專利名稱：一種基于廣義st變換的利用不同偏移距道集的地層彈性吸收系數(shù)油氣檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及石油地球物理勘探技木，是ー種將廣義ST變換應用于不同的偏移距道集地震數(shù)據(jù)體上，從而計算出地層的彈性吸收系數(shù)用于油氣檢測。
背景技術：
地震勘探是通過人工方式(炸藥、可控震源、氣槍等)激發(fā)地震波，在地表或地下以一定方式用單分量或多分量傳感器記錄地下介質(zhì)的振動情況，由于地震波在介質(zhì)中傳播時，其路徑、振動強度、頻率、相位、波形等將隨所通過介質(zhì)的性質(zhì)及界面的幾何形態(tài)的不同而發(fā)生變化，通過對傳感器記錄的地震數(shù)據(jù)進行處理、分析以獲得地下的介質(zhì)性質(zhì)和地質(zhì)構造形態(tài)，進而尋找油氣等資源的地球物理勘探方法。20世紀70年代，地球物理學者發(fā)現(xiàn)，烴類對高頻成分具有特殊的響應，即高頻嚴 重損失，主頻明顯降低。雙相介質(zhì)理論也證實，油氣儲集層由固體骨架和孔隙流體組成，疏松骨架和孔隙流體的黏滯性將引起地震波的衰減。Biot和Wyllie研究了地震波衰減的特性，在骨架中的衰減一方面由固體摩擦引起，另ー方面與頻率有夫；而在孔隙流體中的衰減完全是由頻率引起的(Biot M A. Theory of propagation of elastic waves in a fluidsaturated porous solid: Partl-Iow frequency range and Part2_higher frequencyrange [J]. Journal of the Acoustical Society of America, 1956，28. Wyllie MR. Studies of elastic wave attenuation in porous media[A]. 31stAnnualSEGMeeting，Denver,Colorado，1961)。隨著對巖石的吸收性質(zhì)及各種影響吸收性質(zhì)的因素作了長時間的研究，人們對吸收的性質(zhì)也越來越全面，總的說來彈性波吸收性質(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時對吸收性質(zhì)的影響更為明顯。根據(jù)前人的研究成果對地震波傳播情況下實際介質(zhì)的吸收性質(zhì)作如下歸納。(I)地層對各類波的吸收與波的頻率有夫，隨頻率增大而増大。(2)地層的吸收性質(zhì)與地震波在地層內(nèi)的速度之間存在反比關系，高速的巖石，吸收性弱，而低速的巖石，吸收性強。(3)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。礦物顆粒和粒度對吸收性質(zhì)影響不大，地層靜壓カ隨深度而増大，使巖石壓緊，結(jié)構致密，引起吸收性變?nèi)?，受到破壞的巖石結(jié)構，將使它的吸收性增強。(4)在固液氣構成的多項介質(zhì)中,對吸收性質(zhì)影響最顯著的是氣態(tài)物質(zhì)。(5)砂巖的吸收系數(shù)比頁巖、石灰?guī)r為大，特別是含油氣的砂巖，吸收系數(shù)顯著增大。(6)巖石的吸收性質(zhì)還與其埋藏深度有夫，隨埋藏深度増加而減小。因此我們能夠利用孔隙流體的這種頻率特性，獲取油氣儲集層的地震吸收衰減異常響應，用于油氣檢測。吸收系數(shù)的求取的核心技術便是時頻分析算法，目前時頻分析算法主要有短時Fourier變換(STFT)、連續(xù)小波變換(CWT)、S變換(ST)和廣義S變換。傅氏變換是純頻式的分析方法，它在頻率的定位是完全正確的，而在時域無任何定位，即無法根據(jù)傅氏變換的頻譜判定ー個特定的信號是什么時間發(fā)生的。如果分析的信號是ー種平穩(wěn)信號，這一點也許不是很重要，而大多數(shù)信號都含有大量的非穩(wěn)定成分，因此需要提取某ー時段(或瞬間)所對應的頻率信息，由此引入小波變換。小波變換的定義是把某一被稱為基本小波(也叫母小波)的函數(shù)做位移τ后，在不同尺度a下與待分析信號x(t)做內(nèi)積。
權利要求
