專利名稱：一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法
技術領域：
本發明涉及一種利用地層吸收特性進行分析的油氣預測方法，特別是關于一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法。
背景技術：
從巖石物理學角度，吸收與速度和密度等參數一樣，表征了巖石的基本物理性質。地球物理油氣預測技術的發展和應用表明，地層吸收特性是識別儲層和油氣藏的有效指標之一。基于地層吸收特征分析的油氣預測技術可以在少井或無井情況下利用地震信息進行油氣預測，較其它油氣預測技術具有其特有的技術優勢，如鶯歌海盆地天然氣預測技術、瓊東南盆地天然氣預測技術和遼東灣巖性氣藏預測技術等都將地層吸收特性作為識別油氣信息有效標志之一。目前國內外對吸收衰減的研究，主要還是基于固定時窗長度進行吸收分析油氣預測。如 Mitchell (Mitchell J.T., Derzhi N.Τ., Lichman, Ε.Τ., Energyabsorption analysi s: A case study, SEG66_th Annual Meeting ExpandedAbstracts, 1996:1785-1788)提出了能量吸收分析的方法，分時窗對地震記錄進行頻譜分析，通過高頻段和低頻段頻率組分衰減速率的異常變化進行油氣預測。Lichman(LichmanE, Goloshubin G.Unified approach to gas and fluid detectionon instantaneous seismic wavelets[G].SEG73th Technical Program ExpandedAbstracts，2003:1699-1702)提出了瞬時子波吸收分析的油氣預測技術，分時窗對地震記錄進行頻譜分析，通過復賽譜技術提取時窗內的瞬時子波，進行吸收分析油氣預測。Li 等(Jiang Li, Yang Shaoguo, Zhao Mingjin, et al., Frequency-dependent seismicattributes and their application for hydrocarbon detection.80th AnnualInternational Meeting, SEG Expanded Abstracts, 2010:1566-1569)米用小波變換，利用能量吸收分析方法進行了吸收分析油氣預測。上述吸收分析技術及相關的商業應用軟件都是基于固定時窗長度而實現，在實際應用中這些技術只適用于第三類強振幅“亮點”型油氣藏(張益明，李緒宣，符力耘.瞬時子波吸收分析技術的應用——以中國近海天然氣檢測為例.石油物探，2009, 48(4):368-376)，而對于中等強度型油氣藏或弱振幅型油氣藏，這些方法存在著較強的多解性，它的應用效果受到了一定的制約。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是提供一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法，該方法能夠降低吸收分析油氣預測技術的多解性，拓展吸收分析油氣預測技術的應用領域，將其技術的地質適用性由強振幅“亮點”型油氣藏推廣到中等強度振幅型油氣藏，乃至弱振幅型油氣藏。為實現上述目的，本發明采取以下技術方案:一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法，其包括以下步驟:1)選擇包含待油氣預測目標儲層地震數據的地震資料，所述的地震數據為經過保幅、保頻率處理后的疊后純波地震數據；2)在步驟I)挑選的地震資料中選取地震數據時間范圍，作為待吸收分析的地震記錄，該地震記錄至少要包括目標儲層的地震數據范圍；3)對地震記錄進行頻譜分析，確定有效頻段范圍的低截頻F1和高截頻F2,并設定時頻分析用的能量衰減率α和能量延遲時β ;4)計算地震記錄數據體的瞬時頻率，并據此求取相應的自適應時窗；5)對地震記錄逐道進行時間域插值；6)對插值后的地震記錄逐道進行廣義S變換時頻分析，對每個時間采樣點都按照各自的自適應時窗長度計算相應的衰減因子；7)對插值后的地震記錄逐道去除背景吸收值，獲得吸收異常剖面；8)利用已知井油氣層的吸收異常值對吸收異常剖面進行吸收異常值的標定:如果標定顯示實際情況與吸收分析結果相符，就定量地預測潛在油氣；否則，返回步驟3)，調整低截頻F1和高截頻F2，以及能量衰減率α和能量延遲時β的值，重新進行吸收分析。