基于相控的地震强屏蔽时频信息提取及剥离方法转让专利
申请号 : CN202010013148.4
文献号 : CN111142156B
文献日 : 2021-07-20
发明人 : 于景强 , 韩宏伟 , 冯德永 , 曲志鹏 , 李晓晨 , 张伟忠 , 郭丽娟
申请人 : 中国石油化工股份有限公司 , 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物探研究院
摘要 :
权利要求 :
1.基于相控的地震强屏蔽时频信息提取与剥离方法,其特征在于,基于相控的地震强屏蔽时频信息提取与剥离方法包括:步骤1,对地震资料进行井震标定与层位追踪;
步骤2,对典型井进行测井相与井旁地震相分析,粗划分相带;
步骤3,对确定层位上下时窗范围提取地震属性,筛选出特色属性进行组合分析,利用多地震属性来区别地震平面及剖面上的响应特征,确定相变点,综合解释,确定精确沉积相图,完成边界条件的筛选;
步骤4,对目标层地震数据进行广义S变换提取剥离算法参数;
步骤5,确定参与算法的变子波信息,本步骤以空间连续性为约束,采用多道数据匹配追踪算法,利用步骤4进行的广义S变换时频分析,利用时频谱提取最佳原子信息;
步骤6,依据多相带波形特征匹配最佳子波进行强层剥离;
在步骤2中,完成层位追踪之后,统计目标层不同相带范围纵向上的时差大致范围,分析其地震相特征,包括反射轴连续性情况、波形变化情况、地震振幅强度差异情况,因为不同相带的发育位置与地震响应存在明显差异,导致不同层段沉积相反应在空间上呈现多样化,复杂化,对其异常进行拾取分析,同时利用测井资料中多曲线与目标层段波组的吻合关系进行判定,完善横向上的连续对比,通过地震相与测井相的横向改变来建立对应沉积相的分布区域,初步勾勒相带的轮廓;
在步骤3中,地震属性提取需要利用对目标岩性敏感属性,包括道积分属性、均方根属性、瞬时频率这些特色属性;时窗确定需要根据目标区实际沉积情况确定;
在步骤4中,利用广义S变换进行时频信息提取时,需根据相带情况灵活地调节窗函数,广义S正变换公式如下:
x(t)为输入信号;t代表时间;f代表频率;λ和p分别为高斯窗调节因子;τ为高斯窗时移;
在步骤5中,确定的改进的可变雷克子波r′(t)为:*
r′(t)=r(t)cosw‑r(t)sinw (4)A为信号振幅;t代表时间;f代表频率;u代表时间延迟,k为尺度因子,w为相位因子;
根据步骤3确定的相变情况进行初始范围参数调整,从而获取重要信息;
在步骤6中,进行强层匹配时,根据相带信息,将最优化后的最佳相关子波进行去除;原子优选公式以及原子稀疏系数分别为:(n) (0)
式中,s为输入地震信号; 为优选原子;R s为减去上次优选原子后的残差信号;R s相当于原始输入信号s,rn={u,σ,ω,φ}代表时间延迟、子波尺度因子、子波频率、子波相位。
2.根据权利要求1所述的基于相控的地震强屏蔽时频信息提取与剥离方法,其特征在于,在步骤1中,井震标定需要完成地震信息与测井信息的时深对应,层位追踪需要准确闭合。
3.根据权利要求2所述的基于相控的地震强屏蔽时频信息提取与剥离方法,其特征在于,在步骤1中,通过对地震资料纵横向浏览,对工区内同相轴连续性与多地震相变化有一个全局的把握后,对工区进行层位的粗追踪,保证横纵测网闭合;利用声波测井数据合成的褶积地震记录与实际井旁地震道进行相关性对比,实现测井层位到地震层位再到地质层位的映射,确定大套地层的发育情况;对于部分关键层位采取人工逐道加密,对于其余层位采取插值加密,以便于精确地了解地层产状和构造情况。
4.根据权利要求1所述的基于相控的地震强屏蔽时频信息提取与剥离方法,其特征在于,在步骤2中,确定典型井测井相需要根据录井资料进行筛选,地震相需要根据地震资料进行比较。
说明书 :
基于相控的地震强屏蔽时频信息提取及剥离方法
技术领域
背景技术