1.一種基于廣義ST變換的利用不同偏移距道集的地層彈性吸收系數(shù)油氣檢測方法，步驟包括 (1)激發(fā)地震波并記錄工區(qū)地震波，按常規(guī)地震資料處理流程對紀錄的地震資料進行相對振幅保持的高保真處理，形成可直接用于振幅隨偏移距變化分析的正常時差校正后的道集； (2)將偏移距域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到角度域中，得到角度道集，分選角度，進行近、中、遠道數(shù)據(jù)疊加，形成至少近、中、遠道三個疊加數(shù)據(jù)體； (3)對處理后的角度疊加數(shù)據(jù)進行廣義ST變換，將時間域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻率域數(shù)據(jù)，每一道做廣義S變換得到Si(Lf) f= fb -fe對Si (t，f)做Hilbert變換，從而得到振幅譜 PSi (t, f)； S(t, /) = } gt (I - r)/ (/) exp(-/2^/,.//)6// /—CO J- 其中 g/0) = 4|/|εχρ(-α(// )2) A為基本小波的幅度，α為能量衰減率，β為能量延遲時間，t為時間，τ為位移為頻率，f0為基本小波的視頻率，以下均相同； (4)通過實驗分析確定目的層的高低頻及分界頻率f。，并做以下計算，可得到每一道的吸收系數(shù)a (t)； 其中，fb為低頻下限，fe為高頻上限，Sb(t)為低頻能量，Sh(t)為高頻能量； (5)對不同角度疊加數(shù)據(jù)體計算得到的吸收系數(shù)進行歸一化處理； (6)對不同角度疊加數(shù)據(jù)計算得到的結(jié)果進行對比分析，從而識別油氣潛在區(qū)域。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種基于廣義ST變換的利用不同偏移距道集的地層彈性吸收系數(shù)油氣檢測方法，其特征在于，所述步驟2形成四個數(shù)據(jù)疊加。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種基于廣義ST變換的利用不同偏移距道集的地層彈性吸收系數(shù)油氣檢測方法，其特征在于，所述步驟2形成五個數(shù)據(jù)疊加。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種基于廣義ST變換的利用不同偏移距道集的地層彈性吸收系數(shù)油氣檢測方法，其特征在于，所述步驟5中所述數(shù)值歸一化處理，是將其數(shù)值歸一化至O到I之間，其中越接近I代表吸收越強。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種基于廣義ST變換的利用不同偏移距道集的地層彈性吸收系數(shù)油氣檢測方法，其特征在于，所述步驟6中對不同角度疊加數(shù)據(jù)計算得到的結(jié)果進行對比分析，判別標準為在近道數(shù)據(jù)體中油氣層應存在明顯吸收衰減性質(zhì)，即計算得到的吸收系數(shù)較大，根據(jù)中道、遠道數(shù)據(jù)，隨著入射角增大吸收性質(zhì)進一步增強，遠道數(shù)據(jù)的衰減性質(zhì)達到最強；以此判別，去偽存真，識別潛在油氣區(qū)域。
全文摘要
一種基于廣義ST變換的利用不同偏移距道集的地層彈性吸收系數(shù)油氣檢測方法，步驟包括(1)激發(fā)地震波并記錄工區(qū)地震波形成可直接用于振幅隨偏移距變化分析的正常時差校正后的道集；(2)將偏移距域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到角度域中，得到角度道集，分選角度，形成至少近、中、遠道三個疊加數(shù)據(jù)體；(3)對處理后的角度疊加數(shù)據(jù)進行廣義ST變換，將時間域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻率域數(shù)據(jù)，每一道做廣義S變換得到 Si(t,f) f= fb- fe 對 Si(t,f)做Hilbert變換,從而得到振幅譜 PSi(t,f)；(4)通過實驗分析確定目的層的高低頻及分界頻率fc,得到每一道的吸收系數(shù)α(t)；(5)進行歸一化處理；(6)對不同角度疊加數(shù)據(jù)計算得到的結(jié)果進行對比分析，從而識別油氣潛在區(qū)域。
文檔編號G01V1/28GK102841377SQ20121035987
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權日2012年9月25日
發(fā)明者劉苗, 牛華偉, 朱立新, 周英, 徐峰 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上海海洋油氣分公司