基于时频和波阻抗反演的M地区礁滩相储集层预测

第1期
张志伟， 等： 基于时频分析和波阻抗反演的 M 地区礁滩相储集层预测
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质、 孔隙流体饱和度 、 岩石成分 、 孔隙度、 地层压力及 孔隙度、 含油 地震波频率等， 地层的吸收性质与岩性、 气成分等密切相关。 不同岩性对地震波能量的吸收衰 减系数相差较大，这一特性可以用来进行岩性解释。 另外， 如果地层中有油气存在， 高频能量剧烈衰减， 从 而使衰减系数相对增大， 因此吸收衰减系数成为油气 [3， 解释中一个重要的参数 4]。 基于上述理论分析， 在实际资料处理中采用了前 面提出的基于小波谱分解的时频分析方法， 对单个时 窗内的信号进行时频分析， 并计算其衰减系数； 然后 不断地改变时窗中心点进行循环计算， 最终获得频率 衰减梯度剖面。油气储集层是典型的双相介质。研究 发现， 当流体为油气时， 地震记录上具有更为明显的 “低频共振、 高频衰减” 动力学特征。因此利用衰减梯 度除了识别储集层外， 还可以作为判断储集层含油气 性的判断依据。 对于实际资料试算，首先选取了 Line2230 的第 2240 道地震记录进行频率衰减梯度的计算，如图 1 所示。 图 1 中的地震道在 1.26 s 附近是一个中高频的 地震反射， 其频率衰减较小， 在 1.55 s 附近是一个低 频反射， 此时频率衰减较大， 从中高频下降到低频， 发 生了频率的衰减现象， 与计算得到的频率衰减梯度曲 线相吻合， 从而验证了算法的正确性与可靠性。
乙
姨 姨
收稿日期： 2010－06-06 基金项目： 国家科技重大专项 （2008ZX05025 ） 作者简介： 张志伟 （1982） ， 男， 河南焦作人， 在读硕士研究生， 应用地球物理， （Tel ） 13699418092 （E-mail ） zzwxl2006@.
第 32 卷
乙 |ψ（t）| dt=1.
2 -∞
（2 ）
用于分解信号的一组小波称为小波基， 它是小波函数 经过平移伸缩和归一化处理后的集合， 定义为 t-b ψa， （ ） = 1 ψ ， （3 ） b t a a 姨 式中 a—— —尺度参数； b—— —平移参数。 x （t ） 的连续小波变换定义为
姨 姨
t-b WT（ b ） = 1 x （t ） ψ* dt. （4 ） x a， -∞ a 姨a 当尺度参数 a 增加时， 窗函数在时域展宽， 在频 尺度参数减小对应于小波基函数的时 域压缩。反之， 这样， a 的大值对应于信号低频端， 宽减小， 频宽增大。 时间分辨率低，频率分辨率高； a 的小值对应于高频 端， 时间分辨率高， 频率分辨率低。因此， 小波变换的 时频分辨率会随着尺度因子的变化而变化， 当用较小 的 a 分析信号的高频时， 相当于用高频小波对信号作 细致地观察， 而较大的 a 分析信号的低频则相当于用 低频小波观察信号的概貌。 1.1 低频伴影 文献 ［1， 2］ 通过粘滞 - 弥散微分方程模拟了低频 2] 伴影的形成机理和应用方向[1， 。 根据低频伴影产生机 理： 当地震纵波穿过含气地层时， 波的能量将产生较 大的频率衰减， 在储集层下方就可能见到低频强振幅 的低频伴影现象。因此， 可以将用低频伴影分析方法 进行油气储集层的识别标志分为 3 类。①有利标志： 对于低频， 上强下强； 对于高频， 上强下弱。②较有利 标志： 对于低频， 上弱下强； 对于高频， 上弱下弱。 ③不 利标志： 对于低频， 上弱下弱； 对于高频， 上强下强。 本文采用了基于小波变换的谱分解技术对 M 区 目的层含气礁滩相储集层进行低频伴影分析。 根据低 频伴影产生机理， 首先对研究区地震资料进行高精度 的时频分析， 获得低频 、 中频、 高频的单频地震记录， 组成该单频的共频率数据体 （道、 剖面、 三维数据体 ） ， 以显示地震波的吸收衰减随频率的变化。 1.2 频率衰减梯度 影响地震波衰减的因素很多， 主要有孔隙流体性
第 32 卷 第 1 期 2011 年 2 月
新 疆 疆 石 石 油 油 地 地 质 质 新 XINJIANG PETROLEUM GEOLOGY
Vol． 32 ， No.1 20 11 年 Feb． 2011
基于时频分析和波阻抗反演的M地区礁滩相储集层预测
张志伟， 贺振华， 黄德济
（成都理工大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室， 成都 610059 ） 摘 要： 中国南海相继发现大量礁滩相油气藏， 它们具有埋藏深、 油气分布不均匀、 勘探难度大等特点。 低频伴影和频 率衰减梯度是基于小波变换谱分解的两种时频分析方法， 它们与储集层中流体密切相关， 不仅可以作为流体识别的 重要标志， 还可以确定储集层的横向展布， 但是不易对其顶、 底边界进行识别。作为储集层预测重要方法之一的波阻 抗反演， 可以利用测井纵向分辨率高的优点， 有效地分辨储集层的顶、 底界限。因此， 将这两种方法相结合， 可以更好 地预测 M 地区储集层位置， 在纵、 横向上精细刻画储集层及其油气富集范围， 提高预测精度。 关键词： 礁滩相； 频率衰减梯度； 小波变换； 时频分析； 波阻抗反演； 储集层预测 文章编号： 1001－3873 （2011 ） 01－0032－03
1 时频分析技术
从 20 世纪 80 年代中后期开始， 小波分析发展成 为应用数学的重要分支， 并在地震勘探等领域得到了 广泛应用。 小波变换是将信号分解成一组经过平移和 伸缩的小波， 小波函数 ψ （t ） 满足
乙 ψ（t）dt=0.
-∞ ∞
∞
（1 ）
即不含零频率成分 （直流成分） ， 具有波形特征， 被称 为小波的容许性条件。 同时还要满足能量归一化条件 （单位能量 ） ， 即 ||ψ （t ） ||=
中图分类号： P631.445 文献标识码： A
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近年来， 在珠江口盆地发现了一批碳酸盐岩生物 礁油藏。 极大地增强了人们在珠江口盆地寻找更多礁 滩相油气藏的信心。珠江口盆地 M 地区珠海组含油 气储集层属于复杂隐蔽性构造-岩性油气藏，埋藏深 度一般较大， 深层地震资料的分辨率低， 预测难度大。 笔者尝试将基于小波变换谱分解原理的低频伴影和 频率衰减梯度两种时频分析方法与波阻抗反演方法 相结合，对研究区礁滩相储集层进行了综合预测， 取 得了很好的效果。