基于广义S变换研究地震地层特征

将S变换引入到地震地层研究中,用广义S变换代替短时Fourier变换或连续小波变换,用于地震数据频谱分解和提取地震旋回特征.为此,首先研究了S变换的性质及其与短时Fourier变换、连续小波变换的比较,进一步给出广义S变换的特点,说明其如何获得更高分辨率.同时,对前述方法进行数值实现,模型数据试算结果表明算法的正确和有效性.在上述工作基础上,本文首次提出用广义S变换进行地震频谱分解和研究地震旋回,给出实现策略及2D实际地震数据试算结果,证明方法的有效性,为进一步实用化奠定理论和方法基础.

基于广义S变换的地震资料高效时频谱分解

常用的谱分解方法因时窗固定,使时频分辨率不能变化;谱分解生成的若干共频率谱数据体不仅占用大量存储资源,而且使解释工作量繁重。为克服这两个问题,构造了一种小波函数可调整的广义S变换,它可根据地震信号的频率自适应地调整分析时宽,获得较理想的时频分辨率。通过研究储层的几种顶底反射系数组合在广义S变换域中的时频响应,发现其振幅极值出现的频率位置与储层厚度及反射系数的符号直接相关,利用这一规律提出了基于广义S变换的地震资料高效时频谱分解方法,从谱分解后的若干共频率数据体中抽取振幅极大值的频率数据合成一个谱极大值数据体,减少了数据的存储量,提高了信噪比。在实际资料处理中用于分析岩性、地质构造和砂岩储层的空间展布,取得了良好效果。

应用广义S变换频谱分解技术识别松辽盆地三肇凹陷泉头组三-四段的河道砂体

松辽盆地三肇凹陷东部地区泉头组三-四段储层以河道砂岩为主,具有单层厚度薄、横向变化快等特点。本文将基于广义S变换的频谱分解技术应用于厚度为1～5 m的河道砂体的识别,取得了良好的效果。据此编制了研究区的河道砂体预测图,经钻井验证,证明它是对薄层河道砂体有较强识别能力的有效技术。

二阶同步挤压S变换及其在地震谱分解中的应用

同步挤压S变换是一种处理非平稳信号的新时频变换方法,通过"挤压"信号的S变换结果,可以得到高分辨率的时频谱.但是,当信号的相位随时间呈非线性变化时,同步挤压S变换计算出的瞬时频率会出现误差,并造成时频谱分辨率降低.为了改善其对于该类信号的时频分析效果,我们利用时间和频率的二阶偏导数对瞬时频率计算式进行修正,提出二阶同步挤压S变换.合成信号处理结果表明,二阶同步挤压S变换的分辨率不但明显高于常用时频变换,在信号瞬时频率随时间呈二次或正弦变化的情况下,其时频挤压效果也好于同步挤压S变换.我们将二阶同步挤压S变换应用到天然气地震勘探资料的谱分解当中,结果表明,二阶同步挤压S变换可以很好地检测到与天然气相关的谱异常.因此,二阶同步挤压变换对于地震解释是一种很有潜力的方法.

广义S变换在地震信号特征信息提取中的应用

基于S变换具有良好的时频聚焦性,将可灵活选取窗函数的广义S变换引入到地震信号特征信息提取中,系统研究广义S变换在地震信号局部刻画和总体描述中的应用。通过理论模型和实际资料的试算表明,广义S变换在特征信息提取方面是行之有效的,具有较强的抗干扰能力。同时可根据目标体的研究需要,合理选择瞬时频率振幅谱剖面、某频率段地震剖面和单频剖面来识别地震剖面中特征信息,为进一步地震资料处理和解释提供可靠依据。

广义S变换地震频谱分解计算方法及应用

广义S变换依据地震信号的特征,用振幅、能量衰减率、能量延迟时间及视频率四类参数构造基本小波,克服了S变换中基本小波固定不变的缺点,是一种高分辨率的时频变换。论文研究将广义S变换用于地震频谱分解,形成了广义S变换地震频谱分解算法和流程。广义S变换频谱分解技术不受时窗长度的限制,大大提高了抗噪性、稳定性和分辨率。实际算例证明,广义S变换地震频谱分解对河道等地质现象的刻画精度要大大高于傅氏变换频谱分解方法,是石油地震勘探中薄层储集体预测的有效手段。

