發生擴散，使得兩個分量之間發生交疊。而Sync虹osqueezing變換的結果可 W很好地區分兩個信號分量，準確描述頻率隨時間的變化規律。
[0129] 如圖3,測試信號和采用不同時頻分析方法的結果，和傳統的加窗傅里葉變換與小 波變換相比，Synchrosqueezing變換可W得到更加精細的時頻分布，清晰地區分開兩個分 量，準確地刻畫出每個分量的頻率隨時間的變化過程
[0130] 二、實際地震資料
[0131] 下面，將不同的時頻分析工具用于實際地震數據。圖4展示了一個S維數據體的 地震剖面。該剖面共有400道，每道500個采樣點，采樣間隔為2ms，其中在第60道到第120 道之間，1. 22s左右，W及第255道到第305道之間，1. 25s左右有典型的河道特征，分別用 楠圓標注。
[013引如圖4所示，地震剖面，楠圓指示了河道的位置。
[0133] 通過抽取第90道進行時頻分析，該道經過左邊的河道。該道數據及其加窗傅里葉 變換、小波變換和Sync虹osqueezing變換如圖5所示。從中可W看出由于地層的吸收作用 帶來的頻率衰減趨勢。其中位于1. 22s左右的30化的異常區域對應著該河道的位置。由 于加窗傅里葉變換和小波變換的能量擴散，其變換域譜圖較為模糊，隱藏了不同信號分量 的頻率變化特征。而Synchrosqueezing變換產生了一個更為稀疏的時頻分布，有著更高的 時頻分辨率，揭示了信號頻率的局部變化特征，指示出和儲層對應的異常區域。
[0134] 如圖5為地震道的時頻分析。Sync虹osqueezing變換的結果具有更加稀疏的分 布和更高的時頻分辨率，反映出信號不同分量的頻率的局部變化特征，清晰地指示出1. 25s 左右和河道相關的30化的異常區域。
[01巧]接下來，對整個地震剖面進行時頻分析。從小波變換和Sync虹osqueezing變換的 結果中提取30化的頻率切片，如圖6所示。Synchrosqueezing變換的頻率切片不像小波變 換的頻率切片一樣平滑，有一些類似于"噪聲"的特征，然而，正是由于它有著更加稀疏的分 布，有著較高的時頻分辨率，可w更加清晰地刻畫地質體的特征。圖中用楠圓指示了河道的 位置，可見Synchrosqueezing變換的結果很清晰地反映出河道的位置和邊界。而小波變換 由于小波函數的影響，在時頻圖上的能量擴散造成不同頻率的分量發生交叉、混疊，表現為 單頻切片的分辨率下降，圖中河道所在位置的能量和兩邊連成一片，無法分辨河道的邊界。
[0136] 如圖6為圖2中地震剖面的30化頻率切片。Sync虹osqueezing變化的結果具有 更高的時頻分辨率，準確地指示了河道的位置和邊界。
[0137] 最后，對整個S維數據體進行時頻分析。分別采用加窗傅里葉變換和 Sync虹osqueezing變換，得到30化的頻率數據體，然后提取一個沿層切片，如圖7所示。可 W看出河道（紅色箭頭指示部分）和斷層（綠色箭頭指示部分）的特征在前者圖上變得十 分模糊，而由于很高的時頻分辨率，Synchrosqueezing變換的結果能夠清晰地反映出河道 和細小斷層的特征。
[013引如圖7為30化數據體的沿層切片，其中紅色箭頭和綠色箭頭分別指示了河道和斷 層的位置，Synchrosqueezing變換的結果更加清晰地反映了斷層和河道的特征。
[0139] 將本發明提出的基于Sync虹osqueezing變換的地震衰減估計方法用于某致密砂 巖=維實際資料的衰減估計。該致密砂巖儲層主要表現為孔隙度小于10%的低滲透率的砂 體儲層特征，有效砂體分布比較分散，規模小，連續性差，波阻抗差異小，給儲層預測帶來困 難。該工區底圖如圖8(a)所示，目標層位如化）所示。該區域分布六口井，自北向南分別 用肥LL1到肥LL6表示，其中東北方向的肥LL3和西南方向的肥化4、肥化5、肥LL6為I類 和II類產氣井，I類為高產井，II類次之，在圖中用藍色標注，西北方向的肥LL1和肥LL2為 III類井，即為干井或者產氣量極低，在圖中用黃色標注。
[0140] 通過將基于Sync虹osqueezing變換的地震衰減估計方法用于處理該區域的地震 資料。經過頻譜分析后，分別選用10化作為低頻，40化作為高頻，利用Sync虹osqueezing 變換得到衰減結果W后，沿（b)所示的目的層進行切片，如（C)所示。可見WE化3、WE化4、 肥LL5和肥LL6附近表現出強衰減特性，該與其為I類和II類產氣井是完全符合的，在 肥化1和肥LL2附近基本上觀察不到明顯的衰減，該和它們是III類井是吻合的。總之，基于 Sync虹osqueezing變換的衰減估計結果和鉆井結果有著比較好的一致性，在一定條件下可 W作為碳氨儲層的指示因子，幫助地質人員進行井位確定和儲層含氣量估計。
[0141] 如圖8為某致密砂巖儲層=維數據體的地震衰減估計圖。
[0142] 本發明效果總結：
