基于地震数据结构梯度张量属性的采空区识别方法

通过介绍结构张量矩阵构建及其特征向量与特征值的算法原理,提出了利用梯度结构张量矩阵特征值计算Chaos及其边缘属性,以提高不同类型采空区三维地震资料解释精度的技术思路,并讨论了在地震数据结构张量chaos、边缘检测属性计算中的关键环节。实例分析表明,chaos和边缘属性可以精细描述不同类型采空区的地震反射结构特征变化规律:工作面采空区可形成明显的杂乱反射结构,平面呈连续密实的团块状或宽条带状异常;巷道采空区则表现为微波状弯曲反射结构,具有串珠状、短而弯曲的线状、窄条状平面特征。基于地震数据梯度结构张量算法的属性分析是精细识别和解释采空区的一个有效工具。

利用梯度结构张量刻画碳酸盐岩缝洞体边界

碳酸盐岩缝洞体、河道及断层的地震响应均属于不连续异常,业界利用梯度结构张量(GST)刻画碳酸盐岩缝洞体边界的应用相对较少。为此,基于前人的研究,针对GST属性的详细计算方法及其几何意义,分析了各计算环节对计算结果的影响。技术原理分析及实际地震资料测试表明:①对张量元素的平滑计算是整个技术的关键,使结构张量矩阵不仅包含最大梯度能量方向的特征,而且还包含所有正交方向的变化特征;梯度元素的平滑对背景噪声具有一定压制作用,可以提高最终计算结果的信噪比。②第二特征值与第三特征值对碳酸盐岩缝洞体均具有一定刻画能力,反映了不同观测视角的缝洞体三维空间形态特征;优选或组合第二与第三特征值属性,在合适的低值截取与显示范围内可以有效刻画碳酸盐岩缝洞体边界。③利用钻井信息作为标尺刻度无量纲特征值,求解的特征值线性组合结果本质上是基于钻井信息的多重约束解,融合了第二与第三特征值的细节特征,并且有效解决了不同钻井刻度值不一致的问题。因此,GST属性与振幅变化率等常规属性相比,可更连续地刻画碳酸盐岩缝洞体,通常还能在一定程度上反映溶蚀规律。

基于梯度平方结构张量算法的高密度二维立体层析反演

射线参数水平分量是立体层析数据空间中最为重要的参数信息,梯度平方结构张量算法是一种针对图像的边缘检测快速算法.本文将叠前地震数据集视为图像,将梯度平方结构张量算法用于射线参数水平分量的提取,提高了立体层析数据空间的准备效率.高效率的数据空间提取使得高密度立体层析反演成为可能,数据空间加密后的立体层析反演精度以及叠前深度成像质量相比常规流程得到明显提高.基于二维理论数据与南海某二维深水数据的严格测试证实了该方法的有效性与稳健性.

梯度结构张量分析法在三维地震资料河道砂体预测中的应用

梯度结构张量分析是近年来引入地震解释领域的一种新的属性分析方法,可用于识别地震数据体中的具有不同纹理特征的沉积地貌单元。在地震剖面上,河道沉积充填模式主要有上超充填、侧向加积、复合充填及杂乱和无反射充填等类型;从图像纹理角度来看,前3种表现为弯曲层状纹理,后2种则为杂乱纹理。以四川盆地北部X地区下侏罗统河流相储层为例,对三维地震数据体开展梯度结构张量分析,提取反映河道纹理特征的各向异性参数,通过地层切片刻画河道地貌单元的形态和空间展布特征,取得了满意效果。与常规方法提取的相干及几何属性比较,该方法的抗噪性更好,对河道等沉积地貌单元的反映更为灵敏。

基于构造导向滤波与梯度结构张量相干属性的储层裂缝预测方法及应用

梯度结构张量(GST)相干技术和构造导向滤波技术在断层解释方面各具优势,但将二者结合的应用实例并不多见。为此,提出基于构造导向滤波与GST相干属性的储层裂缝预测方法。首先,利用构造导向滤波方法对地震数据进行各向异性补偿处理,在提高信噪比的同时突出断层和裂缝特征;然后,利用优化处理后的地震数据提取地层倾角、方位角等属性,获得计算断层和裂缝的基础数据;最后,基于倾角、方位角、振幅等数据构建方向导数矢量和GST,通过计算GST的特征值和特征向量,提取突出地震数据结构特征的GST相干属性,实现储层裂缝精细识别。基于构造导向滤波与GST相干属性的储层裂缝预测方法精细预测了川西雷四段上亚段碳酸盐岩储层裂缝,结果表明:断层和裂缝主要分布在T6层以下,T6层反射连续,地层稳定,形成了良好盖层;雷四段上亚段断层、中小尺度断层和裂缝较发育,以构造缝为主,可作为天然气储集空间和运移通道。

