地震属性技术及其应用

1.5 地震属ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的分类
目前还没有一个公认 的地震属性分类，也很难 建立一个完整的地震属性 列表。
几何学 和地震倾角有关，比如倾角、方位角 及曲率，计算是在网格上的数学运算
按定义
统计学 二次或派生的地震属性，其提取与 分析是在油藏描述过程中完成的
运动学/ 动力学
振幅、波形、频率、衰减、 相关、速度、AVO、比值
1）极大曲率与极小曲率 过层面上某一点的无穷多个正交曲率中存在一条曲线,使得
该曲线的曲率为最大,这个曲率称为极大曲率。垂直于的极大曲 率的曲率称为极小曲率。 2）平均曲率
过层面上某一点的任意两个相互垂直的法曲率的平均值为 一常量,称为平均曲率。 3）高斯曲率
高斯曲率是关于弯曲层面的第3个重要属性特征, 定义为极 大曲率与极小曲率的积。 4）倾向曲率
、
（3） 曲率属性来识别构造原理
曲率属性对断层及断层的 几何形态非常有效，曲率 值还能确定断层的错断方 向。正的曲率值代表上升 盘,负的曲率值代表下降盘。 这是由于对输入的断层面 数据进行了滤波和二次逼 近，使得平滑后的层面会 在断层上造成曲率异常， 使其上升盘呈高正曲率， 下降盘呈大负曲率，曲率 为零的点是断层面的中心。
常规具体工作流程是：
•层位标定 钻井资斜与地震资斜连接
•层位追踪闭合 确定分析时窗
•提取多种属性 组成多维属性向量
•属性优化 确定用于分析属性组合
•属性标定 的关系
通过井建立属性与油藏特性之间
•对井间油藏特性进行预测
一套完整的储层预测系统主要包括四个部分：地震 资料品质评价、属性提取、属性属性优化及储层预测
（1） 第一代相干体算法 (c1)
最早的第一代相干体主要考虑某一道沿CDP 方向（x）和测线方向(y)与邻道的相关性。
首先计算CDP方向（x）的互相关系数
其次计算测线方向(y)的互相关系数
最后合并CDP方向（x）和测线方向(y) 的相关系数
相干算法示意图
中心道
相邻道
搜索时窗(顶1/2) 相 关 时 窗
4 地震属性的优化方法
5 地震属性可视化显示和信息融合技术
6 多元地质统计综合储层预测方法
2.2 频谱比法求取吸收系数算法
吸收系数的提取步骤： ① 频谱分析 ② 确定计算频谱比斜率的频带范围
③ 求αe 、b 和α
在平面 y-b上作出各频率的散点图，利用最 小二乘法拟合直线，求出αe 和b，进而求得α。
60年代:直接烃类检测、亮点 70年代:瞬时属性或复数道分析 80年代:多属性分析 90年代:多维属性(如倾角、方位和相干等)分析。 地震属性的发展经历了几起几落，目前已逐渐走向成熟。
1.2 地震属性参数的有效性分析的研究历程 与现状
（1）20世纪70年代初，提出了“判别分析”来决定在辨 别过程中哪个变量是最有效。
c(t, p, q) kK i1 j1
K
J
J u(t kt pxj qy j , xj , y j )2

