西部应用该技术后,目的层分辨率得到明显提高,带宽提高5~10 Hz     

基于广义S变换的叠前Q值反演方法研究

准确估计地震波衰减对提高地震成像分辨率和储层预测及裂缝检测的可靠性具有重要作用。针对利用叠后地震资料估算Q值精度较低、适用性差的问题,提出了一种基于广义S变换的叠前Q值估算方法。首先利用时频分辨率可调的广义S变换,对叠前CMP道集进行时频分析,减小薄层空间谱干扰的影响,从而得到精度较高的时频谱;其次,通过构建并求解时频域反演方程得到谱比斜率,由Q值与偏移距的关系(Qversus offset,QVO)经线性回归估算出零偏移距处的射线平均品质因子;最后,应用层剥离法估算层品质因子。模型数据测试结果证明了方法的可行性;实际地震资料含气砂岩储层段Q值反演预测结果验证了方法的有效性。     

基于地震波衰减的特征属性重构方法

以储层流体识别为目的,提出了基于地震波衰减的特征属性重构方法。首先从地震波衰减理论出发,通过改变地层品质因子表达式,推导了地震特征属性函数,利用振幅类、频率类及衰减属性重构新的地震属性;然后设计粘弹性介质模型进行试算,结果表明,利用特征属性函数重构的地震属性能较好地突出储层含流体变化特征,从而验证了基于地震波衰减的特征属性重构方法识别储层含油气性的有效性。将该方法应用于老河口油田北部老168井区河道砂岩储层油气识别,基于叠后地震资料精细刻画了储层流体的展布特征,取得了较好的应用效果。     

利用双井微测井资料估算近地表Q值

品质因子Q本身反映了地表层的岩石物理特性,但表层Q值的求取一直是研究难点。利用表层模型反演及面波衰减的Q模型可反演出近地表Q值,但求取的表层Q值精度不够,不能满足高精度地震勘探的需要。本文提出了一种利用双井微测井资料估算近地表Q值的方法,通过建立求解地面和井下检波器的峰值频率变化方程组,获得了近地表Q值的解析解。利用大庆油田实际资料对文中方法进行验算的结果表明,算法稳定,计算的表层Q值合理,用反Q滤波可以在时间、频率和空间三个域内有效地消除近地表影响,尤其是对地震信号相位的影响,提高了地震资料的分辨率。     

质心频率线性拟合法估算品质因子Q

质心频移法是常用的Q值估算方法。本文基于该方法的变式得到质心频率与传播时间的线性衰减关系。根据该线性衰减式,通过拟合质心频率-传播时间的斜率估算Q值。模型测试表明,在传播时间较短的情况下,线性式对不同震源谱的适用性较好;当激发条件不一致时,线性拟合具有相对较好的鲁棒性。实际资料测试表明,线性拟合法在近地表Q值估算中取得了较好的应用效果。     

反Q滤波的应用

反 Q 滤波是一种补偿大地衰减效应的技术,它不仅可在振幅和频率两方面进行补偿,而且可以改善记录的相位特性。多数人认为 Futterman 模型可以较好地描述大地对地震波的衰减过程,以此为基础,利用希尔伯特变换可以得到反 Q 滤波因子。就补偿衰减作用而言,反 Q 滤波类似于反褶积,但它和反褶积是有区别的,这表现在反 Q 滤波是均匀时变的,算法也不受噪声影响。一般求反 Q 滤波中的大地品质因子 Q 值采用 Q 扫描和谱分析两种方法。前者类似于速度扫描或频率扫描,属于一种定性分析方法;后者是一种定量估算方法,采用最小二乘法对谱的衰减趋势拟合为一直线,振幅衰减的变化量和频率的变化量的比值,恰为所拟直线的斜率,此斜率与 Q 的倒数成正比。为了保证 Q 值估算的精度,在叠前不作反褶积处理,在叠后不作增益和滤波处理。当然,Q 值计算精度和资料品质、时窗长度都有关系。试验表明,反 Q 滤波对提高弱反射能量、提高分辨率和增强连续性都是有利的。     

一种用于薄层和薄互层砂体厚度估算的复合地震属性

振幅和频率是两种最基本的地震属性,当地层厚度小于四分之一波长时,一般使用这两种地震属性对地层厚度进行估算。然而,这两种地震属性与地层厚度之间的非线性关系降低了砂体厚度定量预测精度。另外,支撑这两个参数与砂体厚度之间函数关系的理论模型是单砂体楔形模型,因此当将这种关系应用于薄互层模型时,不可避免地会产生估算误差。针对上述问题,提出一种由振幅和频率构成的复合地震属性。首先,以模型作为实验,分析单砂体楔形模型的砂体厚度估算精度;然后,分析双楔形砂体叠置模型,估算砂体累计厚度;最后,利用实际地震数据估算薄互层砂体累计厚度。结果表明：该复合地震属性不仅提高了薄层情况下单砂体厚度的估算精度,也可定量预测薄互层情况下砂体累积厚度。     

强衰减地层VSP反Q滤波方法

本文根据零井源距VSP下行初至波最大振幅随时间的变化趋势,将地层划分为强衰减地层和弱衰减地层。其中地震波衰减最强烈的强衰减地层可认为是由多个层状常Q介质构成,Q值主要利用VSP资料提取;而弱衰减地层认为是Q值大于200、地震波发生的衰减相对较弱甚至可以忽略的地层。在波场延拓反Q滤波方法基础上本文提出VSP强衰减地层反Q滤波,该法弥补了因中、深层Q值难以求准、补偿约束难度较大等因素导致的反Q滤波精度降低的缺陷,使反Q滤波结果更稳定、高效,也为地面地震反Q滤波方法的完善及应用提供有意义的启示。     

应用地震属性主成分分析识别古河道

利用曲率、相干等属性刻画河道的效果不明显,对这些属性的主成分分析效果较差。地震纹理、相干能量、谱峰值和分频振幅等属性虽然能较好地识别部分古河道,但是存在古河道刻画不全、识别范围有限等问题。为此,提出了应用地震属性主成分分析(PCA)识别古河道的方法,精细刻画了不同尺度古河道,预测效果优于单一属性,较好地提高了古河道识别精度。获得以下认识：(1)地震纹理、相干能量和谱峰值三种地震属性能够较好地刻画古河道,但是对古河道的识别结果不全面;利用PCA融合了三种地震属性识别河道的有效信息,可突出古河道的展布特征及边界形态。(2)基于分频瞬时振幅剖面对河道变化细节的识别差异,利用PCA融合不同频段瞬时振幅属性,以增强共性细节信息,提高了古河道识别精度。应用所提方法识别川西地区沙溪庙组河道,准确地反映了古河道的具体位置及轮廓。