利用梯度结构张量检测盐丘与断层

在盐岩剧烈活动地区,在盐的挤压下地层发生严重变形,形成复杂的构造特征,导致断层识别困难,常规的相干和曲率算法很难取得理想的效果。为此,提出了梯度结构张量(GST)不连续性检测技术。首先利用地震数据构造梯度结构张量,然后对梯度结构张量做特征分解,求取其特征值和特征向量,最后利用三个特征值的组合构建出一种混沌度量,可屏蔽弯曲地层的影响,从而有效识别复杂构造中的断层及盐丘发育范围。实际应用表明,在盐岩剧烈活动地区的断层识别中,与基于特征结构的相干估计算法、曲率等算法相比,GST方法能够更好地克服由陡倾地层引起的不连续性假象,可清晰地反映真实的断层信息和盐丘发育范围,为盐丘的三维雕刻提供了可靠的基础数据。

基于倾角导向梯度能量熵的断层检测方法

断层解释是三维地震数据精细构造解释的关键。三维不连续性地震几何属性分析技术的发展,为断层等不连续性地质边界的检测和识别提供了极大的便利。针对传统地震几何属性对随机噪声较为敏感,用于检测和识别微小断层效果不好这一现实问题,提出了一种基于倾角导向梯度能量熵的相干分析方法。首先利用梯度结构张量获取倾角信息,然后通过构建梯度相关矩阵计算局部地震数据的梯度能量熵值。高能量熵值代表数据的连续性很差,低能量熵值代表数据的连续性很好,因此可以利用能量熵值刻画三维地震数据的不连续性空间结构信息。理论模型和实际数据测试表明,新方法不仅抗噪能力较强,而且对断层等不连续性边界的检测效果比超级地震道第一代相干体(ST-C1)、超级地震道第三代相干体(ST-C3)和局部结构熵相干体(LSE)都好,可以有效地用于三维断层及其他地质边界的地震解释。

碳酸盐岩强非均质储层相控反演方法研究

岩溶缝洞体是碳酸盐岩主要储层类型,具有强非均质性特征,量化预测难度大。常规地震反演方法虽然可实现储层的量化预测,但满足不了岩溶缝洞体中多类型储层的量化及高精度研究需求。针对这一问题,在相控约束反演技术思路的基础上,提出了基于梯度结构张量属性约束的确定性相控反演方法。该方法可概述为3步:首先,基于梯度结构张量属性,划分出反映碳酸盐岩缝洞体轮廓的储层相与非储层相;其次,以地震相为约束条件,建立低频模型;最后,将低频模型应用于地震反演过程,得到储层敏感属性,进而实现碳酸盐岩强非均质储层的量化预测。模型试算结果和塔里木盆地M工区实际应用结果均表明,该方法能有效识别岩溶缝洞体中多类型储层的分布范围,与实钻结果及开发动态特征吻合,为碳酸盐岩缝洞型油藏的整体量化研究奠定了基础。

基于结构自适应中值滤波器的随机噪声衰减方法

本文提出一种保护断层、裂缝等地层边缘特征的结构自适应中值滤波器,用于衰减地震资料中的随机噪声.基于地震反射同相轴局部呈线型结构的假设,采用梯度结构张量估计地层倾向,分析地层结构的规则程度,在此基础上引入地震剖面中线型和横向不连续性两种结构特征的置信度量.结构自适应中值滤波器根据这两种置信度量调整滤波器窗函数的尺度和形状,根据地层倾角调整滤波器窗函数的方向,从而使得滤波操作窗能够最佳匹配信号的局部结构特征.将本文方法用于合成和实际数据的处理,并与两种常用中值滤波方法进行对比,结果表明,该方法能够更好地解决地震剖面的随机噪声衰减和有效信号保真的问题,在增强反射同相轴的横向一致性的同时有效保持了剖面内的地层边缘和细节特征,显著改善了地震资料的品质.

高精度结构曲率提取方法在潜江凹陷构造解释中的应用

广泛用于描述地质体几何形态变化的结构曲率属性可通过求取地层视倾角的偏导数获得,因此地层视倾角估计的精度直接影响结构曲率估计的精度。江汉潜江凹陷工区目的层断层发育、高陡构造较多、地震资料信噪比低,常规结构曲率提取方法无法有效提取目的层的结构曲率并用于断层及高陡构造等复杂构造带的解释。为此,采用了一种高精度结构曲率提取方法来提取研究区实际资料的结构曲率。该方法首先利用三维数据的瞬时相位构建梯度结构张量,并在此基础上估计地层视倾角;然后采用多窗估计技术来提高地层视倾角的估计精度;最后以高精度地层视倾角为基础进行地层结构曲率估计(包含最大正曲率和最大负曲率)。将高精度结构曲率提取方法及商业软件曲率模块用于江汉潜江凹陷的实际资料处理,结果表明:高精度结构曲率提取方法所提取的地层结构曲率在抗噪性以及断层结构等的刻画精度方面明显优于商业软件曲率模块所提取的地层结构曲率,同时对高陡倾角构造及大断层等构造复杂带的刻画精度更高,更有利于构造解释。该方法可应用于其它类似地区。