上述步驟6)包括以下小步驟:①選取插值后的地震記錄中的一道記錄Trace (i), i = I Ntrare,進行廣義S變換計算此道記錄的時頻譜TF_Spectrum(t, f)；②選取此道記錄中的一個時間采樣點j，j = I NT,其中，NT是此道記錄中采樣點個數，以廣義S變換后得到的時 頻譜的瞬時點譜TF_SpeCtrum(tp f)作為該時間采樣點的頻譜 F_Spectrum(f)；③利用復賽譜技術計算該時間采樣點的瞬時子波振幅譜IW_FSpectrum(f)；④計算該時間采樣點的瞬時子波振幅譜IW_FSpectrum(f)的主頻fQ ;⑤對瞬時子波振幅譜IW_FSpectrum(f)在低頻段范圍F1 內進行合，計算該時間采樣點的流體衰減因子Qf (j);⑥對瞬時子波振幅譜IW_FSpectrum(f)在高頻段范圍fQ F2內進行e-擬合，計算該時間采樣點的氣體衰減因子Qg(j);⑦檢查此道記錄中是否還有未計算衰減因子的時間采樣點:如果是，返回步驟②；否則，進入步驟⑧；⑧檢查插值后的地震記錄中是否還有未進行吸收分析的記錄:如果是，返回步驟①；否則，進入步驟7)。上述步驟7)中，對步驟6)獲得的衰減因子逐道進行二階多項式曲線擬合，得到每道記錄的背景吸收值，將各衰減因子減去自己的背景吸收值，從而得到吸收異常剖面。上述步驟4)中，通過以下方程求取地震記錄S(t)的瞬時頻率ω (t)，取其倒數再乘以常數Coeff得到自適應時窗的長度ATW: ω (t) = [ λ 2 I +S (D- λ 2 I ) ] 1SnATW = ^^-
(OiJ)上式中，n=S(t)H’(t)-S’ (t)H(t)，其中H(t)為地震記錄S(t)的希爾伯特變換，H’⑴和S，⑴是H(t)和S(t)的導數，D為由S2(t)+H2 (t)構成的對角算子，S為平滑整形算子，λ為D的模的平方，控制反演迭代的快速收斂，I為恒等算子。上述步驟4)中,通過希爾伯特變換計算地震記錄S (t)的瞬時頻率ω (t),取其倒數再乘以常數CoefT得到自適應時窗的長度ATW:
權利要求
1.一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法，其包括以下步驟: 1)選擇包含待油氣預測目標儲層地震數據的地震資料，所述的地震數據為經過保幅、保頻率處理后的疊后純波地震數據； 2)在步驟I)挑選的地震資料中選取地震數據時間范圍，作為待吸收分析的地震記錄，該地震記錄至少要包括目標儲層的地震數據范圍； 3)對地震記錄進行頻譜分析，確定有效頻段范圍的低截頻F1和高截頻F2,并設定時頻分析用的能量衰減率α和能量延遲時β ; 4)計算地震記錄數據體的瞬時頻率，并據此求取相應的自適應時窗； 5)對地震記錄逐道進行時間域插值； 6)對插值后的地震記錄逐道進行廣義S變換時頻分析，對每個時間采樣點都按照各自的自適應時窗長度計算相應的衰減因子； 7)對插值后的地震記錄逐道去除背景吸收值，獲得吸收異常剖面； 8)利用已知井油氣層的吸收異常值對吸收異常剖面進行吸收異常值的標定: 如果標定顯示實際情況與吸收分析結果相符，就定量地預測潛在油氣； 否則，返回步驟3)，調 整低截頻F1和高截頻F2，以及能量衰減率α和能量延遲時β的值，重新進行吸收分析。