关注的这类储层,正日益受到油田的重视。由于滩坝砂储层多为薄层和薄互层,加之储层上
部覆盖层存在屏蔽影响,常规处理解释方法常受到干扰,导致储层分布特征不明晰,识别难
度加大,难以进行精细储层描述与预测。特别是强屏蔽层还由于纵横向的地质结构发生变
化、沉积相带发生变化,这使得常规去强屏蔽技术无能为力,迫切需要开发新的方法技术,
解决这一勘探难题。开展基于相带约束下的强屏蔽层剥离,进而进行有效的储层描述与预
测,具有重要的理论意义和生产价值。为此,我们发明了一种新的、基于相控的地震强屏蔽
层时频信息提取及剥离方法,能够较好地解决以上技术问题。
发明内容
地震资料进行井震标定与层位追踪;步骤2,对典型井进行测井相与井旁地震相分析,粗划
分相带;步骤3,对确定层位上下时窗范围提取地震属性,筛选出特色属性进行组合分析,确
定精确沉积相图;步骤4,对目标处理层地震数据进行广义S变换提取算法参数;步骤5,确定
参与算法的变子波信息;步骤6,依据多相带波形特征匹配最佳子波进行强层剥离。
成的褶积地震记录与实际井旁地震道进行相关性对比,实现测井层位到地震层位再到地质
层位的映射,确定大套地层的发育情况;对于部分关键层位采取人工逐道加密,对于其余层
位采取插值加密,以便于精确地了解地层产状和构造情况。
为不同相带的发育位置与地震响应存在明显差异,导致不同层段沉积相反应在空间上呈现
多样化,复杂化,对其异常进行拾取分析,同时利用测井资料中多曲线与目标层段波组的吻
合关系进行判定,完善横向上的连续对比,通过地震相与测井相的横向改变来建立对应沉
积相的分布区域,初步勾勒相带的轮廓。
号;R s相当于原始输入信号s,rn={u,σ,ω,φ}代表时间延迟、子波尺度因子、子波频率、
子波相位。
存为主要特征的地震数据。方法首先需要完成高精度的层位追踪与井震标定,目的是完成
大范围上地质分层判定,同时将测井反映的岩性信息与地震反映的反射信息进行相关对
应,主要用于确定强屏蔽层岩性特点与波形特征;利用录井资料控制确定不同相带岩性的
测井相,利用地震资料比对确定地震相变化,利用多地震属性来在区别地震平面及剖面上
的响应特征,确定相变点,综合解释,精细划分相带边界,完成边界条件的筛选;针对不同相
带沉积条件导致强层与弱层时频信息的不同,利用广义S变换进行不同相带目标区域精细
时频分析;利用多地震道平均信息得到的时频信息分析并构建携带不同主频、相位、时延等
信息的过完备子波库与不同相带波形进行匹配,完成地震数据的波形分解,避免采用固定
子波进行分解时存在的波形单一,反映地质情况不够准确,分解时造成有效信息损失与同
相轴错误的假象;将强屏蔽层进行剥离后,掩盖下部地层的信息被去除,对比分析被屏蔽层
的地球物理表征,提升之后的储层识别与开发能力。本发明可以较好地完成多沉积环境变
化下强屏蔽层的剥离与下部储层情况的刻画。该基于相控的地震强屏蔽时频信息提取及剥
离方法是在寻找有利砂体发育储层的前提下,重点解决横向多沉积环境展布、纵向多岩性
性质变化导致的强屏蔽问题,对下部被隐没信息进行组合分析,完成薄层与薄互层砂体有
利区域的雕刻。此成果可为多相带岩性导致强屏蔽的地质情况下进行储层预测寻找到一种
新的解决方法,从而提升薄层和薄互层油气藏的预测及勘探开发能力。
附图说明
(f)过滩坝、灰滩、扇体相带连井剖面;
型地震剖面显示(e)模型地震剖面剥离强轴后显示,(f)模型剥离出的强轴显示;
具体实施方式
相轴连续性与多地震相变化有一个全局的把握后,对工区进行层位的粗追踪,保证横纵测
网闭合;利用声波测井数据合成的褶积地震记录与实际井旁地震道进行相关性对比,实现
测井层位到地震层位再到地质层位的映射,确定大套地层的发育情况;对于部分关键层位
采取人工逐道加密,对于其余层位采取插值加密,以便于精确地了解地层产状和构造情况。
完成此步骤对后续相带的划分有决定性的影响。
形变化情况、地震振幅强度差异情况等,因为不同相带的发育位置与地震响应存在明显差
