【正文】 課程內(nèi)容 第一講 地震屬性概述 第二講 地震屬性提取與分析 第三講 地震屬性優(yōu)化處理 第四講 地震屬性應(yīng)用實(shí)例 第五講 儲層預(yù)測結(jié)果評價與檢驗 第二講 地震屬性提取與分析 一、提取地震屬性的分析方法 二、地震屬性的描述與適用性 三、相干屬性體及其應(yīng)用 四、地震屬性的物理意義 五、地震屬性間的相關(guān)性 地震屬性分析技術(shù) 一、提取地震屬性的分析方法 自相關(guān)分析 傅立葉譜、功率譜分析 振幅特征分析 復(fù)地震道分析 地震記錄的信噪比分析 地震記錄的相對分辨率分析 地震記錄的自回歸分析 地層平均吸收衰減特性分析 相干體分析 AVO分析 1各種變換和反演方法等 第二講 地震屬性提取與分析 自相關(guān)分析 設(shè) f(n)為離散地震信號， N1和 N2為分析時窗的起始、終止時間所對應(yīng)的離散時間序號，時窗內(nèi)離散時間樣點(diǎn)數(shù)為 N=N2N1+1， f(n)自相關(guān)函數(shù) ACF(τ)表示為： 自相關(guān)函數(shù)如右圖所示。 )()(1)(21mfmfNA C FNNm?? ??ττ第二講 地震屬性提取與分析 自相關(guān)函數(shù)是地震記錄特征的反映，是地震記錄中重復(fù)性的標(biāo)志。在一般情況下，自相關(guān)函數(shù)主極值幅度代表著記錄段的能量；主極值寬度與記錄的視周期有關(guān)，頻率低的信號，主極值寬度大；頻率高的信號，主極值寬度窄；旁極值的幅值和面積表示地震記錄的重復(fù)性及延續(xù)時間的長短。當(dāng)反射層具有薄互層結(jié)構(gòu)，反射記錄出現(xiàn)干涉現(xiàn)象時，自相關(guān)函數(shù)幅值和面積增大。 第二講 地震屬性提取與分析 傅立葉譜、功率譜分析 譜分析是在頻率域內(nèi)描述地震記錄特征的重要方法，它有兩種形式，一是傅立葉譜分析，用于確定性函數(shù)；二是功率譜分析，用于隨機(jī)過程。當(dāng)用于分析的地震數(shù)據(jù)是一個均值為零的隨機(jī)過程，功率譜為它的一個統(tǒng)計特性，可以較好表示反射波的特征；當(dāng)用于分析的地震數(shù)據(jù)是一個確定的時間函數(shù)，或記錄的信噪比較高、分析時窗中有穩(wěn)定的反射波出現(xiàn)，使用傅立葉譜分析描述反射波特征較為適宜。 第二講 地震屬性提取與分析 地震波的頻譜與其波形的關(guān)系是互為正 、反傅立葉變換的關(guān)系 ， 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： ???????????????????dtjFtfdttjtfF)e x p ()()()e x p ()()(21第二講 地震屬性提取與分析 獲取功率譜 P(f)的方法： 利用振幅譜與功率譜的關(guān)系，即 P(f)?C2A2(f) 利用自相關(guān)函數(shù)的 FFT得到 P(f) ? ???? ?? ??? djfA C FfP )e x p ()()(伯格譜方法－利用自回歸分析的相關(guān)系數(shù)定義伯格譜。 第二講 地震屬性提取與分析 振幅特征分析 反射波振幅或能量特征是地震巖性解釋和儲層預(yù)測常用的動力學(xué)屬性 ， 利用振幅特征分析可提取下列一些屬性：記錄能量 、 最大振幅值 、 均方根振幅等 ， 這類屬性反映了目標(biāo)層內(nèi)波阻抗 、 地層厚度 、 巖石成分 、 孔隙度及含流體成分的變化 ， 可用來識別振幅異常或用于層序特征分析；也可用來追蹤地層學(xué)特征 ， 如三角洲 、 河道 、 各種扇或特殊巖性體；還可用于識別巖性變化 、 不整合 、 氣體以及流體的聚集等 。 