k K j1
（3） 第三代相干体算法 (c3 )
协方差矩阵
协方差矩阵与第一代相干算法的关系
协方差矩阵与第二代相干算法的关系
通过分析C2算法计算公式，可以得到该算法 与协方差矩阵的特征值关系：
地震属性技术及其应用
提纲
1 地震属性技术综述及属性分类
2 地震属性定义、提取算法
三瞬属性 吸收系数属性 相干体属性 曲率属性 AVO 属性 时频属性
3 地震属性的有效性分析
4 地震属性的优化方法
5 地震属性可视化显示和信息融合技术
6 多元地质统计综合储层预测方法
1 地震属性技术综述及属性分类
1.1 地震属性技术的发展历程
提纲
1 地震属性技术综述及属性分类
2 地震属性定义、提取算法
三瞬属性 吸收系数属性 相干体属性 曲率属性 AVO 属性 时频属性
3 地震属性的有效性分析
4 地震属性的优化方法
5 地震属性可视化显示和信息融合技术
6 多元地质统计综合储层预测方法
2.3 地震相干体提取算法
三维地震数据体反映地下一个规则网格的反 射情况，通过对主测线和联络测线方向计算某一 时间域内波的相似性，可获得三维地震相关图。 当存在断层和地层不连续变化时，在局部一些地 震道上会出现与相邻地震道不同的反射特征，导 致道与道之间相关性方面的极不连续。利用这一 原理，通过对三维数据体的不连续性进行分析， 就可识别构造和断层的分布，使解释人员在解释 之前就能获得研究区域粗略的构造几何形态和断 层分布情况，避免解释的随意性。
第三代相干体算法表达式
提纲
1 地震属性技术综述及属性分类
2 地震属性定义、提取算法
三瞬属性 吸收系数属性 相干体属性 曲率属性 AVO 属性 时频属性
3 地震属性的有效性分析
4 地震属性的优化方法
5 地震属性可视化显示和信息融合技术
6 多元地质统计综合储层预测方法
• 2.5 曲率地震属性的提取算法及其应用
基于地震属性技术储层预测系统
属性提取模块
沿
沿
层
剖
位 提 取 模 块
面 提 取 模 块
属性优化、精选模块 储层预测模块
效基 性于 分正 析演 模模 块拟
有
属基 性于 优搜 化索 模算 块法
的
K LVQ BP
预
网 络 预 测 模
预 测 模 块
测均 模值 块
聚
块
类
提纲
1 地震属性技术综述及属性分类
2 地震属性定义、提取算法
地震属性的提取基本思想
是将时空域地震记录转换到时频参数域，在 时频参数域中定量地提取可以表征各层反射波波 形特征的地震属性，再转换到时空地震属性域成 图显示，实现时频-时空域地震属性分析。
地震属性的提取基本思想
地震属性的提取
剖面目标 同相轴目标
基于剖面的属性大多数 是传统的属性，如瞬时地震属性
基于地震同相轴的属性目标 是一个解释出的同相轴上或 同相轴附近导出的地震属性
Taner等 Brown等
几何属性及物理属性 叠前与叠后 时间、振幅、频率及衰减
A.R.Brown 将地震属性 分类
1.6 地震属性的分类
基于地震动力学和运动学的地震属性分类
基于地震储层特征的地震属性分类
基于地震储层特征的地震属性分类（续）
1.6 地震属性分析的工作流程
包括 属性提取、优化、预测 三部份，每一 工作步骤必须与构造解释、岩性解释融合，提取、 优化、预测三者是相互关联的。
时间切 片目标
体积 目标
地震时间切片属性
基于地震体的属性是 由一个3D地震体产生 的一个完整的属性体
提纲
1 地震属性技术综述及属性分类
2 地震属性定义、提取算法
三瞬属性 吸收系数属性 相干体属性 曲率属性 AVO 属性 时频属性
3 地震属性的有效性分析
4 地震属性的优化方法
5 地震属性可视化显示和信息融合技术
1.3 地震属性技术与储层预测的关系
地震属性技术能用于储层预测是由于地震属 性包含了储层物性变化、储层饱和流体成分、含 油气等有关信息。
地震属性预测储层最主要的思想就是试图从 大量的丰富的三维数据中的有关岩性和储层物性 信息，并消除数据畸变，然后通过井资料为桥梁， 沟通地震属性与井间的储层关系，基于模式识别 技术进行储层预测。
三瞬属性 吸收系数属性 相干体属性 曲率属性 AVO 属性 时频属性
3 地震属性的有效性分析
4 地震属性的优化方法
5 地震属性可视化显示和信息融合技术
6 多元地质统计综合储层预测方法
2 地震属性定义及提取算法
地震属性的概念
地震属性是对叠前或叠后地震数据经过数学 变换而导出的有关地震波运动学、动力学和统计 特征参数，它是表征和研究地震数据内部所包含 的时间、振幅、频率、相位以及衰减特性的参数 指标，是反映储层及含油气性的地震信息。
所采用的方法比较单一
多种属性只是简单地叠合
信息综合处理和分析能力低
地震属性的优化和精选方法及智能化方面差
尤其地震属性与地质物理参数的关联度不十 分明确，在预测过程中未考虑地震各类属性对储 层预测的敏感性程度不同。
因此，目前地震储层预测存在多解性，可靠 性程度低问题，预测出的最终图件难以进行合理 的地质解释，必须对此潜在的风险有足够的认识。
mn
f x, y
aij xi y j
i1 j1
对上式求导，并将中心点坐标 代入各导数表达式可得:
f x a1,0 f y a0,1 f xx 2a2,0 f yy 2a0,2 f xy a1,1
（5) 消除地震层位拾取误差的空间滤波方法
一个具有滤波器窗A，对于图像 {xij , (i, j) z2}
在储层预测和表征方面，利用地震属性技术 可以预测岩性和有利储集体，描述油藏特征及孔 隙度变化，寻找死油区，甚至于监测流体运动和 进行其它综合研究。用这类技术进行地震解释更 为直观、快捷，但风险也大，需要有丰富的经验 和知识.
1.4 目前地震属性技术存在的问题
地震属性技术是储层预测的重要手段，许多地球 物理公司在新推出的处理解释软件也包含有地震 信息提取内容.
的二维中值滤波器由下式定义:
yij

