利用时频域地震信号相位残点特征检测地层连续性

谱分解法是一种重要的频率域属性分析方法,地震信号经过频谱分解后可从特定频率中提取掩盖在宽频信号中反映地质异常信息的信号,从而提高常规地震资料的分辨率。现今常利用频谱分解后的振幅谱开展地层横向连续性检测、地层识别等,而忽略了相位谱的作用。本文主要利用复Morlet小波变换对信号进行频谱分解并计算相位谱的残点,再根据得到的相位残点属性进行地层不连续性检测。通过理论正演分析、实际地震资料的处理及多口井资料验证,表明相位残点属性对地层横向细微的连续性变化较敏感,可揭示一些在常规地震剖面中无法有效识别和刻画的重要地质特征。本文认为相位谱属性是一种适用于地层连续性检测的新技术。     

地震子波零相位化改造的应用

地震资料准确标定是地震资料精细解释工作的基础。从声波时差、密度资料的环境校正入手，利用合成地震记录求取准确的时间〖CD1.8mm〗深度关系，获得与井旁地震资料最佳匹配的非零相位实际地震子波；利用子波反褶积完成地震子波的零相位化改造，消除地震子波非零相位化引起的干涉假象和相邻地震工区间的闭合差，提高地震资料的分辨率。清晰的地震反射结构突出了特定的地质现象，为地震资料的准确标定提供了依据。     

四参数宽带B样条子波

本文基于地震尖脉冲的小波分解及其重构原理,提出一种基于部分尺度下信号重构理论的宽带子波构成方法,利用此方法可以形成一系列各具特色的地震子波。基于复B样条小波,具体讨论四参数宽带B样条地震子波的构成,推导出四参数宽带B样条子波的时间域和频率域的解析表达式。四参数宽带B样条地震子波不仅具有可直接调节旁瓣衰减的参数,而且还可以直接调节相位的个数,与相同主瓣等效频率的雷克子波和俞氏子波相比,四参数宽带B样条子波旁瓣小,非零时间点的延续时间短。楔形模型制作的合成地震记录表明,四参数宽带B样条子波的分辨率更高且参数选择更为灵活,可为地震资料处理提供一个更方便、更灵活的地震理论子波。     

复数域匹配追踪近地表Q值估计及深度学习建模

常规基于微测井资料的品质因子(Q值)求取方法,通常需要拾取初至时间并按时窗求取初至波频谱,因而工作量较大,并且受选取的窗函数参数大小的影响。为此,提出了一种基于非零相位雷克子波的复数域快速匹配追踪分解并结合对数谱比法估算微测井数据近地表Q值的方法。根据微测井数据初至波能量最强的特点,利用非零相位雷克子波匹配追踪提取第一个匹配原子,其频谱表达了初至波的能量,中心时间则包含了初至旅行时信息,从而实现了用于谱比法Q值估算的初至波频谱和旅行时参数的自动提取。在谱比计算中引入整形正则化算子提高算法的稳定性,并采用优化反演算法求出稳定的谱比值,以保证对数谱比法近地表Q值估计的精度。将工区内不同测点求取的品质因子函数作为已知样本标签,通过深度学习训练形成近地表Q值的多元非线性回归算子,建立三维近地表品质因子模型。模型数据和实际数据的处理结果表明,该方法自动、高效、稳定,且抗噪能力强,将获得的近地表Q值模型用于Q值补偿,可有效提高地震资料的分辨率。     

动态地震子波估计

目前常用的地震子波估计方法有确定性子波估计和统计性子波估计,各有其优缺点.2类子波估计方法都是基于传统的褶积理论模型,即子波在传播过程中保持波形不变,没有考虑子波在传播过程中的动态性.实际上由于地层对子波具有吸收作用,子波在传播过程中逐步衰减,子波传播是一个动态衰减过程.改进静态褶积模型提出动态褶积模型,从而估计动态子波.假设地层反射系数为白噪序列,震源子波在地层中传播形成衰减地震道,对此地震道作小波变换时频谱分析,采用箱状平滑对衰减地震道频谱作平滑,去除反射系数的影响,从而获得子波振幅谱,再假设子波为最小相位,通过希尔伯特变换求得子波相位,从而实现动态子波估计.理论模型分析与实例计算验证了方法的可行性.     

子波反褶积在塔河油田联片三维地震资料解释中的应用

在塔河油田联片地震资料解释过程中,地震子波非零相位化造成的“伴随相位”假象很容易被当成有效反射加以解释。在对测井声波、密度资料进行环境校正的基础上,提取了较准确的波阻抗反射系数。通过合成地震记录与井旁地震道的对比,从地震道中提取了非零相位的实际地震子波,并据此对原地震数据体进行子波反褶积处理。修饰性处理后的地震数据体基本上消除了地震子波非零相位化引起的假象,地质反射特征清晰,分辨率明显提高,剖面品质也有明显改善。     

三参数小波变换瞬时属性分析及应用

针对薄层反射地震信号含有快速变化的振幅和频率分量的特点,研究了新的分析小波——三参数小波,并基于三参数小波变换提出了在相空间计算地震瞬时属性的方法.三参数小波有3个可调参数,对信号做小波分析时有很高的自由度,能够很好地匹配地震子波或给定的有效信号,三参数小波与BMSW小波或其他小波相比具有更好的时域局部化性质.实际应用...     