异,导致不同层段沉积相反应在空间上呈现多样化,复杂化,可对其异常进行拾取分析,同
时利用测井资料中多曲线与目标层段波组的吻合关系进行判定,完善横向上的连续对比,
通过地震相与测井相的横向改变来建立对应沉积相的分布区域,初步勾勒相带的轮廓。图2
为某工区内不同相带关键井录井图。图3为过典型井多相带地震剖面。
地反映地质规律的地震量度值。本次选用的用于指示的较好属性有均方根属性、弧长属性、
能量半时属性与平均瞬时频率属性等属性数据。图4为工区内多相带属性展示平面图。结合
上步粗划分宏观沉积相带图,在属性平面图勾画敏感区域,筛选高叠合度部分,划分精细相
带边界范围,从而将地震属性切片图展示转换成为沉积相平面图。图5为地震资料道积分属
性提取确定相变点图。图6为确定后沉积平面相带图。
增强信号时频域的分辨率。广义S变换是基于传统短时傅里叶变换和小波变换的基础上以
高斯窗函数限制来实现,具有更好的时频聚焦能力,能提高地震信号的时频分辨率,确定更
为准确的强轴信息。通过引入该方法来估计下步参与剥离算法的频率、相位、振幅等初始参
数,提高参数估计的准确度,改善由之前算法多采用复数道技术可能造成的参数匹配精度
不够导致的剥离会存在不连续的误差现象,优化剥离过程。GST正变换公式及离散式如下:
义S变换时频分析,利用时频谱提取最佳原子信息。因雷克子波与地震子波波形接近,本次
利用改进的雷克子波构建过完备子波库参与算法,进行强屏蔽的剥离。改进雷克子波公式r
(t)如下式所示:
个参数u,σ,ω,φ来控制选择小波m(t),设rn={u,σ,ω,φ},原子优选公式以及原子稀疏
系数分别为:
号;R s相当于原始输入信号s。经过M次分解后,地震信号可表示成:
强的波形,代表的就是强层信息。将其进行剥离即可完成不同相带下强屏蔽层的处理。图7
为匹配追踪原理图。
好地提高地震资料下部弱信号层的分析能力。
与深度域的相互转换,确定处理范围。
属性、均方根属性、瞬时频率等特色属性复合判定相变点位置,由剖面到平面,与粗划分平
面进行叠合比较,精确划定相带边界范围。
响,并且地震信号多为多频带,时域变化程度大的信号,采用希尔伯特变化容易提取到失真
的瞬时频率参数,如产生负频率信息,对于后期算法计算时容易造成干扰;本次利用广义S
变换,具有很好的时频聚焦性,且信息可调,如图8展示广义S变换的可调节性,通过窗函数
的设置得到更加精确的时频信息。通过沿广义S变换后的时频谱脊线提取,可以选取到强能
量频率值与相位值,能够更好的得到地震信号的瞬时参数投入剥离运算。如图9展示的是能
量与频段关系,可见提取的时频脊高值对应即是强能量处频率值,证明沿脊线处时频信息
能够反应能量程度,适用于强弱信号区分。
雷克子波与地震子波在时域内波形相近,但是常规雷克子波包含的信息量较少,所以设计
子波时考虑对常规子波进行变形,引入时间延迟、尺度因子、相位变化、振幅控制等添加参
数控制子波形状,使原子库能够完成更稀疏的选择的需求。
针对不同相带数据,采取多道参与的方式求取平均道。通过能量计算,找到振幅最大点位
置,基于最大振幅点位置进行上下延展,不同相带先选用不同初始尺度参数,然后利用最优
化方法完善延迟、尺度、时频参数数值,解决常规时频原子不够稳定的弊端。利用最佳参数
生成子波重构出强轴,将其在时域进行剥离,去除屏蔽效应影响,实现之后的储层预测工
作。如图10为设计简单强弱波形曲线剥离前后对比,图11为简单地震模型剥离对比。图12为
根据实际工区资料设计变相带剥离结果图。
剖面横向上存在滩砂、坝砂、灰滩和扇体四种相带。利用基于相带控制的强屏蔽层剥离方
法,对实际数据进行处理。对于滩砂、坝砂相带强屏蔽层明显,选用尺度范围0.5~1.5,上下
延展5ms,对于灰滩、扇体相带选用尺度范围0.1~1,上下延展2ms,最后得到经过相带控制
去强屏蔽层的地震剖面图如图14所示。可见强层波峰信息得到了去除,剩余地震记录下部
微弱信息得以展示。
内。