同步挤压小波变换在储层预测中的应用

随着勘探难度的增加,小波变换时频分辨率的精度已经难以达到实际勘探目标的要求,这就需要探索分辨率更高的时频分析方法。同步挤压小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform-SWT)通过对小波变换的复系数谱在频率方向上进行压缩重组,得到比小波变换更高的时频分辨率,同时还具有可逆性和一定的抗噪性。通过模拟信号的测试结果表明,同步挤压小波变换在刻画信号的时频特征方面精度更高、准确性更好;而在实际地震资料的分析当中,利用同步挤压小波变换对舍气薄储层的地震数据进行分频处理,其低频处出现明显异常,而且频率越低异常越明显,有效地预测出储层的存在。     

压缩小波变换地震谱分解方法应用研究

小波变换作为一种具有多分辨率特征的时频分析方法得到了广泛应用,但受不确定性原理影响,其时频分辨率有限。压缩小波变换(synchrosqueezing wavelet transform,SWT)通过对小波变换的复系数谱在尺度方向进行压缩重排,提高了小波变换的分辨率,同时保持了其完整的数学可逆性。合成信号和实际单道记录测试结果表明,压缩小波变换能够更准确地刻画信号的时频特征;实际地震资料时频分析应用试验中,基于压缩小波变换谱分解方法的目标储层油气检测结果与钻井结果吻合,对储层位置的刻画更加准确,低频异常的现象更加明显,能显著降低储层流体检测的多解性。     

基于同步挤压改进短时傅里叶变换的谱分解应用

随着油气勘探开发深度的增加以及地震数据采集受外界的干扰严重,使得地震资料处理解释人员对于含油气层的识别也变得更加困难。基于时频分析的地震谱分解技术已经广泛应用于油气储层预测中;但由于短时傅里叶变换、小波变换、S变换、Wigner-Ville分布等传统时频分析方法受自身窗函数的约束,使得它们的时频聚焦性不高或交叉项干扰,导致油气检测结果存在很大的误差。针对这一难题,为了实现准确的储层预测,通过对短时傅里叶窗函数进行拓展,并且对拓展后的短时傅里叶变换结果执行挤压,将挤压结果重排放置于信号的瞬时频率处,提出了同步挤压改进短时傅里叶变换。信号分析表明同步挤压改进短时傅里叶变换具有更高的时频聚焦能力。将同步挤压改进短时傅里叶变换与地震谱分解技术结合,并将其运用于实际地震资料,结果表明,该方法可以对含油气层进行精细刻画,频率异常特征十分显著,对于含油气性检测具有很强的实用性。     

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。     

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。     

改进的窗参数优化S变换及其在河道检测中的应用

时频分析法是对非平稳信号的处理方法,是地震信号分析的重要工具。时频分辨率是进行高精度储层预测的关键,常规S变换的时频聚焦性难以满足现阶段高精度储层预测的要求。为此,提出构建一种改进的窗参数优化S变换方法,即基于实际信号的振幅谱,自适应地求取窗函数的尺度参数,然后引入新的优化调节参数对窗参数作进一步改进。经合成信号对比分析表明,改进的窗参数优化S变换方法时频聚集性更好,在高频端和低频端均能保持很高的分辨率。应用于实际地震资料的河道检测结果表明,该方法能更好地突出河道特征、刻画河道细节、显示河道的连续性,为地震资料的精细储层描述提供了方法支撑。     

滩坝砂储层地震解释存在的问题及对策

滩坝砂油藏是一类特殊的低渗透薄互层油藏,储层埋深大、横向变化快、地震资料纵向分辨率低,用常规方法很难实现精细解释。本文对滩坝砂储层地震解释中存在的主要问题进行了分析,在此基础上,集中研究了基于希尔伯特-黄变换（HHT）的滩坝砂储层拓频、基于三参数小波的滩坝砂薄互层检测、能量半时特色属性分析、古地貌与地震属性融合显示这4项对策。研究结果表明：①基于HHT的拓频方法,能较好地展宽目标层频带,增强滩坝砂弱信号的能量;②以三参数小波为分析小波,可以较好地刻画滩坝砂薄互层的内部结构;③能量半时属性是整体描述滩坝砂储层的最佳属性;④将古地貌信息作为一种属性参与属性融合,是研究滩坝砂储层的一种特色技术,值得推广应用。     