基于宽带B样条子波的匹配追踪时频分解

本文利用四参数宽带B样条子波的高分辨性和子波参数调节的灵活性,结合常规匹配追踪算法,实现了高精度的地震道自适应时频分解。应用理论模型,讨论了该方法的正确性和有效性,并与真实谱和Morlet小波匹配追踪做了对比,结果表明该算法计算的时频谱分辨率较高、时频定位性好。实际地震资料的应用效果表明,该方法计算的低频瞬时能量谱剖面可以较好地反映储层的非均质性,能够显现储层内部的细节信息,取得了良好的时频分解效果。     

子波反褶积在塔河油田地震解释中的应用

在塔河油田联片地震资料解释过程中,地震子波非零相位化造成的“伴随相位”假象很容易被当成有效反射加以解释。因此须对声波和密度测井资料进行环境校正,较准确地提取波阻抗反射系数,进而通过合成地震记录与井旁地震道的对比,从地震道中提取非零相位的实际地震子波,并对原地震体进行子波反褶积处理。处理后的地震体基本上消除了地震子波非零相位化引起的假象,地质反射特征清晰,分辨率明显提高。塔河油田下奥陶统顶面在未进行处理前,存在多个副相位,极易解释为不整合和砂岩透镜体,但处理后,喀斯特地貌清晰可见。     

多子波分解与重构中子波的优选

在地震信号的多子波分解与重构中,子波类型与子波分辨率的选择是十分重要的。针对这一问题,首先计算了复数Paul子波和复数Morlet子波的时频谱,并讨论了频率域内子波宽度控制参数对频率域分辨率的影响;然后应用匹配追踪算法对实际地震数据进行多子波分解与重构,从理论上确定了控制复数Paul子波和复数Morlet子波频率域分辨率的最佳子波宽度,对两种子波分解重构地震剖面的差异性进行了对比分析。理论和实际计算结果表明:复数Paul子波与复数Morlet子波的分辨率和频谱能量分布有所不同,在实际应用中需针对不同的研究目的选择不同类型的子波。基于复数Paul子波的重构剖面保留了更多的低频能量,适用于反射同相轴连续的地下构造研究;基于复数Morlet子波的重构剖面高、低频频谱差异大,更适用于地震波吸收衰减研究。     

基于广义S变换的低频瞬时能量谱油气检测技术

讨论了S变换的优良性质,并对S变换作了进一步推广。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。通过对原始地震数据做广义S变换,得到了S域中单频率段的复地震道;由单频率段的复地震道进一步求取瞬时属性,得到了广义“三瞬”,即广义瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位(也称单频段的瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位)。当储层中含有流体或气体时,会引起地震波能量和频率的变化,表现为高频段能量的衰减和低频段能量的增强,故利用基于广义S变换的低频瞬时能量谱可进行油气检测。     

小波变换域地震资料瞬时频率分析方法

小波变换域瞬时频率分析方法是地震资料分析的重要工具。分析了在小波变换域提取瞬时频率的原理及优点，讨论了选择不同的小波函数对计算结果的影响。利用Ricker子波和薄互层模型数据，分析了以Morlet小波、匹配地震子波的小波及三参数小波为基本小波计算的瞬时频率，结果表明：基于三参数小波的瞬时频率分析方法具有良好的抗噪性能及较高的时间分辨率。将该方法用于地下薄互层结构的地震响应分析，不仅可以刻画地层的整体变化特征，而且可以刻画薄互层内部结构。在大庆油田三维数据体瞬时频率分析中，将该方法与常用的Hilbert变换属性提取方法进行了对比，结果表明，该方法可以更清晰地刻画出火山岩的空间展布。     

基于动态匹配子波库的地震数据快速匹配追踪

 本文基于Liu 等的改进算法,以Morlet小波作为基本匹配子波,在控制参数的确定过程中,充分利用地震信号的瞬时特征确定动态扫描范围,并根据地震信号本身的特点创建动态子波库,通过一次迭代同时确定多个匹配子波,再利用匹配子波控制参数之间的关系,提出了双参数快速匹配追踪算法,进一步减少了扫描参数的个数,使计算效率得到了质的提高。为了使算法更快收敛,利用残差信号的能量对双参数快速匹配追踪算法的迭代次数进行有效控制,不仅避免了毫无意义的计算,而且可在一定程度上去除随机噪声。最后,本文利用各匹配子波的独立性,提出了一种变窗口短时傅里叶变换方法,得到了高精度时频分布图。     

