基于时频域谱模拟的油气检测技术

地震波穿过含油气储层时,高频能量相对于低频能量衰减更快,地震波频谱特征表现为"低频能量相对增加、高频能量相对衰减"。利用改进S变换对地震数据进行频谱分析,在时频域内通过谱模拟方法得到地震数据的子波谱,能够有效消除反射系数的影响,通过油气藏检测技术识别储层的含油气性,能够进一步提高含油气储层的刻画精度。实际地震资料的油气检测结果与钻井结果一致,验证了该方法的可行性。     

基于经验模态分解的广义S变换在低频阴影中的应用

经验模态分解是处理非平稳信号的一种经典时频分析方法。随着在勘探中的广泛应用,也暴露出经验模态分解的许多缺点,如缺乏具体的数学理论支撑、模态混叠等。这些缺点直接影响到实际地震信号处理中含油气层弱信号的提取。基于此,提出了一种通过基于经验模态分解的广义S变换的时频分析方法。首先,对地震数据进行经验模态分解,分解得到的固有模态分量,这是基于地震信号局部特征的时间尺度;其次,根据已有的测井资料选取合适的固有模态分量进行广义S变换;最后,对其进行分频处理和低频阴影分析。对比原地震信号只做广义S变换分频处理,基于经验模态分解的广义S变换能够得到更精确的有效单频剖面。     

线性时频分析方法综述

较详细地综述了目前已有的短时傅里叶变换、小波变换、S变换和广义S变换等几种线性时频分析方法,概括了线性时频分析方法的特点和优缺点,阐述了各种方法的发展历程。窗函数对分辨率影响巨大,是线性时频分析方法的关键,通过对窗函数的调节和改进,可以得到不同的线性时频分析方法和相对应的时频分辨率。理论分析和试验表明,广义S变换的时频窗口能够随着频率尺度自适应地调整,具有较高的时频分辨率,在应用中具有更高的实用性和灵活性。利用广义S变换对地震数据体进行谱分解,可以得到更丰富的地震属性信息,对储层预测和油气识别有重要作用。     

稀疏广义S变换及其在储层地震低频异常检测中的应用

时频分析(TF)是地震资料处理与解释中非常重要的方法之一，时频分辨率是高精度储层预测的关键参数。常规S变换及广义S变换的时频分辨率已难以满足高精度储层预测的需求。为此，将稀疏约束的思想引入TF中，在利用广义S变换参数可灵活调节的基础上，通过优化窗矩阵构建一种稀疏广义S变换方法。合成信号的对比分析结果表明，稀疏广义S变换方法能够获得时频分辨率更高、能量聚集性更好的时频分布，在高频和低频部分均能保持较高的时间分辨率。在实际地震数据的低频阴影检测中，该方法能更清楚地刻画油气储层的空间展布，有利于减小油气储层检测的多解性。     

基于S变换的地震相分析技术

为全面准确地描述地震相特征，在地震相分析中引入了时频分析技术，如短时窗傅里叶变换、Cabor变换、小波变换等。之后发展起来的S变换时频分析方法综合了短时窗傅里叶变换和小波变换的优点，具有线性化、无损可逆性以及高时频分辨率等特性。阐述了S变换的基本理论，并利用S变换对理想的地震序列模型以及实际地震资料进行了地震相分析。通过对地震相特征的连续性以及振幅和频率变化特征的分析发现，对于规模较小的地震相体，在时间剖面上很难识别其层序内的地震相特征（特别是频率）随旅行时的变化情况，但在S变换的时频域内可以被清楚地体现出来。因此，在进行沉积环境识别时，可以利用S变换来提供有效地震信息。     

基于广义S变换的独立频谱分量盲提取

广义S变换具有良好的时频聚集性,可以得到用来研究地层信息特征的单频数据体.但单频体分解过多会对地震数据分析带来不便,此外,如果信号在时频域上相距太近,甚至混叠,对地震信号的研究会带来很大困难.基于盲信号处理算法在广义S域中从众多的单频数据体中提取出一些有效的独立频谱分量,来识别地震剖面中的有用特征信息.在仿真试验的基础...     