利用结构导向平滑方法解释断层

在深层地震资料解释过程中,受资料品质的限制,断层解释难度较大。为此,研究了对叠后地震资料进行处理的基于梯度结构张量的结构导向平滑方法,该方法能有效改善地震资料的品质,进而辅助断层解释。具体流程为:1利用原始地震数据求取每个采样点在空间(或时间)方向的导数,并求取梯度结构张量矩阵;2通过特征分解求取梯度结构张量矩阵的特征向量,并构建扩散张量矩阵;3将扩散张量矩阵代入改进的偏微分扩散方程,采用共轭梯度迭代法求解该方程,求得的解即为平滑后的图像。实际资料处理结果表明:经结构导向平滑方法处理后的地震资料信噪比有较大提高,剖面上的断点更清晰,断层的空间组合关系更明确,解释结果的可靠性更高。

空间自适应方向全变分地震数据去噪模型

随着我国油气勘探工作的不断推进,地震勘探面临着重大挑战。受到复杂的勘探环境、采集方式、检波器灵敏度等因素的影响,野外采集的地震数据中往往混杂着大量随机噪声,导致后续地震数据处理的保真度、信噪比和分辨率降低,并且最终影响地质解释的精确性、可靠性。为了突破传统地震数据处理问题的局限性,提出了一种用于地震数据随机噪声压制的空间自适应方向全变分正则化模型。首先,针对地震反射同相轴具有空间变化的方向性和倾角计算抗噪性差的问题,提出了基于梯度结构张量的空变倾角逐点估计公式来获取同相轴的方向信息;然后,建立空间自适应方向全变分地震数据去噪模型,并采用优化最小化算法求解模型;最后,讨论了该模型的参数选取方法,将合成地震数据和实际地震数据的去噪结果与同类方法进行比较。实验结果表明,所提出的模型不但能较好地提高地震剖面的垂直分辨率和同相轴的横向连续性,而且在提高信噪比的同时能够保留更多的地质特征信息。

砂砾岩岩性油气藏“甜点”储层地震预测技术及应用效果——以环玛湖凹陷西斜坡区黄羊泉扇体百口泉组二段砂砾岩为例

准噶尔盆地环玛湖凹陷西斜坡区三叠系百口泉组二段(T1b2)发育砂砾岩岩性油气藏,成藏主控因素受扇三角洲前缘亚相有利相带、优质储层厚度、孔隙度和油源断裂等四重因素控制,储层单层厚度小、横向变化较快、埋深大,且储层与围岩波阻抗差异小,地震预测难度大,利用单一的地球物理方法无法准确地预测“甜点”储层平面分布,同时也受地震资料信噪比低、保幅性差等因素的影响,预测精度不高,钻探成功率低。为此,采用“五步法”逐级控制的测井—地质—地震一体化研究思路,预测砂砾岩“甜点”储层平面分布范围。利用“分相带道集叠加”OVT域技术精细处理百口泉组(T1b)目标,为储层预测奠定了资料基础。对OVT域三维地震资料进行全三维自动地震层序解释,精细地恢复了古地貌,结合单井相、地震属性准确刻画了扇三角洲亚相边界。通过叠前反演预测优质储层的厚度、范围和孔隙度,利用结构张量矩阵特征值构建断裂属性数据体,从而预测油源断裂剖面、平面展布特征,其中扇三角洲前缘亚相的储层厚度、孔隙度高值区及存在油源断裂的部位为“甜点”储层发育区。根据研究成果部署的预探井成功率达92%以上,值得在类似的地质背景条件下推广、应用。

利用绕射信息在裂缝型地层中进行钻前风险评估

钻前风险评估是智能导钻过程中减少井漏井塌等事故的关键环节.在裂缝型地层中,特别是在深层、超深层地区,井筒的承压能力极易受到地层中天然裂缝带的影响,较易出现井漏、井塌等钻井事故,亟需在钻进前进行基于裂缝带的风险评估.绕射波由于对裂缝等小地质体较为敏感,是描述天然裂缝带的有效手段,但是目前的绕射波成像结果通常信噪比不高,较难直接应用于钻前风险评估.论文通过分析绕射波均方根振幅能量,发展适用于绕射波成像的构造平滑技术,提出了基于绕射波信息的天然裂缝带描述方法,提高了数据信噪比,更好地描述了天然裂缝带的空间分布.该方法应用于顺北地区某钻井的深部裂缝型地层中,所得的目标层段预测结果与实钻的漏失、卡钻井段具有较好的对应关系,验证了方法有效性.