2.如權利要求1所述的一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法，其特征在于: 所述步驟6)包括以下小步驟: ①選取插值后的地震記錄中的一道記錄Trace(i), i = I Ntrare,進行廣義S變換計算此道記錄的時頻譜TF_Spectrum(t, f)； ②選取此道記錄中的一個時間采樣點j，j= I NT，其中，NT是此道記錄中采樣點個數，以廣義S變換后得到的時頻譜的瞬時點譜TF_SpeCtrum(tp f)作為該時間采樣點的頻譜 F_Spectrum(f)； ③利用復賽譜技術計算該時間采樣點的瞬時子波振幅譜IW_FSpectrum(f)； ④計算該時間采樣點的瞬時子波振幅譜IW_FSpectrum(f)的主頻fQ； ⑤對瞬時子波振幅譜IW_FSpectrum(f)在低頻段范圍F1 內進行Awto'擬合,計算該時間采樣點的流體衰減因子Qf (j); ⑥對瞬時子波振幅譜IW_FSpectrum(f)在高頻段范圍 F2內進行e—擬合,計算該時間采樣點的氣體衰減因子Qg(j); ⑦檢查此道記錄中是否還有未計算衰減因子的時間采樣點: 如果是，返回步驟②； 否則，進入步驟⑧； ⑧檢查插值后的地震記錄中是否還有未進行吸收分析的記錄: 如果是，返回步驟①； 否則，進入步驟7)。
3.如權利要求1所述的一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法，其特征在于:所述步驟7)中，對步驟6)獲得的衰減因子逐道進行二階多項式曲線擬合，得到每道記錄的背景吸收值，將各衰減因子減去自己的背景吸收值，從而得到吸收異常剖面。
4.如權利要求2所述的一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法，其特征在于:所述步驟7)中，對步驟6)獲得的衰減因子逐道進行二階多項式曲線擬合，得到每道記錄的背景吸收值，將各衰減因子減去自己的背景吸收值，從而得到吸收異常剖面。
5.如權利要求1或2或3或4所述的一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法，其特征在于:所述步驟4)中，通過以下方程求取地震記錄S(t)的瞬時頻率ω (t)，取其倒數再乘以常數Coeff得到自適應時窗的長度ATW:
6.如權利要求1或2或3或4所述的一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法，其特征在于:所述步驟4)中，通過希爾伯特變換計算地震記錄S (t)的瞬時頻率ω (t)，取其倒數再乘以常數CoefT得到自適應時窗的長度ATW:
7.如權利要求1或2或3或4所述的一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法，其特征在于:所述步驟3)中，能量衰減率α和能量延遲時β的取值范圍分別為0.1 I和0 1。
8.如權利要求5所述的一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法，其特征在于:所述步驟3)中，能量衰減率α和能量延遲時β的取值范圍分別為0.1 1和0 1。
9.如權利要求6所述的一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法，其特征在于:所述步驟3)中，能量衰減率α和能量延遲時β的取值范圍分別為0.1 1和0 1。
全文摘要
本發明涉及一種基于自適應時窗的吸收分析油氣預測方法，該方法基于油氣的低頻地震反射特征，利用瞬時頻率求取目標層位的自適應時窗，結合廣義S變換和瞬時子波吸收分析技術進行油氣預測首先選取目標層位進行頻譜分析，確定吸收分析方法所采用的技術參數；然后計算自適應時窗；對選取的目標層位逐道進行廣義S變換時頻分析；利用瞬時子波吸收分析油氣預測技術計算選取的目標層位的流體衰減因子Qf和氣體衰減因子Qg；最后去除背景吸收，利用已知井油氣層的吸收異常值對求取的Qf和Qg剖面進行標定，從而定量地預測潛在油氣。本發明相對于固定時窗技術能更充分地反映油氣的吸收特征，降低油氣預測多解性，尤其是對于中振幅型油氣藏乃至弱振幅型油氣藏，油氣預測效果更加明顯。
文檔編號G01V1/30GK103197347SQ20131005408
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月20日 優先權日2013年2月20日
發明者張顯文, 李維新, 姚振興, 趙偉, 李緒宣, 胡光義, 范廷恩, 桑淑云, 朱振宇, 王建花, 印海燕, 王清振 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院