基于广义S变换模极大值的薄储层刻画新方法

基于频谱分解原理和广义S变换的性质,研究薄层响应相位谱和广义S变换窗函数相位谱对薄层响应广义S变换时频谱的影响机理,并提出针对薄层刻画的广义S变换分频解释方法。实例分析表明,采用新方法,井上薄层解释与地震时频谱中的薄层解释对应性明显变好,实现了对薄储层结构的刻画,提高了将广义S变换时频分析技术应用于薄储层研究的可行性与可信度。     

基于广义S变换的吸收衰减分析技术在油气识别中的应用

广义S变换克服了小波基函数变化趋势固定不变的缺陷,具有较好的时频分析效果和较高的灵活性。将广义S变换引入到地震波吸收衰减分析中,应用最小二乘谱模拟方法消除地层反射系数对子波振幅谱的影响,突出含油气储层在地震记录上的响应;引入“低频增加、高频衰减”(LFR&HFA)面积差值法使得含油气储层的影响占主导地位,提高了油气识别的准确性。物理模型和实际地震资料的应用验证了上述方法的可行性;应用上述方法对实际地震资料进行油气识别,取得的结果与实际钻井结果吻合,证明了上述方法的实用性。     

基于广义S变换的地震资料高效时频谱分解

 常用的谱分解方法因时窗固定，使时频分辨率不能变化；谱分解生成的若干共频率谱数据体不仅占用大量存储资源，而且使解释工作量繁重。为克服这两个问题，构造了一种小波函数可调整的广义S变换，它可根据地震信号的频率自适应地调整分析时宽，获得较理想的时频分辨率。通过研究储层的几种顶底反射系数组合在广义S变换域中的时频响应，发现其振幅极值出现的频率位置与储层厚度及反射系数的符号直接相关，利用这一规律提出了基于广义S变换的地震资料高效时频谱分解方法，从谱分解后的若干共频率数据体中抽取振幅极大值的频率数据合成一个谱极大值数据体，减少了数据的存储量，提高了信噪比。在实际资料处理中用于分析岩性、地质构造和砂岩储层的空间展布，取得了良好效果。     

利用广义S变换提取地震旋回的方法

在地震地层学中，可以采用时频分析方法刻画地层厚度的变化和地质特征的不连续性，研究特定沉积环境和岩性组合的变化。目前，通常采用短时Fourier变换或连续小波变换求取地震道的主能量和主极值频率，进行地震旋回研究，但由于小波变换的尺度与频率的关系并不确定，因此主要用于求取能量谱。介于短时Fourier变换和小波变换之间的S变换是一种非平稳信号分析和处理的方法，具有良好的时频特性，因此将S变换引入到地震地层学的研究中，用广义S变换代替短时Fourier变换或连续小波变换提取地震道的主能量和主极值频率，进行地震旋回特征分析。对S变换、短时Fourier变换和连续小波变换的时频特性进行了分析对比，阐述了广义S变换的高分辨率性质。在广义S变换时频域，利用实际资料求取了地震道的主能量和主极值频率，分析了主能量和主极值频率的纵向变化规律。数值模拟和实际资料试算表明，广义S变换可以更好地反映地震旋回特征。     

广义S变换地震高分辨率处理方法研究

广义S变换能根据实际地震信号的频率分布特点和时频分析的侧重点灵活地调节窗函数随频率的变化趋势,加快或减慢窗时宽随频率的变化速度,使窗函数的振幅呈现多种非线性变化特征,更好地适应具体信号的分析和处理。在广义S变换实现时引入窗函数库、弦函数库、快速傅里叶反变换,使运算简洁、易行、高效,通过选取合适的参数组合,对得到的时频谱进行能量重新分配、重构,得到高分辨率地震信号。理论模型和实际资料处理结果表明,该方法能够有效增强地震信号时域和频域的分辨率,使地震剖面的构造特征和岩性特征更为清晰。     

一种频率域AVO油气检测方法

频率域AVO分析指通过时频转换将地震数据转换到频率域,再对目的层段地震振幅(能量)随频率以及炮检距的变化情况进行研究。本文针对苏里格气田低渗透致密砂岩薄气层在时间域难以识别的问题,介绍了频率域AVO流体识别技术。首先从岩石物理分析入手,根据苏里格气田的实际地质情况,利用统计手段得到基于频散的频率域AVO流体识别理论算法;其次,利用S变换得到较为准确的频率域数据,利用实际地震叠后资料进行储层振幅(能量)随频率变化的分析;最后,针对地震叠前资料进行储层振幅(能量)随频率以及炮检距变化的研究。本文算法的实际应用结果表明:在地震频带内,薄层低孔致密砂体的调谐效应不可能产生明显的频率响应异常,高频段较强的频散效应才是造成频率响应异常的原因。     

基于广义S变换的地震资料谱分解技术研究

谱分解技术一般采用短时Fourier变换和连续小波变换。短时Fourier变换的分析时窗是恒定的,不随频率的变化而自动调节,连续小波变换的尺度与频率的关系并不确定。广义S变换具有优良的时频聚集性和时频分辨率,它综合了短时Fourier变换和连续小波变换的一些优点,而克服了它们的不足,同时通过调节时窗宽度因子可以获得更好的时频分辨率。研究将其应用于地震资料的谱分解中,给出了基于广义S变换的谱分解业务流程,并对实际地震资料进行了分析。结果表明该方法是可行的。     

