瞬时子波吸收分析技术的应用——以中国近海天然气检测为例

基于地震波在通过含气地层时高频成分衰减剧烈这一性质,通过分析高频成分的频谱可以对储层含气性进行检测。常规吸收分析技术是在地震道上分时窗直接进行频谱分析,分析结果受反射系数的影响较大,难以区分强振幅异常是由地层含气引起还是由高阻岩性引起。基于地震资料相对保幅处理的瞬时子波吸收分析技术,能在复赛谱中实现地震子波和反射系数的分离,排除了反射系数的影响,使分析精度得到很大提高。将该技术应用于中国近海多个海域的天然气检测,其结果与钻探结果相吻合。依据分析结果,进行了有利勘探区预测。     

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。     

瞬时子波吸收法在大庆浅层气藏识别中的试算效果分析

松辽盆地大庆长垣南部地区浅层气主要赋存在上白垩统嫩江组三、四段,储层为三角洲前缘薄层砂岩,单砂层和单气层厚度为1-8m。针对薄气层特征,采用瞬时子波吸收法预测气层的分布范围,该方法对于厚度较大、产量较高的气层异常特征明显,厚度小于2m的气层识别效果变差。预测结果与钻井符合率达到80%,新发现5个有利目标区,为勘探部署提供了依据。     

自适应时窗相干体计算技术及其应用

相干体技术是预测断层形态、河道砂体分布及碳酸盐岩裂缝发育状况等的重要技术之-。但在计算相干体时以计算点为中心选取固定长度时窗很难兼顾浅层和深层,即在分析浅层时出现跨多个同相轴,在分析深层(低频带)时因时窗长度不够,在同相轴零点附近相干值易受随机噪声影响;另外,即使时窗大小合适,但在波组起跳点和终止点附近易受邻近波组影响,也难以准确求取同相轴倾角、方位角和相干值等属性;此外,相干体还有较多沿层特征。本文通过地震数据波形自适应地确定时窗,由该时窗计算相干值作为时窗内各样点的相干值;在此基础上,通过计算各视倾角对的相干值估算波形的倾角和方位角。实际资料的处理效果表明,应用本文方法求取的相干体、倾角和方位角属性较为可靠。     

基于主成分分析的自适应宽频带瞬时谱数据融合

为了从瞬时谱分解的大量共频率属性数据中提取和突出与储层有关的主要信息,本文提出一种基于主成分分析的自适应数据融合方法。该方法将变换后的主成分特征值作为权重,自适应地体现各主成分在代表原始数据信息量中的贡献率,使融合后的数据更能突出和反映各频率瞬时谱数据中的有效信息,实现了宽频带瞬时谱数据的降维与优化。实际资料的应用表明,本文的方法可快速提取和突出包含在大量瞬时谱数据集中的主要信息,清晰地刻画储层的几何形态和展布特征,提高资料解释的效率。     

基于瞬时子波吸收分析的油气检测方法

地震波能量衰减与砂岩含油、含气有着一定的关联，以往对吸收的研究常常着眼于气藏对高频成分的强烈吸收作用。Eugene Lichman（2003）在实验室分析的基础上，阐明了岩石孔隙中气体、液体的能量吸收机制。不仅利用瞬时子波谱中高频成分解释了气层吸收状况，而且，还解释了孔隙流体对瞬时子波中低频成份的影响。在介绍这一技术思路的同时，结合一些分析实例．对吸收研究方法进行了认真分析和汇总．完成该方法在THN地区的油检测研究。     

能量吸收分析技术在油气预测中的应用

采用对数谱分析方法，利用油气层与非储层的拟频率对数谱特征上的差异，分离油气层与非储层；通过在拟频率域计算塑性能量比率、塑性与弹性能界限拟频率值等，建立了一种新的基于弹塑性能分解的能量吸收分析技术。将该技术应用于四川宣汉地区普光气田，取得了明显的效果，证实这种基于能量分解的吸收分析技术是一项较为有效的油气预测技术。     

