一種利用疊后地震數(shù)據(jù)進行油氣檢測的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用疊后地震數(shù)據(jù)進行油氣檢測的方法，本發(fā)明通過井旁地震道目的層段頻譜分析確定滑動時窗參數(shù)；以加權(quán)平均頻率劃分頻譜的高低頻部分，采用反向頻率加權(quán)的方法求取低頻部分頻譜能量；利用頻譜的低頻部分能量與高頻部分能量的比值，獲得能量系數(shù)；以能量系數(shù)和加權(quán)頻率構(gòu)建地震波衰減因子，用以指示地層含油氣的概率；獲得工區(qū)地震波衰減因子數(shù)據(jù)體，識別工區(qū)內(nèi)有利含油氣目標區(qū)。本發(fā)明能夠充分提取和利用地震數(shù)據(jù)頻譜中低頻增強、高頻衰減的信息,有利于突出油氣層的存在，增強了對油氣層的識別能力，提高了油氣檢測的靈敏度。
【專利說明】一種利用疊后地震數(shù)據(jù)進行油氣檢測的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用疊后地震數(shù)據(jù)進行油氣檢測的方法，屬于地震勘探儲層油氣 預(yù)測【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 疊后地震數(shù)據(jù)除了攜帶與地下地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)有關(guān)的運動學(xué)信息（如反射面形態(tài)、 旅行時等）之外，還包含了與地下巖層性質(zhì)有關(guān)的大量動力學(xué)信息。隨著地震勘探的主要 對象轉(zhuǎn)向巖性油氣藏領(lǐng)域，人們期望通過疊后地震數(shù)據(jù)的振幅、頻率等屬性獲取目的層段 巖性和含油氣性的信息。
[0003] 二十世紀六、七十年代，出現(xiàn)了依據(jù)地震振幅特征的油氣檢測技術(shù)，該類技術(shù)主要 應(yīng)用于較新沉積的地層中油氣藏的預(yù)測?？碧綄嵺`表明，在那些古老的、埋藏較深的油氣藏 中，油氣藏的地震反射振幅特征不明顯，油氣檢測結(jié)果具有多解性。
[0004] 除了利用地震資料的振幅信息外，人們更多地嘗試利用地震資料中攜帶的頻率信 息進行直接油氣檢測，出現(xiàn)了瞬時頻率、吸收系數(shù)、衰減梯度、頻譜比等方法，在特定條件下 取得了一定的效果。近年來通過采用小波變換、S變換等信號分析技術(shù)，增加了時頻分析的 分辨率，并被用于頻譜參數(shù)的計算和含油氣檢測。經(jīng)過多年的研究和發(fā)展，相繼出現(xiàn)了多種 油氣檢測方法，但由于地下實際地質(zhì)條件的復(fù)雜性，每種方法都有一定的局限性。概括來 說，當前利用頻率信息檢測油氣的方法主要存在以下問題：
[0005] (1)針對單個地震采樣點或者很薄層段采取的局部頻譜信號分析方法，難以克服 反射系數(shù)對頻譜的影響，油氣檢測可靠性低。申請?zhí)枮?00910236634. 6的發(fā)明公開了一種 油氣預(yù)測方法，該方法利用小波函數(shù)良好的時間域和頻率域局部變化特性，根據(jù)計算出的 多個縱波信號的主頻和/或品質(zhì)因子預(yù)測油氣分布的有利區(qū)域。由于該方法提取的頻率信 息受地層結(jié)構(gòu)本身的影響較大，導(dǎo)致油氣檢測可靠性較差，不能準確反映油氣的存在與否。
[0006] (2)申請?zhí)?01010227065. 1公開了一種利用地震數(shù)據(jù)瞬時頻率屬性進行油氣檢 測的方法，通過采用廣義S變換得到地震數(shù)據(jù)每個樣點的時頻譜，然后以時頻譜中總能量 的15%和35%分別為計算低頻段吸收衰減梯度的起始頻率和終止頻率，對起始頻率和終 止頻率間的時頻譜取自然對數(shù)后利用最小二乘法進行擬合，得到該樣點的低頻段吸收衰 減梯度，低頻段吸收衰減梯度強的位置對應(yīng)含油氣有利區(qū)域。大量的巖石物理實驗和油氣 地震勘探實踐（Dilay，Eastwood，1995 ;高建虎，雍學(xué)善，2004 ;張景業(yè)，賀振華等，2010 ;仲 偉軍，陳軍等，2012)表明，含氣層地震數(shù)據(jù)在頻率變化上表現(xiàn)為"高頻衰減、低頻增加"。這 種通過求取低頻衰減梯度的油氣檢測方法，與實際的油氣藏地震響應(yīng)特征不一致，導(dǎo)致油 氣檢測方法適應(yīng)性差。
