油氣儲層預(yù)測甜點屬性的研究與應(yīng)用

任秋月

摘 要：長期以來，我們通過地震屬性和地震反演來進(jìn)行地震解釋的工作。地震解釋從薄層解釋的工作，然后發(fā)展為通過分析反射波振幅的變化特征，也就是所謂的“亮點”、“暗點”，來對含氣砂巖進(jìn)行儲層預(yù)測。接著出現(xiàn)的AVO分析技術(shù)，不僅能進(jìn)一步推斷地層的含油氣性和巖性，還能對含氣砂巖中飽和液體成分的預(yù)測。隨后我們根據(jù)不整合面老劃分地震相，分析使用三瞬剖面處理技術(shù)來確定地震相類型并作巖相轉(zhuǎn)換是地震地層學(xué)分析的基本方法。甜點屬性漸漸被人熟知并且被應(yīng)用于油氣地球物理勘探中，由瞬時振幅和瞬時頻率計算得到的甜點屬性，開啟了直觀描述和評價儲層的新篇章。

關(guān)鍵詞：瞬時振幅；瞬時頻率；Hilbert-Huang變換；甜點屬性

中圖分類號：P618.13 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）05-0174-03

0 引言

地震信號是一種連續(xù)的時間函數(shù)，其振幅、頻率、相位都是隨時間變化的，它屬于非平穩(wěn)信號。對地震信號瞬時參數(shù)的提取，有利于對地下地質(zhì)特征正確認(rèn)識和對地震剖面進(jìn)行精細(xì)解釋。瞬時參數(shù)也就是瞬時振幅，瞬時相位，和瞬時頻率，是地震勘探中的我們?nèi)ソ庾x地震信號的重要手段之一。傳統(tǒng)方法是通過希爾伯特變換來提取地震信號中的瞬時參數(shù)。然而，希爾伯特變換在處理多分量信號方面存在局限性，并且這種變換對高頻噪聲特別敏感。為了克服希爾伯特變換的局限性，于是提出Hilbert-Huang變換（HHT）作為適用于非線性和非平穩(wěn)的時頻分析方法。Hilbert-Huang變換可以通過經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸猓‥MD），將任何信號分解為有限數(shù)量的固有模式函數(shù)（IMF），然后我們可以通過希爾伯特變換提取瞬時屬性。與其他基于傅立葉變換的時頻分析方法不同，HHT不存在傅里葉譜分析的許多缺點。

近些年甜點屬性經(jīng)常被地球物理研究者提及和應(yīng)用。人們通常將沉積地層中局部油氣有利區(qū)稱為甜點，將反射強(qiáng)度與瞬時頻率平方根的比值稱為甜點屬性。在對國內(nèi)外原始文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研基礎(chǔ)上，制作了理論模型，定量說明了甜點屬性的本質(zhì)，給出了詳細(xì)的理論詮釋。然而在實際地震資料中，受儲層厚度、埋深、資料信噪比和分辨率的影響，瞬時頻率穩(wěn)定性不好，從而影響甜點屬性的準(zhǔn)確度和客觀性。于是我們考慮結(jié)合Hilbert-Huang變換來求取甜點屬性，來改善由于實際環(huán)境影響瞬時參數(shù)穩(wěn)定性的一些因素從而得到更客觀的、更能有效評價儲層的甜點屬性。

1 甜點屬性的計算

上式表明，通過經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的方法可以把任何一個時間序列分解為有限個固有模態(tài)函數(shù)和一個殘量之和，其中分量，，…，包含的是序列中不同頻率段的成分，而則為信號的平均趨勢。

如圖1所示，用余弦函數(shù)來直觀地演示Hilbert-Huang變換。

2 甜點屬性對比及實際資料應(yīng)用

我們對比的思路應(yīng)用在新疆準(zhǔn)噶爾盆地百口泉組目的層。圖2所示為工區(qū)的連井剖面圖，圖3（a）和（b）為瞬時振幅和瞬時頻率的剖面圖。由圖可見，瞬時振幅較好地指示出儲層位置，而瞬時頻率不排除受到了分辨率和信噪比的影響，其識別效果并沒有特別理想[7]。

如圖3（b）所示，在實際資料中，瞬時頻率不能客觀顯示是很常見的事。所以為了使三瞬屬性或者其他的屬性特征可以直接表現(xiàn)出砂體有利區(qū)域的效果，通常研究方法是提取沿層切片[8]。

我們沿目的層提取了瞬時振幅（圖4a）和瞬時頻率（圖4b）的屬性圖。由圖4可見，在瞬時振幅切片上，井位為強(qiáng)振幅區(qū)，特征明顯，這與已知結(jié)果一致；瞬時頻率值約在30～40Hz頻段，不過瞬時頻率的背景噪聲還很大[9]。

接下來我們按Hilbert-Huang變換后得到的imf1分量下的瞬時屬性作對比[10-11]。

Imf1瞬時頻率的屬性圖相比原來的瞬時頻率圖，信噪比的影響減少了很多。由圖5所示兩個甜點屬性圖對比可見，Hilbert-Huang變換得到的甜點圖效果明顯好于前者。在經(jīng)過Hilbert-Huang變換后的瞬時振幅和瞬時頻率屬性，去掉了由其他因素造成的數(shù)據(jù)偏差，如圖6所示，這樣的甜點屬性似乎具有更好的抗噪性，能夠更客觀真實地評價砂體油氣性和儲層的有效儲集性，更值得推薦。

3 結(jié)語

甜點屬性之所以能很有效地識別砂體，是因為其結(jié)合了瞬時振幅和瞬時頻率兩種屬性，所以比單一的振幅或者頻率屬性能夠更有利、更有效地描述和評價儲層的效果。Hilbert-Huang變換不同于基于傅里葉變換的各種方法，其在各個頻率段都有包含，使得Huang變換得到的信號具有較高的分辨力，所以針對處理和分析非線性非平穩(wěn)信號十分有利。經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解算法的細(xì)節(jié)也決定了分解結(jié)果，本文僅討論了Hilbert-Huang變換方法在提取地震信號瞬時屬性中的應(yīng)用，結(jié)果比較理想，這種方法一定程度上優(yōu)化了甜點屬性用來描述和評價儲層的效果。

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