第二講 地震屬性提取與分析 復(fù)地震道分析 Taner 等（ 1979）解釋的復(fù)數(shù)道由實(shí)部（常規(guī)地震道 f(t) ）和虛部（正交道 h(t) ）組成，即 式中虛數(shù) i是 1的平方根。正交道 h(t)可以通過Hilbert轉(zhuǎn)換的常規(guī)地震道獨(dú)立地確定，即 式中 *表示褶積。實(shí)際上， h(t)是 f(t)的 900相移形式，所有其他的復(fù)數(shù)道都可以從正交道和實(shí)數(shù)道中求得。 )()()( tihtftF ??)(*1)( tftth ??第二講 地震屬性提取與分析 瞬時頻率： )()()()( 22 tFthtftA ???? ?? ?)(/t an)( 1 tftht ???? ? ? ?dt tdt ?? ?三瞬剖面屬性定義為： 瞬時振幅強(qiáng)度： 瞬時相位： 第二講 地震屬性提取與分析 地震記錄的信噪比分析 在使用地震資料進(jìn)行儲層預(yù)測前，對資料的信噪比作定量評價是必要的。在一定的地震地質(zhì)條件下，記錄的干擾背景很強(qiáng)；在另外的地質(zhì)條件下，記錄的干擾背景可能較平靜，如油藏部分經(jīng)常有地震記錄規(guī)律性變差、信噪比低這一特點(diǎn)。因此，測定地震記錄的信噪比，也具有重要的地質(zhì)解釋意義。從技術(shù)上看，信噪比經(jīng)常用來評價野外工作的施工質(zhì)量，考核資料處理效果。建立信噪分離方法，定量評價地震記錄的信噪比，具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。 第二講 地震屬性提取與分析 設(shè)地震記錄 f(t)由信號 q(t)和噪音 n(t)迭加而成 ，且噪音 n(t)為隨機(jī)的 ， 與信號 q(t)不相關(guān) ， 是一個滿足正態(tài)概率分布的穩(wěn)定的隨機(jī)過程： f(t)=q(t)+n(t) 在這種假設(shè)條件下 ， 用多道記錄可以分別獲得信號和干擾的自相關(guān)函數(shù)的可靠估計 。 第二講 地震屬性提取與分析 考慮到信號與干擾不相關(guān)，其間互相關(guān)函數(shù)為零，從而有： )(1)(122221122)()()()()()(knKkkqKkTTtkkTTtkkKkkkKkTTtrTrTtntntqtqtftf?????????????????????????????????? ??? 式中， k=1,2,…,K 為多道處理時使用的各地震道道序號， K為參與處理的總道數(shù)， T為各道分析時窗長度。 第二講 地震屬性提取與分析 地震記錄的相對分辨率分析 所謂分辨率，指的是分辨相距很近的分界面而來的反射波信號的能力。主要決定于地震記錄上反射脈沖的延續(xù)時間、地層厚度以及反射波的頻率成分等。由于不可能在地震記錄上直接測定反射脈沖的延續(xù)時間，因此分辨率的量度按地震記錄自相關(guān)參數(shù)來定義： 4211?? SSR ??ACF(?) ? 0 S1 S4 S3 S2 ? 第二講 地震屬性提取與分析 其中 θ為自相關(guān)函數(shù)主極值半周期寬度， S1為主極值半周期內(nèi)自相關(guān)曲線所包含的面積， S S３ 、 S４ ，簡記 S24為自相關(guān)曲線依次三個旁極值面積之和。