[0007] (3)地震數(shù)據(jù)頻譜衰減梯度類油氣檢測方法，易受地層結(jié)構(gòu)本身影響，油氣檢測穩(wěn) 定性差。地震數(shù)據(jù)頻譜包含了地層結(jié)構(gòu)信息和地震子波信息，是地下地層反射系數(shù)和地震 子波共同作用的結(jié)果。在計算時窗較小時，頻譜受反射系數(shù)的影響較大，不易獲得真實的地 震波衰減參數(shù)；在計算時窗較大時，頻譜形態(tài)不規(guī)則，衰減梯度的計算穩(wěn)定性差。
[0008] (4)利用頻譜高、低頻能量比的油氣檢測方法，反映油氣層的靈敏度低。該方法以 頻率振幅譜中峰值振幅對應(yīng)的頻率（主頻）為界，在有效頻帶范圍內(nèi)把主頻以下的低頻部 分能量去除主頻以上的高頻部分能量，即獲得高、低頻能量比。該方法較好表征了地震數(shù)據(jù) 高、低頻能量的分布與組成。但實際上，由于油氣的存在會引起低頻段部分能量增強，而對 于高頻段而言，頻率越高衰減程度越大。以主頻為界進行高、低頻段能量比的油氣檢測方 法，因在常規(guī)低頻段能量求取中包括的范圍通常較大，包含了更多的對油氣存在反映不敏 感的信息在內(nèi)，因而，這類油氣檢測方法靈敏度低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有油氣檢測方法存在的可靠性低、適應(yīng)性差、穩(wěn)定性不足 等問題，提出一種利用疊后地震數(shù)據(jù)的油氣檢測方法。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案是通過頻率反向加權(quán)求取低頻部分能量獲 得新的能量系數(shù)，并以新的能量系數(shù)和加權(quán)頻率構(gòu)建地震波衰減因子，突出對地震頻譜 數(shù)據(jù)中低頻增強和高頻衰減信息的提取和利用，提高利用疊后地震數(shù)據(jù)進行油氣檢測的能 力，包括以下步驟：
[0011] 1、數(shù)據(jù)準備：獲取工區(qū)的地震疊后純波數(shù)據(jù)、工區(qū)內(nèi)各井位的坐標及各井目的層 段含油氣層厚度和解釋的目的層頂、底時間數(shù)據(jù)；
[0012] 2、確定地震數(shù)據(jù)的分析時間范圍和滑動時窗長度：
[0013] 2. 1根據(jù)工區(qū)解釋的目的層頂、底時間數(shù)據(jù)，以保證覆蓋目的層范圍為原則確定 地震疊后純波數(shù)據(jù)的分析時間范圍；
[0014] 2. 2根據(jù)各井位坐標在地震疊后純波數(shù)據(jù)中抽取該井位的井旁地震道，采用不同 滑動時窗長度，利用短時窗傅立葉變換方法獲得該井旁地震道目的層段的每個時間采樣點 的頻譜，通過分析不同滑動時窗長度對該井旁地震道目的層段頻譜的特征及其對油氣層的 表征確定滑動時窗長度；
[0015] 3、對工區(qū)地震疊后純波數(shù)據(jù)提取能量系數(shù)，構(gòu)建地震波衰減因子，獲得衰減因子 數(shù)據(jù)體，分析、識別工區(qū)內(nèi)有利含油氣目標區(qū)：
[0016] 3. 1針對地震疊后純波數(shù)據(jù)的每一地震道，在步驟2. 1中確定的分析時間范圍內(nèi) 對每一時間采樣點以步驟2. 2中確定的滑動時窗長度做短時窗傅立葉變換，獲得該時間采 樣點的頻譜，確定加權(quán)平均頻率和有效頻帶的低頻端和高頻端；
[0017] 3. 2以步驟3. 1中確定的加權(quán)平均頻率為分界點，把該時間采樣點的頻譜劃分為 低頻和高頻兩個部分，把頻譜的低頻部分以頻率反向加權(quán)的形式求和，獲得頻譜的低頻部 分能量；把頻譜的高頻部分求和，獲得頻譜的高頻部分能量；
[0018] 其中，低頻端到加權(quán)平均頻率的范圍為低頻部分，加權(quán)平均頻率到高頻端的范圍 為高頻部分；
