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1、地球物理资料属性分析,引 言,储层物性预测的实质是将地震上的地球物理信息解译成为储层物性地质信息，从而实现储层预测的目的。,引 言,这里包含三个环节，是获取能最好地反映储层物性特征的地球物理信息；是建立起地球物理信息与储层物性特征之间的关系；是尽可能准确地把地球物理信息解译为储层物性特征信息。,什么是地震属性?,指的是那些由叠前或叠后地震数据，经过数学变换而导出的有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特征,属性分类,波的运动学或动力学特征进行的地震属性分类 对储层地质特征的反应进行的属性分类：不同数据对象的地震属性类型,运动学或动力学特征的地震属性分类(83),1)振幅类（24）
2、2)波形类（05）3）频率类（14）4)衰减类（08）,5)相位类（05）6)相关类（11）7)能量类（13）8)比率类（07）,1 振幅类(24,1),瞬时真振幅瞬时振幅积分瞬时真振幅乘以瞬时相位的余弦反射强度基于分贝的反射强度,反射强度的中值滤波能量反射强度基于分贝的能量反射强度的梯度反射强度乘以瞬时相位的余弦平均振动能量,1 振幅类(24,2),平均振动路径长度峰值振幅的最大值谷值振幅的最大值综合绝对值振幅复合绝对值振幅均方根振幅,复合包络差相邻峰值振幅的比率目标区顶底谱比率振幅梯度大于门槛值的采样数小于门槛值的采样数,2 波形类(5),视极性平均振动路径长度峰值振幅的最大值谷值振幅的最
3、大值振幅峰态,3 频率类(14,1),瞬时频率振幅加权瞬时频率能量加权瞬时频率瞬时频率的梯度,响应频率平均振动路径长度平均零交叉点,3 频率类(14,2),带宽额定值主频额定值中心频率额定值心迹线频率额定值,第一个谱峰值频率第二个谱峰值频率第三个谱峰值频率等,4 衰减类(8),衰减敏感带宽瞬时频率梯度反射强度梯度相邻峰值振幅之比,自相关峰值振幅之比目标区顶底振幅比目标区顶底频谱比主功率谱梯度,5 相位类(5),瞬时相位瞬时相位余弦瞬时真振幅乘以瞬时相位的余弦滤波反射强度乘以瞬时相位的余弦响应相位,6 相关类(11),相关KLPC1相关KLPC2相关KLPC3相关KLPC比相关长度,平均相关集中
4、的相关相关峰态相关极小值相关极大值相似系数,7 能量类(13,1),瞬时真振幅乘以瞬时相位的余弦反射强度基于分贝的反射强度,反射强度的中值滤波能量反射强度的基于分贝的能量反射强度的梯度,7 能量类(13,2),反射强度乘以瞬时相位的余弦平均振动能量主功率谱主功率谱密度,有限频率带宽能量特定频率带宽能量特定能量与有限能量之比,8 比率类(7),特定能量与有限能量之比相邻峰值振幅之比自相关振幅峰值之比,目标区顶底频谱比目标区顶底振幅比正负振动比相关KLPC比,属性分类,波的运动学或动力学特征进行的地震属性分类 地震属性对储层地质特征的反应进行的属性分类：不同数据对象的地震属性类型,地震属性对储层地
5、质特征的反应进行的属性分类(85次),1)亮点与暗点(17)2)不整合圈闭断块(12)3)含油气异常(26)4)薄储层(6),5)地层不连续性(4)6)灰岩储层与碎屑岩储层的差异(4)7)构造不连续性(5)8)岩性尖灭(10),1 亮点与暗点(17,1),瞬时真振幅乘以瞬时相位的余弦反射强度基于分贝的反射强度反射强度的中值滤波能量,反射强度基于分贝的能量反射强度的梯度滤波反射强度乘以瞬时相位的弦平均振动能量,1 亮点与暗点(17,2),平均振动路径长度峰值振幅的最大值谷值振幅的最大值绝对值振幅之和复合绝对值振幅,主功率谱主功率谱密度大于门槛值的采样数小于门槛值的采样数,2 不整合圈闭(12),