正演子波响应特征及逆时成像分析

采用一阶形式和二阶形式的地震波动方程,开展了二维地震子波正演响应理论研究,并以二维均匀介质速度模型为例,将不同相位的 Ricker子波作为输入子波,进行了数值模拟。结果表明,一阶形式的子波响应与输入子波波形差异较大,且存在较大的相位移,同时,其比值 谱与频率呈线性正比关系;而二阶形式的子波响应与输入子波波形差异较小,相位移较小,其比值谱几乎不随频率变化。因此二阶形式的波动 方程具有更好的保形特征,可以实现任意期望子波波形的正演数值模拟。在上述研究的基础上,讨论了逆时子波波场响应特征,并以一维层状 介质反射系数模型为例,进行了一阶形式和二阶形式波动方程的相关型和反射率型逆时偏移成像试验,结果表明,当震源波场与接收波场的子 波波形相一致时,低频逆时噪声能量最弱,成像效果最佳;反之,成像剖面中的反射界面与真实的地层界面位置会存在时差,同时,低频逆时 噪声能量较强。因此,保持子波波形的一致性是实现高精度相关型、反射率型逆时偏移成像的前提。     

子波替换技术及应用效果分析

理想的反褶积处理是对地震信号进行谱白化,使其回归理论脉冲状态.实际处理中,由于受到客观条件的限制,反褶积过程变成了压缩地震子波的过程,以此来提高纵向分辨率,但并没有改变子波的相位特性.以常规褶积算法为基础,在借助信号自相关Toeplitz矩阵求得反褶积因子前提下,提出了子波替换反褶积算法.该算法由给定的理想子波构造替换矩阵,在进行信号反褶积过程中进行子波替换,达到改变子波频率及相位特征的目的,在不增加额外噪声的情况下使信号的纵向分辨率达到最理想的状态.此外,在求取反褶积因子过程中结合了相位处理技术,从而打破了常规反褶积中最小相位假设的限制,真正意义上实现了任意信号的盲反褶积处理.     

基于时频分析的地层吸收补偿

本文在分析地震反射波勘探信号时频分布特性的基础上提出了基于短时傅里叶变换的地层吸收补偿方法。首先用短时傅里叶变换对地震勘探信号进行了分频;然后根据地层吸收特点在每一个频率上分别提取每一个时间点的吸收因子,并用其道中权每一个短时傅里叶变换系数;再用加权后的短时傅里叶变换数重构地震反波记录消除地层吸收。该方法不需要短Ｑ值,对变Ｑ和常Ｑ都能适应。实际应用效果表明,该方法能很好地补偿地层的吸收。     

基于频谱分析的时变子波反褶积

地层的吸收作用会引起的震子波的变性。在假定子波为非时变的情况下，用脉冲反褶积对整个地震道进行处理得出的剖面出现浅层频率高、深层频率低的现象。Ｂｕｒｇ反褶虽然采用滑动时窗的方法可适用于子波的变性，但由于受Ｌｅｖｉｎｓｏｎ关系的约束仍摆脱不了Ｔｏｅｐｌｉｔｚ矩阵的性质，为此我们提出了基于频谱分析的时变子波反褶积。该方法可很好解决子波的时变问题并与地震子波相位无关。理论分析和实践表明，该方法是一种有效且     

自适应分段的时变子波估计方法

针对目前时变子波估计中忽略地震记录的非平稳特性导致子波估计不准的问题,提出了一种基于自适应分段的时变子波估计方法.根据自适应分子分解法基本原理,自适应分段以二次谱法替代原有的多项式法拟合子波振幅谱,有效提高了自适应分子窗的寻优精度;采用使时变子波振幅谱相似度最大的方法确定最优的时窗函数分段,实现自适应分子窗的合理划分,进而以傅里叶反变换实现时变子波估计.通过数据仿真和实际地震数据处理等验证了该方法在子波估计中的有效性和适用性.     

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。     

基于地震子波衰减谱的碳酸盐岩烃类检测方法

针对碳酸盐岩储层,根据含油气地层对地震波高频成分吸收增强、吸收系数增大的原理,提出了基于地震子波衰减谱的烃类检测技术。该技术在对地震资料进行去噪的基础上,应用复倒谱匹配法分别求取目的层上、下沿层时窗内的地震子波谱,进而求取上下时窗地震子波衰减谱。通过衰减谱进行碳酸盐岩储层烃类检测。在Y2井区碳酸盐岩储层的实际应用中,与基于目的层的烃类检测技术相比较,该技术敏感性较高,能够有效地预测碳酸盐岩储层的油气分布,对井位部署和油气增储上产具有指导作用。     