低频阴影的数值模拟与检测

 为了研究低频阴影与油气储集的相关性,本文将一维黏滞型波动方程拓展至三维,并推导其频率—波数域波场延拓公式。利用黏滞型波动方程对饱含流体地质模型进行低频阴影的数值模拟,发现它能刻画由于流体弥散性、黏滞性以及速度频散引起的反射同相轴时移、相位畸变、主频降低和振幅衰减及低频阴影现象。良好的时频分析方法是检测低频阴影的关键。通过引入两个参数改造S变换的小波函数,使其小波能根据信号处理的具体需要进行调整,构建的广义S变换具有更加优越和灵活可调的时频聚集性能,能实现高效率的三维地震资料瞬时谱分解。文中利用广义S变换对实际三维地震资料进行了瞬时谱分解处理,不仅能检测油气储层的低频阴影,而且可以刻画油气储层的岩性边界和空间展布,减小油气储层检测的多解性。     

基于同步挤压变换的地震勘探信号时频特性分析

地震信号的时频特性分析对于地层界面分析和油气储层研究具有重要意义。不同频段的地震数据反映的地质信息也不同,即不同频率成分对应不同性质的界面信息。地震信号是典型的非平稳信号,应用适合于非平稳信号的时频分析方法研究地震信号的时频特性,能够较好地反映信号频率随时间的变化情况,并且可为后续的地层界面及储层分析提供帮助。本文采用具有高分辨特性的同步挤压变换时频方法分析地震信号的时频特性,较之于传统小波时频分析能更加真实地反映地震信号的频率随时间的变化情况。     

基于三参数小波的频谱分解方法

首先阐述了频谱分解方法的基本原理,然后介绍了三参数小波,重点研究了每个参数对小波的影响,随后设计了正演模型,利用三参数小波进行时频分析;最后利用基于三参数小波的频谱分解方法预测储层,发现三参数小波能更好地显示细微的地质信息。模型测试及实际地震资料应用表明:①三参数小波的灵活性高,小波的调制频率σ影响小波的震荡程度。能量衰减因子τ影响小波的宽窄,当τ较大时,σ对小波的影响减弱。能量延迟因子β的影响颇为复杂,当其为周期的整数倍时,小波只产生时移,可以匹配零相位子波;当其为周期的非整数倍时,小波不仅产生时移,而且产生相位延迟,可以匹配非零相位子波。同时需要注意,β非零会造成河道埋深解释错误。②三参数小波变换较Morlet小波变换具有较好的时频分辨率,能更好地刻画薄互层内细微的地质沉积结构。③实际处理中可将从目的层段提取的地震子波与三参数小波做相关,优选相关性大的参数组合,从而获得最佳的三参数小波。     

复小波频谱分析在地震数据处理中的应用

短时窗傅里叶变换对地震记录分析是按照固定时窗滑动，而复Morlet小波分析法则在时间域和频率域具有良好的局部特性。复Morlet小波的傅里叶变换为高斯函数，是一个特性较理想的带通滤波器，因此在分析地震记录时可以准确刻画储层的特征。文中讨论了复Morlet小波频谱分析方法，分析了复Morlet小波的性质、信号频谱的计算及中心频率uo、参数卢的选取。理论模型试算与实际地震资料处理结果表明，复Morlet小波频谱分析方法的时频分析结果的分辨率明显高于短时窗傅里叶变换的结果，且缝洞储层与围岩的界限分明，能够较细致地刻画储层的分布特征。复Morlet小波频谱分析方法适合复杂缝洞发育的碳酸盐岩储集体的地震数据处理与解释。     

基于匹配追踪的谱分解方法及其应用

谱分解技术作为一项新颖的地震解释技术,在储层预测等方面得到越来越多的应用。准确刻画地震信号在时频空间分布特征是谱分解技术的关键。短时傅里叶变换的时频分辨率受时窗长度限制,不同的时窗参数对结果有较大的影响。小波变换以其多分辨率的特点能够得到更好的时频分布,但其在时间-尺度概念下的时频分解难以理解,而具有自适应特征的匹配追踪方法时频概念相对明确,模型和实际应用表明匹配追踪谱分解具有较好的时频分辨率,更适用于复杂的地震信号。     

分频重构技术在砂泥岩薄互层储层预测中的应用

本文在地质研究的基础上,通过岩心和测井解释,分析不同频率尺度测井曲线反映的储层意义,优选研究区底砂岩段砂泥薄互层储层岩性敏感曲线。在曲线处理基础上,利用曲线分频拟合原理,小波分解提取反映薄互层岩性变化的中频中尺度伽马曲线和反映库姆格列木群层速度的低频大尺度声波曲线,利用统计模型信息融合构建声波量纲的拟声波曲线。在沉积模式的指导下,运用测井约束地震反演思路,采用全局寻优反演算法,恢复地震资料高频和低频信息,提高地震资料分辨率,预测薄互层储层分布。研究表明,曲线分频重构拟声波反演能有效提高地震资料分辨率,刻画复杂沉积背景下薄互层储层分布。     