基于图像信息的地震断层增强方法及其应用

随着石油开采程度的不断加深,勘察地下隐伏的地质构造显得尤为重要,特别是那些对石油勘探与开发有重要影响的断层.由于地震数据的采集受到多种因素的影响,降低了数据质量和信噪比,干扰断层解释的准确性.本文采用的基于图像处理的地震断层增强技术,能够减少各种随机因素的影响,使断层刻画得更清晰,边界轮廓更清楚.该技术主要是在图像信息提取的基础上,利用地震剖面的方向和各向异性等信息,进行广义Kuwahara滤波,达到对断层增强的目的.该技术在断层解释方面有较好的应用价值.

基于GST的相干体方法研究及应用

梯度结构张量(GST)是分析和描述地震数据中结构特征的一种强有力的工具,利用GST可以定量地描述断层、平行层理、倾斜层理、波状层理等地质现象的结构特征。由GST张量结构矩阵,可以提取特征向量和特征值,由此来构建相干属性。在GST计算过程中,通过引入一高斯函数,可以提高属性的分辨能力和抗噪性。理论模型和实际资料应用表明,所给出的"混沌"的度量属性Cchaos、断层识别属性Cfault可自动、直观地识别河道、断层等特殊异常体。

方向性边界保持断层增强技术

地震数据在采集处理过程中不可避免地会受到各种因素的影响,从而导致地震资料的信噪比低,造成断层信息模糊,断层增强的目的是进一步清晰地刻画断层,同时提高地震资料的信噪比.本文提出了方向性边界保持断层增强技术,首先通过方向滤波技术估计地震同相轴的方向信息,然后结合边界保持滤波技术进行断层图像的增强,将该技术用于地震资料,可以得到断层图像更加清晰、分辨率更高的三维地震相干体,以利于进一步的构造解释以及油气输导体系的定量评价,具有重要的理论与应用价值.

基于高精度地层倾角线性反演的地震全体积拉平方法

地震数据的拉平分析是三维地震资料解释中的常见方法,一般通过拾取某一标准层位并将其校正到一个基准面的方式拉平地震数据,这样会导致距离标准层越远的层位拉平效果越差.近几年发展起来的三维地震数据全体积拉平方法是避免这种拉平缺陷的有效途径.本文提出一种基于高精度地层倾角的全体积自动拉平方法,该方法将一种自适应加权的向量滤波法获得高精度的局部地层倾角作为观测数据,根据拉平变换对每个数据样点产生的垂向偏移量与地层倾角之间的近似线性关系,建立最小二乘反演机制.在优化反演模型时,引入由梯度结构张量法得到的误差控制模板,抑制断层等复杂地质构造对拉平效果的影响;此外,增加模型参数的平滑度量项,避免拉平后的数据出现较大的畸变,并采用模型重新参数化方法,加快反演算法的收敛速度.三维合成数据和实际地震资料的试算结果表明这种三维全体积拉平方法是有效和可行的.

方向性滤波去噪方法及其应用

目前的地震资料去噪方法多为对逐道的地震数据进行去噪处理,未考虑构造或层序方面的信息,方向性滤波去噪方法的不同之处在于它是沿着地震数据的同相轴方向进行滤波,可以更加有效地提高地震信号的信噪比,并增强地震同相轴的连续性。方向性滤波去噪方法是通过梯度结构张量估计地震同相轴的方向信息,根据这些方向信息进行方向性滤波器的设计,并将该滤波器应用于地震数据进行滤波。模型检验及实际应用表明,方向性滤波去噪方法不仅提高了原始地震数据的信噪比,还保持了原始信号的分辨率,方向性滤波去噪处理的地震资料仅在低频和高频部分的能量略有降低,并未降低原始信号的主频,为进一步的地震解释性处理提供高信噪比、高分辨率的地震数据,具有广阔的实际应用价值。

一种边界保持随机噪声衰减的各向异性拉普拉斯滤波技术

由于地震勘探目标的复杂性,导致地震采集资料的信噪比降低,在其叠后地震资料中的各种残留噪声将会造成断层和岩性边界的信息模糊,不能满足地震资料精细解释的需求。近年来能够增强断层和岩性边界刻画,同时提高地震资料信噪比的边界保持滤波技术得到很多学者的关注。针对常用的扩散滤波方法在滤波处理时存在的不确定性,从各向异性扩散滤波方程出发,推导出拉普拉斯滤波器模型;利用梯度结构张量技术估计地震同向轴方向和断层位置,给出具有明确空间滤波结构的各向异性拉普拉斯滤波器。将该技术用于三维地震资料处理,不仅可以增强断层成像的清晰度,同时也能提高薄层和微细沉积事件的成像精度,有利于进一步做好储层精细评价。