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1、基本原理

      频谱成像在理论上主要是依据薄层反射的调谐原理。对于厚度小于四分之一波长的薄层而言,在时间域,随着薄层厚度的增加,地震反射振幅逐渐增加。当薄层厚度增加至四分之一波长的调谐厚度时,反射振幅达到最大值。然后,随着薄层厚度的增加反射振幅逐渐减小。时间域的最大反射振幅值,对应着频率域的最大振幅能量值。由薄层调谐引起的振幅谱的干涉特征取决于薄层的声学特征及其厚度。频谱成像处理可产生单一频率的一系列的振幅能量体的同时,还可产生单一频率的一系列的相位数据体。通过相位在空间的变化指示了薄层的声学特征及其厚度的横向不连续。将振幅能量的调谐干涉现象和相位的变化综合在一起,能为解释人员提供一种迅速而有效地利用3-D地震资料描述岩石的岩性及厚度在空间变化的工具。频谱成像技术的应用改变了过去以地震子波主频定义的调谐厚度的概念。因为分频技术允许在任意频率下分析地震反射的变化,就没有以地震子波主频定义的单一调谐厚度的概念。勘探家可以用给定储层的调谐频率为解决问题的出发点,而不是以给定地震资料的调谐厚度。

  分频技术提供了利用三维地震资料的多尺度信息对储层进行高分辨率成像,并刻划储层时间厚度变化的工具。该技术可应用于描述沉积相和沉积环境,如检测河道砂体和成像侵蚀充填的砂体的空间分布。

  频谱成像技术可有效地描述地质反射层厚度的非连续性和岩性的非均质性。因为真正的地震反射很少是以简单的大块的易辨认的反射体为主的。此外,真正的地质边界很少沿着完全可分辨的地震反射的波峰和波谷分布。 利用该技术将地震信息分解成一系 列单一频率的能量谱,利用能量谱和相位谱便可确定反射薄层,并确定在复杂岩层内薄层厚度的变化,使解释人员迅速而有效地基于薄层干涉确定不连续的地下地质体。

       频谱成像技术过去通常采用以离散付立叶变换为基础的算法。但是,该方法存在着明显的局限性。因为估算的地震振幅谱的重要特征是所选时窗长度的函数。如果所选时窗过短,振幅谱会与变换窗函数褶积,便会失去频率的局部化特征。另一缺点是,过短的时窗会使子波的旁瓣呈现为单一反射的假象。增加时窗长度,会改善频率的分辨率。相反,如果所选时窗过长,时窗内的多个反射会使振幅谱以槽痕为特征,很难分清单个反射的振幅谱特征。这一时窗问题使得振幅谱的估算产生偏差。在实际运用中,通常难以掌握好时窗长度的选择,而且无法定量分析时窗长度引起的偏差。以小波变换为基础的时频分析技术,现在已成为非平稳性信号的重要分析工具,在很多实际应用中已取代了付立叶变换的分析方法。通过理论计算,对比小波变换与分频技术相关的算法如快速付立叶变换,离散付立叶变换和最大熵方法,结果证明以小波变换为基础的瞬时谱分析能得到精确的时频分析结果,同时避免了时窗问题。分频成像技术提供了能用于描述储层时间厚度变化和横向地质不连续性的有效工具,能使解释人员快速而有效地描述储层特征的空间变化。

       通过井的模拟和井旁地震道的分频处理结果的解释,可帮助建立储层的特征与振幅谱和相位谱的定量关系,使对分频成像技术处理的结果的解释更具有物理意义和地质意义。通常,地震能量谱由三个部分组成,具有地质意义的薄层干涉振幅谱,地震子波谱和噪声。薄层干涉振幅谱与储层的声学特征和厚度相关。为得到高分辨率的薄层干涉振幅谱,需要在不损失地质信息的同时,去掉地震子波谱的影响。对所有要分析的井,首先利用测井资料进行了层位对比和标定,提取地震子波,确定地震子波的最佳相位。利用得到的井旁地震子波,对井旁地震道进行处理,从而去掉地震子波的影响。去掉地震子波影响后,地震能量谱由两部分组成,具地质意义的薄层干涉振幅谱和噪声。没有地震子波包络影响的薄层干涉振幅谱几乎沿着同一水平线附近变化,有效的高频部分得到了加强,使薄层干涉的地质现象更易从干涉振幅谱中加以检测。

       散射理论的研究结果表明,含油气岩石会造成波传播的能量衰减。这种衰减可通过高频能量的损失显著观测到。这些不规则的衰减对烃类指示非常有用。因为瞬时频谱分析可以提取地震道每个样点的频率谱,地震衰减可以被描述为基于频率的频谱变化。利用这些变化能够检测与高频衰减有关的油气藏.

       EPSTMimage储层频谱成像的基本思路为:通过井点模拟确定储层频谱成像技术能否识别研究区的储层,如果能识别,调谐频率范围是多少:利用基于小波变换的地震瞬时谱分析技术来成像储层的厚度和地质上不连续: 采用波场能量—频率估算技术,来度量含油气储层的衰减特征,检测与高频衰减有关的油气藏。在这一技术中,薄岩层的振幅谱可以描述反射层厚度的变化,而相位谱可指示地质上横向的不连续。在时间域,薄层的厚度可通过地震反射波峰和波谷间的时间距离来确定。频谱成像技术利用了更稳健的振幅谱分析方法来检测薄层。频谱成像技术背后的概念是薄层反射在频率域有其特定的表述,该表述是其时间厚度的指示。该技术特别适合于河道砂岩等横向快速变化的薄储层预测。与其他同类软件相比,

EPSTMimage具有如下优点:

● 通过井点模拟确定储层频谱成像技术能否识别研究区的储层: 如果能识别, 确定最佳识别频率范围是多少

● 采用基于小波变换的瞬时谱分析技术(ISA),克服了时窗长度对结果的影响,大大提高了稳定性和分辨率

● 提供了稳定的地震衰减属性分析功能,用于储层含油气性检测

 

2、实例图示

图1 频谱成像技术计算得到的河道空间分布特征 

  

 

 

 
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