[0143] (1)本發明提出基于Sync虹osqueezing變換進行地震信號時頻分析的方法， 測試信號的例子表明，和傳統的時頻分析工具，如加窗傅里葉變換、小波變換等相比， Sync虹osqueezing變換通過對變換域系數的重排，可W得到更加聚集的時頻分布，準確地 刻畫出每個分量的頻率隨時間的變化過程。
[0144] (2)在時頻圖上，Sync虹osqueezing變換產生了一個更為稀疏的時頻分布，有著 更高的時頻分辨率，揭示了信號頻率的局部變化特征，指示出和儲層對應的異常區域；
[014引 （3)在地震剖面的單頻切片上，Sync虹osqueezing變換的結果可W更加清晰地反 映出河道的位置和邊界；
[0146] (4)在數據體的沿層切片上，Sync虹osqueezing變換的結果更加清晰地反映了斷 層和河道的特征；
[0147] (5)本發明提出基于Sync虹osqueezing變換的地震衰減估計方法，給出其實現流 程，并將該方法用于某油田致密砂巖儲層=維數據體的衰減估計，估計結果和鉆井結果有 較好的一致性，可W作為含氣儲層的直接指示因子，用來幫助地質人員進行儲層含氣量估 計和井位確定。
【主權項】
1. 基于Synchrosqueezing變換的地震資料時頻分析方法，其特征在于： Synchrosqueezing變換具體包括以下步驟： 步驟a :連續小波變換 信號/(〇 e L2 (R)的小波變換時域和頻域分別表示為：其中Φ⑴為基本小波，a和b分別為尺度因子和平移因子，F(?)和Ψ(ω)為f(t)和 Φ (t)的Fourier變換；假設小波函數幾乎沒有負頻率分量，即當ω < 〇時，Ψ (ω) ~ 〇 ; 步驟b :FM解調頻率的計算步驟c :時間-尺度域到時間-頻率域的映射 (1) 連續形式通過公式（7)，在時間-尺度域所有和頻率ω對應的小波系數進行組合，在時間-頻率 域重新將能量"擠壓"到頻率ω所在的位置； (2) 離散形式 進行數值計算時，需要對公式（7)中的尺度a和頻率ω進行離散；離散化后的尺度記 為{ak}，其中BkSalrf，尺度間隔為Bk-B lrf= (Aa) k;對頻率進行劃分，記為{ω J，其中％ > ?卜1,頻率間隔為ω!-ω卜1= Δ ω ;Synchrosqueezing變換的離散形式表示為：地震資料時頻分析方法具體包括以下步驟： 步驟1 :在三維數據體地震剖面中選取典型道，對該道數據進行Synchrosqueezing變 換，找出異常區域對應頻率； 步驟2 :對整個地震剖面進行Synchrosqueezing變換，提取異常區域對應頻率切片； 步驟3 :對整個三維數據體進行Synchrosqueezing變換，得到頻率數據體，然后提取一 個沿層切片，供地質人員進行地震資料解釋。2. 基于Synchrosqueezing變換進行地震衰減估計的方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1 :確定目標層范圍，對目標層附近的三維地震數據體進行頻譜分析，選取合適的 高頻fH和低頻 步驟2 :利用Synchrosqueezing變換得到高頻的單頻數據體T (X，y, t, fH)和低頻的單 頻數據體T (X，y, t, ; 步驟3 :在目標層上方的層位Ha(x，y)附近，將高頻和低頻的幅度差異預先消除； 步驟4 :估計目標層附近的衰減。3. 根據權利要求2所述的基于Synchrosqueezing變換進行地震衰減估計的方法，其特 征在于：所述步驟1中，高頻f H的幅度和低頻f ^的幅度大致相同。4. 根據權利要求2所述的基于Synchrosqueezing變換進行地震衰減估計的方法，其特 征在于：所述步驟3中，利用公式（14)計算修正因子a (x，y)并做平滑；5. 根據權利要求2所述的基于Synchrosqueezing變換進行地震衰減估計的方法，其特 征在于：所述步驟4中，通過公式（15)估計目標層附近的衰減AS(x，y，t); AS (x, y, t) =T (x, y, t, fL) - α (χ, y) T (χ, y, t, fH) (6)。
【專利摘要】本發明公開了一種基于Synchrosqueezing變換的地震資料時頻分析和衰減估計方法，首次將新的時頻分析工具Synchrosqueezing變換用于地震資料時頻分析，該變換通過對變換域系數的重排，獲得一個更加聚集的時頻表示，時頻分辨率大大提高，將其用于實際地震資料分析和致密砂巖模型含氣性檢測，能夠準確界定儲層的位置，指示河道與斷層等地質結構，進而有利于進一步的資料解釋和井位確定；提出基于Synchrosqueezing變換的地震衰減估計方法，并給出具體實現流程，對某油田致密砂巖儲層三維數據體的衰減估計結果和鉆井結果有著較好的一致性，該方法可以幫助地質人員指示含氣儲層，確定鉆井位置。
【IPC分類】G01V1/28
【公開號】CN104880730
【申請號】CN201510140952
【發明人】高靜懷, 王平
【申請人】西安交通大學
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年3月27日