[0019] 3. 3利用步驟3. 2獲取的低頻部分能量與高頻部分能量的比值，獲得該時間采樣 點的能量系數(shù)，并通過該時間采樣點的能量系數(shù)和步驟3. 1確定的加權(quán)平均頻率，構(gòu)建該 時間采樣點的地震波衰減因子；
[0020] 3. 4重復(fù)上述步驟3. 1-3. 3,獲得工區(qū)地震疊后純波數(shù)據(jù)每一道在步驟2. 1確定 分析時間范圍內(nèi)每一時間采樣點的地震波衰減因子，得到工區(qū)地震波衰減因子數(shù)據(jù)體；
[0021] 3. 5對上述步驟3. 4獲得的工區(qū)地震波衰減因子數(shù)據(jù)體，根據(jù)其數(shù)值的大小，分 析、識別工區(qū)內(nèi)有利含油氣目標區(qū)。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過采用頻率反向加權(quán)方法求取頻譜低頻部分能量 而獲得新的能量系數(shù)，并通過由新的能量系數(shù)和加權(quán)平均頻率構(gòu)建地震波衰減因子的方 法獲得工區(qū)地震波衰減因子數(shù)據(jù)體，能夠充分提取和利用地震數(shù)據(jù)頻譜中"低頻增強、高頻 衰減"的信息，有利于突出油氣層的存在，增強了對油氣層的識別能力，提高了油氣檢測的 靈敏度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明流程框圖；
[0024] 圖2為中國渤海灣盆地東濮凹陷濮138工區(qū)過pl38-7井的三維地震純波數(shù)據(jù)剖 面圖；
[0025] 圖3為確定分析時間范圍的方法示意圖；
[0026] 圖4為中國渤海灣盆地東濮凹陷濮138工區(qū)pl38-7井旁地震道不同滑動時窗長 度的時頻譜；
[0027] 圖5為頻譜主要參數(shù)定義的示意圖；
[0028] 圖6為渤海灣盆地東濮凹陷濮138工區(qū)過pl38-7井地震波衰減因子剖面圖；
[0029] 圖7為渤海灣盆地東濮凹陷濮138工區(qū)Es3z2層含油氣性預(yù)測平面圖；
[0030] 圖8為渤海灣盆地東濮凹陷濮138工區(qū)Es3z3層含油氣性預(yù)測平面圖。

【具體實施方式】
[0031] 下面以中國渤海灣盆地東濮凹陷濮138工區(qū)的含油氣檢測為例，并結(jié)合附圖對本 發(fā)明詳述。由圖1可知，本發(fā)明包括以下步驟：
[0032] 1、數(shù)據(jù)準備：獲取工區(qū)的地震疊后純波數(shù)據(jù)、工區(qū)內(nèi)各井位的坐標及各井目的層 段含油氣層厚度和解釋的目的層頂、底時間數(shù)據(jù)，圖2顯示了一個標有pl38-7井位置及 Es3zl、Es3z2、Es3z3、Es3z4層底界面層位的地震剖面圖，疊后地震純波數(shù)據(jù)時間采樣率是 2ms，時間采樣點數(shù)2000 ;表1顯示了 pl38-2、pl38-3和pl38-7井Es3z2和Es3z3層的含 油氣厚度數(shù)據(jù)。
[0033] 表1中國渤海灣盆地東濮凹陷濮138工區(qū)部分井油層厚度統(tǒng)計表

【權(quán)利要求】
1. 一種利用疊后地震數(shù)據(jù)進行油氣檢測的方法，其特征是包括以下步驟： (1) 數(shù)據(jù)準備：獲取工區(qū)的地震疊加純波數(shù)據(jù)、工區(qū)內(nèi)各井位的坐標及各井目的層段 含油氣層厚度和解釋的目的層頂、底時間數(shù)據(jù)； (2) 確定地震數(shù)據(jù)待分析時間范圍和滑動時窗長度； (3) 對工區(qū)地震疊后純波數(shù)據(jù)提取能量系數(shù)，構(gòu)建地震波衰減因子，獲得衰減因子數(shù) 據(jù)體： 針對地震疊后純波數(shù)據(jù)的每一地震道，在步驟（2)中確定的分析時間范圍內(nèi)對每一時 間采樣點以步驟（2)中確定的滑動時窗長度做短時窗傅立葉變換，獲得該時間采樣點的頻 譜，確定加權(quán)平均頻率和有效頻帶的低頻端和高頻端； 以上述步驟確定的加權(quán)平均頻率為分界點，把該時間采樣點的頻譜劃分為低頻和高頻 