θ與反射波視周期有關(guān)，視周期越長，分辨率越低，所以參數(shù) Rλ與 θ成反比；自相關(guān)函數(shù)的面積表示地震波能量的分布情況。相位個數(shù)越少、脈沖越窄，則地震波分辨率越高，對這類脈沖主極值半周期面積 S1越大；相反，脈沖延續(xù)時間長、相位個數(shù)多，則地震波分辨率低，而自相關(guān)函數(shù)旁極值面積 S24越大；所以參數(shù) Rλ與 S1成正比，與 S24成比。 第二講 地震屬性提取與分析 地震記錄的自回歸分析 區(qū)別于上述地震記錄反射特征分析，自回歸分析是一個數(shù)學(xué)分析方法，使用自回歸模型，或 AR模型，將地震記錄表示為本身樣點(diǎn)的線性組合，用多項式的系數(shù)來表達(dá)地震記錄的反射特征。自回歸系數(shù)作為反射特征參數(shù)，它們不具有象其它參數(shù)那樣明顯的物理意義，而是一個抽象的數(shù)學(xué)系數(shù)，描述著地震記錄的面貌和特征。 第二講 地震屬性提取與分析 作為隨機(jī)過程 xt的一段記錄，可以用 M階自回歸模型表示，即以 xt過去時樣點(diǎn)線性組合來表示該過程現(xiàn)在時的估計值： jkMjjk xay ????1其中 k＝ M+1,M+2,…,M 0；也就是說，如果地震記錄的前 M個樣點(diǎn)是已知的，則 M+1以后的樣點(diǎn)值可以用前面的樣點(diǎn)值來預(yù)測。這是一個線性濾波問題，使用最小平方法解解線性方程組： 第二講 地震屬性提取與分析 可以求得濾波因子｛ aj， j=1,2,…,M ｝ 自回歸分析的應(yīng)用包括兩方面內(nèi)容，一方面是計算伯格功率譜，另一方面，自回歸分析用于油藏描述，可以預(yù)測油氣藏的存在、類型及油藏邊界。 MkrraMjkjkj ，， ?211?????第二講 地震屬性提取與分析 地層平均吸收衰減特性分析 地震波傳播的實(shí)際介質(zhì)并非是理想的完全彈性介質(zhì)，在許多情況下具有非彈性性質(zhì)。研究彈性波吸收與巖相的關(guān)系，結(jié)果表明這種關(guān)系在不同頻率上是不同的。對油氣藏模型研究結(jié)果表明，其物理性質(zhì)分布是復(fù)雜的、不均勻的。對彈性波吸收性質(zhì)主要決定于巖石骨架的彈性性質(zhì)，影響較大的因素還有孔隙度、孔隙可壓縮性及孔隙飽和液成分，特別是孔隙中含有天然氣成分對吸收性質(zhì)的影響更為明顯。 第二講 地震屬性提取與分析 對地震波傳播的實(shí)際介質(zhì)的吸收性質(zhì)作一個歸納 ， 以下 6點(diǎn)事實(shí)是可以肯定的 。 (1)巖石吸收性質(zhì)從地表到地球深處變化范圍很大 ， 且對縱波和橫波各不相同 。 橫波的吸收衰減高于縱波的吸收衰減 。 (2)各類波的吸收系數(shù)與頻率有關(guān) ， 隨頻率增加而增大 ， 接近于線性關(guān)系 。 (3)吸收系數(shù)與地震速度之間存在明顯的對比關(guān)系，高速的巖石，吸收系數(shù)低；而低速的巖石，吸收系數(shù)高。吸收系數(shù)如同速度一樣，頻散異?，F(xiàn)象較弱。 第二講 地震屬性提取與分析 (4)地層巖石吸收性質(zhì)首先決定于巖石保存狀態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 。 礦物顆粒和粒度對吸收性質(zhì)影響不大 ， 地層靜壓力隨深度而加大 ， 使巖石壓緊 ， 結(jié)構(gòu)致密 ， 引起吸收系數(shù)降低 。 