广义 S 变换及其在储集层频谱成像中的应用

将从地震资料中提取的地震子波代替 S 变换中的基本小波,实现了应用在地震资料中的广义 S 变换。通过对理论薄层模型的试验得出,基于广义 S 变换的频谱可将大于 λ/8 的薄层检测出来,证明了广义 S 变换具有高定位的时频谱,而且广义 S 变换具有自适应时频窗,输入长度不受时窗的限制等优点,克服了离散傅立叶变换时窗的局限性,因此在傅氏变换频谱分解的基础上实现了基于广义 S 变换的储集层频谱成像技术,并与傅氏变换频谱分解结果作了对比,取得了良好的效果,成功地应用在了印尼、塔里木、准噶尔等多个地区。     

应用高精度时频分析方法进行生物礁储层预测

时频分析技术在油气检测中占有及其重要的地位．它能够在时间域和频率域同时表示地震信息。使得在时间城内难以得到的地震信息在时频域内能十分清晰显示出来。传统的时频理论有着自身难以克服的缺陷,且难以同时提高时间分辨率和频率分辨率,研究选用高精度的时频分析方法—S变换。通过S变换时频分析．得到共单频属性剖面,结合全频段原始剖面。探讨了使用共单频属性剖面进行地震相分析,最后用该方法预测长兴组生物礁中储层分布．结果与实际钻进符合较好。     

广义S 变换在地震信号特征信息提取中的应用

基于S 变换具有良好的时频聚焦性,将可灵活选取窗函数的广义S 变换引入到地震信号特征信息提取中,系统研究广义S 变换在地震信号局部刻画和总体描述中的应用。通过理论模型和实际资料的试算表明,广义S 变换在特征信息提取方面是行之有效的,具有较强的抗干扰能力。同时可根据目标体的研究需要,合理选择瞬时频率振幅谱剖面、某频率段地震剖面和单频剖面来识别地震剖面中特征信息,为进一步地震资料处理和解释提供可靠依据。     

煤系地层地震强反射剥离方法研究及低频伴影分析

煤系地层具有低速、低密度的特点,导致地震剖面上出现强反射同相轴,淹没煤层上、下含油气目的层反射信息,低频伴影现象也被掩盖,无法利用此现象直接进行油气检测。文中提出层位及子波约束匹配追踪的煤层强反射剥离方法,可以高效地剥离三维数据体中的煤层强反射,并利用广义S变换时窗可变的特性,在两个调整参数控制下根据频率分布特点灵活调整窗函数,对地震道进行时频分析,比较煤层强反射剥离前、后的时频特性。模型测试和实际资料处理表明,用文中方法剥离强反射后,在储层下方发现明显的伴影异常,应用效果良好。     

地震信号的多尺度频率与吸收属性

利用小波函数具有良好的时间域与频率域局部化特征, 在不同尺度下, 对地震数据进行小波变换, 能够有效地提取地震信号的时间-频率分布特征。基于小波理论, 对Aki & Richards(1980)给出的地震波振幅公式进行连续小波变换, 推导出地震波传播时间、频率与吸收系数之间的关系。进而, 计算出地震信号的吸收属性, 有效凸显地震信号主频低、高频缺失严重、反射弱、反射空白、反射杂乱、波形肥胖等含油气响应特征。含烃储集层对高频成份具有特殊的响应, 并时常伴随有强烈的地震波振幅、能量与频率吸收衰减, 在不同尺度下计算地震波的主频、吸收系数能够有效地反映地震波的频移与吸收衰减特征, 有利于岩性识别、油气预测及综合解释。将该方法运用到川西坳陷深层须家河组致密碎屑岩含气性预测中, 预测的异常区块与区内测井结果吻合良好。     

基于时频域Teager主能量的储层检测

油气储层可引起地震信号的能量密度产生异常,因而可利用这种异常进行储层检测。本文在广义S变换的基础上,推导出了一种时频域Teager能量,并定义了反映地震信号能量密度主要信息的瞬时Teager主能量属性。经实际地震信号的分析,发现时频域Teager能量分布具有更高的时频聚集性和时间分辨率。三维地震资料的处理结果表明,瞬时Teager主能量可有效地反映油气储层的位置,准确刻画储层的空间展布及内部的非均质性,可作为分析储层的一种新的瞬时谱属性。