利用小波参数进行油气预测

近扯来逐步应用到地震勘探上的小波变换，由于它具有良好的时频局部性和不受限制地调整分析分辨率的特点，倍受重视。本文在小波理论分析折基础上，结合模式识别方法，提取了三种小波参数，作为地震特征参数，进行油气检测。     

改进型W变换方法及其应用

低频信息是地震勘探和储层表征的重要依据。由于传统时频分析方法难以描述低频区域的时频特征，因而严重影响了储层表征的精度。W变换方法通过构建包含时变主频的窗函数，可以清晰地刻画低频区域的时频分布，但是，面对高时间分辨率的储层表征需求，单参数控制的W变换不能很好地调整时频分辨率。为此，提出了改进型W变换(MWT)的时频分析方法，可以更为灵活地调整时频分辨率。首先，设计了一个新的斜率参数，结合原有尺度因子，得到包含双参数组合的窗函数。接着，替换原W变换的窗函数获得时间域的改进方法，并将改进型W变换由时间域转换到频率域，实现简单、高效时频变换。与W变换的比较表明，改进型W变换方法利用斜率参数和尺度因子可以更加精细地控制时频分辨率。单子波和子波组合的合成记录实验证明了该方法可以灵活地调整时频分辨率。实际工区数据应用结果表明，改进型W变换方法通过选取合适的参数集，可以在油井储层区域对应出现较为明显的低频异常现象，可以更好地用于储层表征。     

基于子波衰减的低频伴影数值模拟及油气检测

低频伴影技术已在地震资料检测油气中得到应用,但其形成机理仍然没有令人信服的解释.以叠后地震资料为基础,从地震子波衰减及其在油气中的衰减规律的角度正演含油气储层,然后对正演的地震剖面运用高精度的小波变换时频分析方法提取单频剖面,高频剖面出现储层下方弱能量(即上强、下弱),低频剖面出现储层下方强能量(即上强、下强),与实际...     

基于二维小波变换的地震资料去噪方法

在油气勘探中,接收到的地震信号包含有效信号和噪声干扰,即要求从强噪声背景中提取出微弱有效信号,去除干扰信号.小波变换是一种时频分析方法,具有多分辨和适应时变信号处理的特性,能将信号进行多尺度分解,各尺度上分解所得的小波变换系数代表原信号在不同分辨率上的信息,根据时频分析结果进行去噪处理,试验显示局部特征并没有得到有效利用.于是针对地震数据及其噪声干扰的特点,利用二维小波变换技术易于分离有效信号和噪声的特点,将其应用于实际地震资料的处理中,对消除面波干扰及其他规则干扰效果很明显,大大提高了地震资料的信噪比和分辨率,有效改善了地震资料的质量.     

地震信号线性与非线性时频分析方法对比

基于模拟信号与实际数据，系统分析了地震勘探领域目前流行的多种类时频分析方法的时频分辨率、计算效率和抗噪性能。模拟信号分析表明：线性方法的时频聚集性普遍较低，但计算效率很高，且不受交叉项干扰，其中连续小波变换法抗噪性较强；非线性方法时频聚集性较高，但计算效率普遍低于线性方法，抗噪性能方面平滑伪Wigner-Ville分布法和广义线性调频小波变换法相对稳健。因此，低信噪比情况下宜采用线性方法，信噪比较高时非线性方法时频分辨率更高，可识别薄层，亦有助于揭示地质体空间展布等潜在信息。实际地震资料的短时Fourier变换、连续小波变换、平滑伪Wigner-Ville分布和广义线性调频小波变换法处理结果表明：与线性方法相比，稳健的非线性时频方法可以更细致地刻画储层顶、底反射界面和沉积相带展布等特征。     

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。     

小波变换用于地震测井信号的多分辨率分析

本文讨论了短时窗傅里叶变换时频分辨率的缺点，介绍了小波变换的基本概念及多分辨率分析方法，然后和小波变换的多分辨率特性对地震和测井信号进行了时频分析和处理，实验结果表明，小波变换的多分率分析对于分析处理具有时变谱特性的非平稳信号是一种新的有效方法。