Median A

Median
xir, js ;(r, s)
A ,(i,
j)
z2
二维中值滤波器的窗口：
（6）阶梯状平面模型试算结果
层面的极大曲率与极小曲率
层面的平均曲率与高斯曲率
(7) 凹凸起伏曲面模型试算结果
模型由方程z= sin(xy/10pi)计算得到一曲面，用前面叙 述的各种曲率属性的计算方法对该曲面进行了计算。
（1） 曲率属性的数学定义
曲线上某一点P, 该 点的曲率可以定义为角度 变化dω 与对应的弧长ds 之比。
计算公式：
d2y
K

dw ds

2 2 R

1 R

1
dx2
dy 2 dx
3 2
（2） 曲率在地震解释中的含义及类型
左图是3D空间中的曲率 示意图，从图中可以看 出曲面上的一点的曲率 有无数个，通常选用极 大曲率，极小曲率，平 均曲率，高斯曲率，倾 向曲率，走向曲率，最 大正曲率，最小负曲率 几个曲率进行研究。
（2）进入80年代 ，统计学方法、多元判别分析及聚类 分析广泛地应用到地震属性的有效性分析之中；
（3）90年代 ，使用线性回归与非线性回归模型进行地 震属性的有效性分析；
（4）目前， 将基于先进的数学原理方法的地震属性的有 效性分析与基于综合数学、地质、测井、地震正演相结合 的地震属性的有效性分析为发展方向。
在最大倾角方向求取的曲率定义为倾角曲率。该曲率是最 大倾角方向上倾角变化率的量度, 也称为剖面曲率。该曲率既 包含了断层的大小信息,又包含了断层的方位信息。 5） 走向曲率
在与倾角垂直的方向,即走向上求取的曲率叫走向曲率。该 曲率有时也称为切面曲率,用于描述层面的切面形态。
各 种 曲 率 计 算 公 式
相关函数
搜索时窗(底1/2)
（2） 第二代相干体算法 (c2 )
首先定义一个椭圆和矩形窗口，在这个窗口
中以分析点为中心，有J道地震数据
其次，采用以下公式计算多道相似系数
K J J

u(t kt pxi qyi, xi, yi )u(t kt pxj qy j , xj , y j )
（4） 曲率属性的计算方法
网格化层面的曲率计算有很多种方法, 其一 般是通过局部窗口中的差分运算或局部曲面拟合来 实现，实际上差分和曲面拟合虽然是从不同的理解 上来设计算法，但他们的结果是相同的。本文对成 图层面采用采用了该3×3 网格单元作逼近后,计算 就可以简化为一系列简单的算术运算。目前常用的 曲面拟合函数是多项式，设拟合多项式为：
模型等值线图
高斯曲率
极大曲率
极小曲率
最大正曲率
最小负曲率
(8) 凹凸起伏曲面模型
相似系数计算的是协方差矩阵全部特征加权求和与全 部特征值之和的比。根据协方差矩阵特征值所对应的 物理意义，大特征值代表的是分析元素空间中的主要 成分，在有效信号占有的地震道中，它反映的是有效 信号；而小特征值代表的是分元素空间中的次要成分， 通常是噪声干扰。仅保留大特征值，去除小特征值， 有可能去除噪声干扰，改善相干体计算的分辨率。
6 多元地质统计综合储层预测方法
2.1 瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率提取算法 y(t) h(t) * x(t)
地震数据体
瞬时相位体 瞬时频率体
提纲
1 地震属性技术综述及属性分类
2 地震属性定义、提取算法
三瞬属性 吸收系数属性 相干体属性 曲率属性 AVO 属性 时频属性
3 地震属性的有效性分析