广义S变换在煤田地震勘探中的应用

从满足煤田地震勘探的角度出发,针对地震子波在浅层传播过程中变化较小的特点,对传统S变换的基本小波进行加权处理,以弱化地震子波的影响,通过改变频率域窗函数的宽窄,获得高频端理想的时间分辨率,发展了一种新的广义S变换方法。并以此为基础,利用时频分析的高频剖面能有效地分辨薄层的原理,提出了一种新的基于广义S变换的高频分析方法。该方法不仅可以有效地识别薄层的顶底界面和端点位置,而且计算速度快,实际应用潜力很大。

基于广义S变换的独立频谱分量盲提取

广义S变换具有良好的时频聚集性,可以得到用来研究地层信息特征的单频数据体。但单频体分解过多会对地震数据分析带来不便,此外,如果信号在时频域上相距太近,甚至混叠,对地震信号的研究会带来很大困难。基于盲信号处理算法在广义S域中从众多的单频数据体中提取出一些有效的独立频谱分量,来识别地震剖面中的有用特征信息。在仿真试验的基础上针对TH区三叠系进行试算,与井进行的相关分析证实了该方法的有效性。

基于改进的广义S变换的低频阴影检测

低频阴影可用于油气检测,然而目前的时频分析方法在低频段都没有很好的时间分辨率,不能很好检测低频的空间分布.为更好的进行低频阴影检测,本文提出一种改进的广义S变换,其在低频段具有很好的时间分辨率.通过对某气井的VSP资料时频谱分解和分析,该方法提高了储层纵横向位置的准确度,有利于刻画油气储层空间展布,直接指示油气的存在.

基于反褶积广义S变换的分频蚂蚁追踪方法的应用

针对低序级断层下的地震资料品质下降、分辨率低、信噪比低等特点,本文展开对分频蚂蚁追踪技术在低序级断层中的应用研究。在常规蚂蚁追踪的原理基础上,借助反褶积广义S变换与小波变换分析技术,提出了基于反褶积广义S的分频蚂蚁追踪断裂系统解释技术。主要内容包括:分频地震数据的分析、处理,单频蚂蚁体的提取、解释,分频蚂蚁追踪数据的融合与解释。利用此技术对X25地区低序级裂缝进行了检测。对比分析表明,基于反褶积广义S变换的分频融合蚂蚁数据体比起常规蚂蚁属性体,能够有效地降低噪音与假裂缝信息的影响,提高了裂缝检测的清晰度和精确性。

广义S变换在地震信号处理中的应用研究

地震信号处理是地震勘探的一个重要部分,而非平稳信号的处理又是地震信号处理的一个重要环节.在前人对S变换的研究基础之上,通过引入调节参数将S变换推广为广义S变换,并利用广义S变换算法程序对合成的非平稳信号和模拟地震信号进行处理,得到了良好的时频谱.同时,对比广义S变换的实部和模对时频信号的分离情况,并取得了良好的对比效果.

时频域油气储层低频阴影检测

为了准确刻画地震信号的局部层次结构,实现高效率的三维地震资料瞬时谱分解,检测油气储层的低频阴影,构造了广义S变换.广义S变换通过引入两个参数,改造S变换的小波函数,使其小波能根据信号处理的具体应用需要而调整.模型信号的仿真发现,广义S变换具有更加优越和灵活可调的时频聚集性能.文中分析了低频阴影的机理,并利用广义S变换对三维实际地震资料进行了瞬时谱分解,它不仅能检测油气储层的低频阴影,而且可以刻画油气储层的岩性边界和空间展布,减小油气储层检测的多解性.

松辽盆地扶杨油层河道砂体地震识别方法

大庆长垣扶杨油层储层以河道砂岩为主 ,具有单层厚度薄、横向变化快的特点 ,利用地震资料准确识别河道砂岩是一个技术难题。频谱分解技术适用于检测薄层和横向上不连续的地质异常体 ,基于广义S变换的频谱分解技术的分辨率和抗噪性要高于其它频谱分解方法 ,是河道砂体识别的有效技术。

基于谱分解的气藏识别技术与应用

地震波传播穿过含油气砂岩时,高频能量发生明显衰减,研究地震波的这种衰减特征可以为油气检测提供有效信息。本文利用三类含气砂岩模型,针对完全弹性介质和盖层为弹性介质、储层为衰减介质两种情形,利用基于波动理论的反射率法分别正演模拟其相应的叠前地震记录,并利用广义S变换对模拟记录进行分频处理,分析不同频率时AVO特征。研究表明,弹性介质条件下AVO响应曲线不受频率影响;盖层为弹性介质、储层为衰减介质时不同频率的AVO响应曲线不同,随频率增加地震波衰减增大。据此对S油田实际资料进行分析,结果表明含气层表现出异常高衰减特性,利用谱分解技术可以有效预测气层的分布。