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。     

基于地震数据瞬时相位谱的地层厚度估算

针对低于调谐厚度的地层厚度估算难题,探索了一种应用叠后地震数据瞬时相位谱的地层厚度估算方法。该方法在有效地震频带内应用瞬时相位谱构建地层厚度估算的目标函数,不需要考虑反射系数大小和极性、地震子波的主频率。合成记录数据测试显示该方法在地震数据无噪声的情况下,对于厚度小于和大于调谐厚度的情况均能得到精确的厚度估算,厚度估算不受地震数据带宽、反射系数大小和极性的影响,但是厚度估算严重受噪声污染的影响。野外实际数据的应用表明,当在有效频带内地震数据具有高信噪比的前提下,应用该方法获得的地层厚度估算与测井解释数据比较,误差均小于10%,能够为油气藏勘探和开发的钻井部署提供依据。     

基于二阶自适应同步挤压S变换的时变子波提取方法

鉴于时不变子波的假设条件不能反映实际地震数据的非稳态特性,且传统分段提取时变子波的方法不能满足勘探所需的精度要求,提出了一种基于二阶自适应同步挤压S变换(ASST2)的时变子波提取方法,可以从非稳态地震数据中直接提取时变子波。首先对非稳态地震数据进行ASST2时频分析得到高质量的时频谱图,再通过建立局部谱的统计参数与加权指数型子波的解析关系实现逐点提取子波,最后基于时空域的时变子波矩阵建立非稳态地震记录褶积模型。与常规提取子波的方法相比,该方法不需要地震数据稳态或分段稳态的假设条件,根据数据自身特点自适应估计子波参数,克服了对子波形态的限制条件,同时避免了误差累计。模型数据测试和实际地震数据应用结果表明,该方法能够有效地提取时变子波,即使在相邻地层也能保证子波估计的准确性,从而提高地震资料处理的精度。     

基于最佳时窗刻画技术的河道相储集砂体识别——以港西油田为例

港西油田河流相储层具有形态多样、单层厚度薄、横向变化快等特征,在地震上砂岩与泥岩的速度较接近,波阻抗差小,地震反射波振幅弱,利用常规储层预测方法难以识别,因而成为油田勘探和开发的瓶颈。在精细储层标定和解释的基础上,提出了基于等时层切片的最佳时窗河道砂体刻画技术,查明了河道相砂体的展布规律,能够识别最小厚度约为4．5m的单砂体,落实了有利的岩性圈闭,据此部署的钻井获得了工业油流。该技术手段对于类似地区河道相砂体的勘探与开发具有一定的参考价值。     

一种高精度时频分析技术在碳酸盐岩烃类检测中的应用

WVD时频分析是一种高精度的时频分析方法,在碳酸盐岩烃类检测中具有更高的精度。但是交叉项的存在,会对有效信号造成严重干扰,导致其精度有所下降。为此,利用两种加权窗函数分别抑制交叉项在时间方向和频率方向的影响,理论计算显示了其有效性。在塔里木盆地哈拉哈唐地区地震资料的实际应用中,利用该方法获得了高精度的时频分析结果,为该区今后的勘探开发部署提供了重要依据。     

基于时变子波的品质因子估计

地下介质的地层滤波效应和吸收衰减效应会使地震信号频带变窄、主频降低、相位畸变。在对非稳态地震记录进行时变子波估计的基础上,从频率域和时间域两方面研究子波的时变性与品质因子的关系。首先推导非稳态记录正演模拟的时间域实现方法,通过子波褶积矩阵表达传播子波的时变性;其次,基于最优化思想,在给定范围内扫描Q值,使深部和浅部两个传播子波达到最佳匹配,提出了频率域子波匹配Q值估计方法和时间域子波匹配Q值估计方法。相比于常用的谱比法,频率域子波匹配法不需要做谱比,并通过最小二乘优化算法替代线性回归,具有更高的抗噪性。时间域子波匹配法通过子波褶积矩阵引入衰减响应,从根本上避免谱估计的误差,具有更高的精度。理论模型和实际数据计算结果表明,两种方法都能快速有效地估计品质因子,与时变子波谱比法相比,对低信噪比数据具有更强的鲁棒性。同时,模型测试表明品质因子估计结果的纵向分辨率有限,两个子波间的时间间隔制约着估计精度。