受到破壞的巖石結(jié)構(gòu) ， 將使它的吸收系數(shù)提高 。 (5)由固 、 液 、 氣構(gòu)成的多相介質(zhì)中 ， 對吸收性質(zhì)影響最顯著的是氣態(tài)物質(zhì) 。 在巖石孔隙飽和液中滲入少量氣態(tài)物質(zhì) ， 可以明顯提高對縱波能量的吸收 。 第二講 地震屬性提取與分析 (6)對大多數(shù)地區(qū)，泥巖中平均吸收系數(shù)比砂巖高。巖石的吸收系數(shù)與砂巖系數(shù)有關(guān)，隨砂巖系數(shù)增加，吸收系數(shù)降低。巖石的吸收系數(shù)還與其埋藏深度有關(guān)，隨埋藏深度增加而減少。 地震勘探中用來表示地層吸收性質(zhì)的參數(shù)有吸收系數(shù) α、衰減因子 h、對數(shù)衰減率 δ、品質(zhì)因子 Q等。 第二講 地震屬性提取與分析 吸收系數(shù) ?用來表示地震波振幅 A沿傳播距離的衰減，即 AAln1 0x??其中 x為波的傳播距離， A0為起始振幅， t為波的傳播時間。 衰減因子 h: AAln1 0th ?對數(shù)衰減率 ?表示地震波振幅在一個波長 λ距離上的衰減量或與之相應(yīng)的在一個周期 T內(nèi)的衰減量，即： hTAAAA ???? 00 lnln ???? 或第二講 地震屬性提取與分析 從 δ=αλ=hT關(guān)系看，對數(shù)衰減率是一個無量綱參數(shù)。根據(jù)大量實(shí)驗數(shù)據(jù)證明，在地震頻帶內(nèi)，吸收系數(shù) α與頻率 f成正比。 fVVT????? ?????正是表達(dá)了這種函數(shù)關(guān)系，比例系數(shù)應(yīng)為一常數(shù)。忽略地震速度的頻散現(xiàn)象，它是一個與頻率無關(guān)的常量，則對數(shù)衰減率 δ亦將是與頻率無關(guān)的常量，單一地反映著傳播介質(zhì)的吸收性質(zhì)。 第二講 地震屬性提取與分析 品質(zhì)因子 Q是用來比較地震波能量在一個波長范圍內(nèi)的相對變化。若地震波起始振幅為 A0，在一個波長 λ范圍內(nèi)衰減到 A，則能量相對變化為： 定義品質(zhì)因子： 在以上四個吸收參數(shù)中，實(shí)際工作常用的是對數(shù)衰減率 δ和品質(zhì)因子 Q。 ? ? ??? 221111 22020220 ??????????????????? ?eAAAAAEE??? ????EEQ211第二講 地震屬性提取與分析 求取地層平均吸收衰減的具體方法有： （ 1） 傅立葉譜算法 ——這是一種直接根據(jù)地震反射波記錄的振幅譜求對數(shù)衰減率的方法 ，本方法適用于分析時窗中反射波單一 、 穩(wěn)定 ，記錄的信噪比較高的情況 。 （ 2）功率譜算法 基本公式： dfdQtf ?? 1? )()(ln 0fSfSQi??t為兩個時間段記錄的中心時間之差； S0(f)為吸收層頂面反射波的振幅譜， Si(f)為該層底面反射波的振幅譜。 第二講 地震屬性提取與分析 （ 3）復(fù)賽譜算法 ——復(fù)賽譜分析是一種非線性濾波，用以分解兩個序列相褶積的過程。地震反射波可視為地震子波與脈沖地震記錄的褶積。脈沖地震記錄具有白噪性質(zhì)，變化快；而地震子波一般較為穩(wěn)定，變化慢。當(dāng)介質(zhì)無吸收作用時，子波無變化。這些性質(zhì)符合兩個過程可分辨的條件。 第二講 地震屬性提取與分析 設(shè)地震記