时频域高分辨地震层序识别

地震信号频率随着时间的不稳定变化包含了地下反射层序特征的重要信息,时频分析是检测地震信号局部谱特征的重要工具。为适应实际地震信号处理,对S变换改进后得到一种新的广义S变换,用于分析和补偿地震信号的高频成分,得到了精细的地震层序识别剖面。实际资料处理表明,它对砂岩油气藏的成层特征的分析具有分辨率高和高信噪比的优点。地震信号的广义S变换时频谱分解可作为地震层序识别和解释的重要补充。

时频域谱模拟反褶积方法研究

由于地层的吸收衰减作用,地震波在传播过程中不断衰减,振幅谱有效频带变窄,降低了地震剖面的分辨率。经窗函数能量归一化后的广义S变换能在保持时间分辨率不降低的前提下,提高频率域的分辨率。将改进广义S变换与谱模拟反褶积方法相结合,克服了傅里叶变换中复杂的时窗大小问题,能更好地适应地震信号是平稳信号的假设条件。通过模型试算和实际地震资料处理,有效地提高了地震资料的分辨率,以及薄储层的识别和精细储层的描述能力,验证了该方法的可行性。

基于频谱分解的碳酸盐岩储层识别

频谱分解技术是将地震信号从时间域转换到频率域,分析频率对不同尺度地质体的振幅、相位响应特征的一项技术.频谱分解能够得到高于传统分辨率的解释结果,提高刻画储层分布的能力.本文详述了短时傅里叶变换、连续小波变换和S变换的数学原理及适用性:短时傅里叶变换使用固定时窗,不能根据信号的变化调整分辨率,只适合分析分段平稳或近似平稳的信号;连续小波变换使用移动的、尺度可变的小波作为时窗,具有多分辨率特点,但是实际中选择能反映信号特征的小波函数不易;S变换使用频率的倒数来调节时窗,具有多分辨率特征,对数据处理的适应性较强.将这三种方法分别应用于碳酸盐岩储层发育区,利用靠近地震主频的35Hz分频剖面,分析了不同时窗大小的短时傅里叶变换效果,不同类型小波的连续小波变换效果,并对比了不同频谱分解算法对储层的描述精度.通过分析得出分频剖面比常规地震剖面更有利于储层识别,且S变换效果最好.

时频分析在苏里格地区含气性检测中的应用

地震波通过含气层时高频能量将发生明显衰减,利用地震波高频能量的衰减可预测含气层。首先对比了短时傅里叶变换、小波变换、广义S变换和匹配追踪分解等4种时频分析方法,证实了匹配追踪分解时频分析具有较高的时间域分辨率和频率域分辨率;其次通过模型正演验证了地震波通过含气层时具有高频衰减的特征及高频衰减梯度方法可反映高频能量衰减;最后运用匹配追踪分解法对苏里格气田西部一块三维地震工区进行了时频分析,并应用高频衰减属性进行了含气性检测。其预测结果与钻井的含气性符合率较高,证明该含气性检测方法是可行的。

几种时频分析方法在VFTO频谱分析中的应用

从信号处理的角度而言,特快速暂态过电压(VFTO)是非平稳信号,传统的Fourier变换不适合用于对其进行频谱分析。为此,结合VFTO波形频带宽、频率成分丰富等特征,寻求了适用于VFTO频谱分析的时频分析方法。对比分析了短时Fourier变换、Wigner-Ville分布、伪Wigner-Ville分布、S变换及广义S变换5种时频分析方法在VFTO合成信号频谱分析时的性能,结果显示广义S变换在高、低频段的时频分辨率能够同时达到较好水平。然后利用广义S变换对VFTO实测波形进行频谱分析,给出了VFTO各频率分量的幅值—时间曲线。曲线显示VFTO各频率持续时间不一,频率越高,其幅值衰减越快、持续时间越短,进一步论证了广义S变换应用于VFTO频谱分析的适用性和可行性。

基于时频域Teager主能量的储层检测

油气储层可引起地震信号的能量密度产生异常,因而可利用这种异常进行储层检测。本文在广义S变换的基础上,推导出了一种时频域Teager能量,并定义了反映地震信号能量密度主要信息的瞬时Teager主能量属性。经实际地震信号的分析,发现时频域Teager能量分布具有更高的时频聚集性和时间分辨率。三维地震资料的处理结果表明,瞬时Teager主能量可有效地反映油气储层的位置,准确刻画储层的空间展布及内部的非均质性,可作为分析储层的一种新的瞬时谱属性。