Gabor-Morlet小波变换分频技术及其在碳酸盐岩储层预测中的应用

地震分频技术可以刻画碳酸盐岩储层中由缝洞引起的地震反射频率特征。常规小波变换频谱分解技术使用的是尺度参数,难以与频率参数直接对应,其结果的地质含义不够明确。Gabor-Morlet小波变换直接使用频率参数,能更有效地突出信号的局部特征。塔中地区奥陶系碳酸盐岩有效储集空间以次生孔、洞和裂缝为主,基质孔隙度低、渗透性较差,储层的非均质性极强,用常规地震属性方法不能有效地描述储层的分布特征。为此,分别利用常规小波变换和Gabor-Morlet小波变换谱分解技术对塔中地区奥陶系良里塔格组碳酸盐岩储层进行了预测,并将两种方法的预测结果与钻井数据进行了对比分析,结果表明,基于Gabor-Morlet小波变换的频谱分解技术储层预测结果与实际钻井数据的吻合率在90%以上。     

利用双向匹配追踪提高地震分辨率

在常规时间域匹配追踪子波分解的基础上,提出了时频谱匹配追踪子波合成的思路,类似于数字信号处理的正、反过程,基于Gabor反褶积的理论框架,利用双向匹配追踪算法,在时频域实现了一种非平稳的提高地震分辨率方法,其流程为：1将地震道数据进行正向匹配追踪子波分解,将每个子波的时频谱进行叠加得到地震道的时频谱;2通过匹配追踪时频谱平滑和数学运算,得到近似反射系数时频谱;3对反射系数时频谱进行反向匹配追踪,得到一系列高分辨率的地震子波,进而合成高分辨率地震道。对实际地震资料的处理结果表明,该法有效拓宽了地震资料的相对频带,提高了地震数据的分辨率。     

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。     

基于Ricker类地震子波的匹配追踪

Ricker类地震子波是由Ricker子波演变得到的零相位三参量理论子波,通过适当的简化,得到了二参量C子波,参量独立地控制波形特征。以两个波形参数(主、旁瓣极值比和主、旁瓣宽度比)来定量表征C子波,发现C子波(Ricker类子波)比常规的Ricker子波、宽带Ricker子波波形更为丰富。基于C子波的匹配追踪算法,以该类子波构建原子库,建立包络瞬时频率与子波参量的定量关系,通过"三步法"实现地震信号的分解。模型试算结果表明了该算法的有效性,时频谱具有较高的时频聚焦性,C子波比Ricker子波更适用于时变记录的匹配。基于C子波库对实际地震资料进行匹配追踪,分频结果取得了较好的解释效果。     

基于三参数匹配追踪的油气检测技术与应用

匹配追踪时频谱分解技术具有较高的时频分辨率。近年来，基于匹配追踪方法的储层含油气性检测技术得到广泛应用，但传统的匹配追踪技术因计算效率低和时频原子分解精度不够等因素影响了流体识别的效果。为此，研究了一种三参数动态扫描的快速匹配追踪方法。该方法以Morlet小波为时频原子，引入三瞬属性作为初始值，从而缩小参数扫描范围，只对尺度、相位和频率进行局部扫描，在瞬时相位的局部单调区间内直接获得最佳时移参数，减少搜索参数的同时提高了分解的稳定性。单道地震信号试验表明，该方法能够有效提高匹配追踪的计算效率和分解精度。该方法应用于CD油田沙一段储层油气检测的结果表明，利用该方法提取的吸收衰减属性可以有效地区分油气层与水层和干层，预测的油气区展布符合沙一段储集体发育规律和油气成藏规律。     

薄层的二阶功率谱特征研究及厚度预测

常规的薄层厚度估算技术都是基于地震子波为零相位的假设而发展起来的,在非零相位情况下进行估算往往误差较大.为此,从薄层振幅调谐具有周期性陷频谱特征出发,提出了二阶功率谱的概念,从理论上对薄层的二阶功率谱特征进行了研究,建立了薄层厚度与二阶功率谱极大值之间的对应关系,给出了利用二阶功率谱进行薄层厚度预测的理论依据和方法,即根据薄层厚度和二阶功率谱的能量关系制作二阶功率谱图,图上强能量团对应的时间即为薄层时间厚度.楔状模型试验结果表明,通过二阶功率谱进行薄层厚度估算更加直观有效,且不受子波相位的影响,适应能力更强.     

高精度地震时频谱分解方法及应用

由于受测不准准则的制约,应用小波变换、广义S变换等线性算法无法同时获得高时间分辨率和高频率分辨率,而应用匹配追踪算法可克服窗函数的限制,能在时间域和频率域同时精细表征信号特征。本文在阐述地震信号匹配追踪时频谱分解的算法原理基础上,通过对标准Morlet小波进行合理改造,完备了时频原子库,有利于提高地震信号匹配分解的精度;依据Morlet小波的时宽对地震道进行开时窗,可在多个时窗内同时动态扫描匹配小波原子,可以适当提高计算效率。模型试验与实际数据分析表明,基于改进Morlet小波的地震信号匹配追踪算法更精确更高效,且具备一定的抗噪能力,适合定量分析地震资料的频谱变化特征,有助于研究储层及油气的分布范围。