兩個部分，把頻譜的低頻部分以頻率反向加權(quán)的形式求和，獲得頻譜的低頻部分能量；把頻 譜的高頻部分求和，獲得頻譜的高頻部分能量； 利用上述步驟獲取的低頻部分能量與高頻部分能量的比值，獲得該時間采樣點的能量 系數(shù)，并通過該時間采樣點的能量系數(shù)和上述步驟確定的加權(quán)平均頻率，構(gòu)建該時間采樣 點的地震波衰減因子； (4) 重復(fù)上述步驟（3)，獲得工區(qū)地震疊后純波數(shù)據(jù)每一道在步驟（2)確定分析時間范 圍內(nèi)每一時間采樣點的地震波衰減因子，得到工區(qū)地震波衰減因子數(shù)據(jù)體，根據(jù)工區(qū)地震 波衰減因子數(shù)據(jù)體數(shù)值的大小，分析、識別工區(qū)內(nèi)有利含油氣目標區(qū)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用疊后地震數(shù)據(jù)進行油氣檢測的方法，其特征是：步 驟（2)的確定滑動時窗長度包括以下步驟： (2. 1)根據(jù)井位坐標在工區(qū)地震疊后純波數(shù)據(jù)中抽取井旁地震道x(i)，i為所抽取井 旁地震道時間采樣點的序號； (2.2)以不同滑動時窗長度，利用傅立葉變換方法獲得地震道x(i)的目的層段每個時 間采樣點的頻譜A (i，f)，即 A(i, f) < - > FFT(x; (i)) 其中，i為時間采樣點的序號，f?為頻率采樣點的序號，x'⑴是地震道x(i)加海明 窗的結(jié)果，即
其中，j為海明窗函數(shù)的時間采樣點序號，N為滑動時窗長度的樣點數(shù)，為圓周率； (2. 3)分析不同時窗長度對頻率域振幅譜形態(tài)及其對油氣層反映的能力，確定滑動時 窗長度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用疊后地震數(shù)據(jù)進行油氣檢測的方法，其特征是： 對工區(qū)地震疊后純波數(shù)據(jù)提取能量系數(shù)，構(gòu)建地震波衰減因子，獲得衰減因子數(shù)據(jù)體，包 括以下步驟： (3. 1)針對地震疊后純波數(shù)據(jù)的每一地震道，在確定的分析時間范圍內(nèi)對每一時間采 樣點以確定的滑動時窗長度做短時窗傅立葉變換，獲得該時間采樣點的頻譜A(i，f)，其中， i為時間采樣點的序號，f為頻率采樣點的序號，由A(i, f)中最大振幅的1/20為下限確定 有效頻帶的低頻端4和高頻端fH，加權(quán)平均頻率fw通過如下方法確定
(3.2) 以上述步驟（3.1)中確定的加權(quán)平均頻率為分界點，把該時間采樣點的頻譜劃 分為低頻和高頻兩個部分，把頻譜的低頻部分以頻率反向加權(quán)的形式求和，獲得頻譜的低 頻部分能量4
把頻譜的高頻部分求和，獲得頻譜的高頻部分能量Eh
(3.3) 利用步驟（3.2)獲取的低頻部分能量與高頻部分能量的比值，獲得該時間采樣 點的能量系數(shù)C (i)，
通過該時間采樣點的能量系數(shù)和上述步驟（一）確定的加權(quán)平均頻率，構(gòu)建該時間采 樣點的地震波衰減因子Q (i)
其中，b為常數(shù),此處取值為1 ; (3.4) 重復(fù)上述步驟（3. 1)-(3.3)，獲得工區(qū)地震疊后純波數(shù)據(jù)每一道在分析時間范 圍內(nèi)每一時間采樣點的地震波衰減因子，得到工區(qū)地震波衰減因子數(shù)據(jù)體； (3.5) 對上述步驟（3.4)獲得的工區(qū)地震波衰減因子數(shù)據(jù)體，根據(jù)其數(shù)值的大小，分 析、識別工區(qū)內(nèi)有利含油氣目標區(qū)。
【文檔編號】G01V1/28GK104360382SQ201410602565
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】秦廣勝, 蔡其新, 姜貽偉, 蘇云, 張紅霖, 晉達, 汪露露, 常正時 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司中原油田分公司物探研究院