6、振幅梯度相关KLPC1相关KLPC2相关KLPC3相关KLPC比相关长度,平均相关集中的相关相关峰态相关极小值相关极大值相似系数,3 含油气异常(26,1),瞬时相位瞬时相位余弦瞬时真振幅瞬时真振幅乘以瞬时相位的余弦振幅加权瞬时频率能量加权瞬时频率反射强度,基于分贝的反射强度反射强度的中值滤波能量反射强度基于分贝的能量反射强度的梯度滤波反射强度乘以瞬时相位的余弦,3 含油气异常(26,2),平均振动能量平均振动路径长度绝对值振幅之和复合绝对值振幅第一个谱峰值频率第二个谱峰值频率第三个谱峰值频率,值振幅的最大值谷值振幅的最大值大于门槛值的采样数小于门槛值的采样数自相关峰值振幅之比目标区顶底振幅比
7、目标区顶底频谱比等,4 薄储层(6),有限频率带宽能量特定频率带宽能量特定能量与有限能量之比,衰减敏感带宽功率谱对称性功率谱梯度等,5 地层不连续性(34,1),瞬时频率振幅加权瞬时频率能量加权瞬时频率瞬时频率的梯度响应频率平均振动路径长度,带宽额定值主频额定值中心频率额定值心迹线频率额定值第一个谱峰值频率第二个谱峰值频率,5 地层不连续性(34,2),第一个谱峰值频率第二个谱峰值频率第三个谱峰值频率衰减敏感带宽瞬时相位,瞬时相位的余弦视极性响应相位平均零交叉点相关KLPC1相关KLPC2,5 地层不连续性(34,3),相关KLPC2相关KLPC3相关KLPC比相关长度平均相关,集中的相关相关
8、峰态相关极小值相关极大值相似系数,6 灰岩储层与碎屑岩储层的差异(4),相邻峰值振幅的比率自相关振幅峰值之比目标区顶底频谱比目标区顶底振幅比,7 构造不连续性(5),瞬时相位瞬时相位余弦瞬时真振幅乘以瞬时相位的余弦滤波反射强度乘以瞬时相位的余弦响应相位等,8 岩性尖灭(10),瞬时相位瞬时相位余弦基于分贝的反射强度反射强度的中值滤波能量反射强度基于分贝的能量,特定能量与有限能量之比平均振动路径长度第一个谱峰值频率第二个谱峰值频率第三个谱峰值频率等,属性分类,根据波的运动学或动力学特征进行的地震属性分类 根据地震属性对储层地质特征的反应进行的属性分类：不同数据对象的地震属性类型,不同数据对象的地
9、震属性类型,1以剖面为基础的属性2以同相轴为基础的属性3 以数据体为基础的属性,1 以剖面为基础的属性,传统的瞬时类属性经速度、声阻抗等特殊处理后的剖面,2 以同相轴为基础的属性(1),提供了在地质分界面上或分界面之间的地震属性的变化信息，如沿层或层间瞬时属性、单道时窗的沿层或层间属性、多道时窗的沿层或层间属性。,2 以同相轴为基础的属性(2),多道时窗提取属性时需给定分析时窗的上下限和道数，计算后的结果放在该多道窗的中点。提取多道窗地震属性时，使用三维数据体特别方便,用不同的地震道空间组合模式提取的多道地震属性还有两方面的优越性,由于可得到各道互相关值，主元素等分析方法就可应用于相关矩阵，以
10、便获取反映地震或地质信息是否连续的映像，同时也减少了属性提取中的随机干扰的影响用于互相关分析的不同空间组合模式有助于揭示油藏构造、裂缝或断层方式的各向异性特征,3 以数据体为基础的属性,由三维地震数据体得到的相关类型的属性体具有很大的研究价值，例如可提供地震信号相似性和连续性方面的最佳信息,属性描述及功能,瞬时属性Instantaneous Attributes 单道时窗属性Single Trace Windowed Attributes,多道时窗属性MultiTrace Windowed Attributes 沿层构造属性Event Object Structure Attributes,(
11、1)瞬时真振幅f(t),这是所选样点上各道时间域振动幅值，即为地震道数据的隐含表示。广泛用于地震资料的构造和地层解释，常与其他振幅属性一起用于分离高幅区或低幅区，如亮点和暗点技术,(2)瞬时积分振幅q(t),这是从复地震道分析得到的时间域振动振幅，与瞬时真振幅f(t)相差90度相位。相位延迟特性在瞬时相位垂向变化的质量控制方面、确认薄层的某些AVO异常方面很有用处。,瞬时相位，r(t)=tan q(t)/f(t),表示在所选样点上各道的相位值，以度或弧度表示。主要用于增强油藏内弱同相轴，对噪音也有放大作用；最终成图的彩色色标应考虑到结果的周期性，即由于油气的存在经常引起相位的局部变化，所以这一
12、属性常和其他属性一起用作油气检测的指标之一；也可用于测定薄层的相位特征，其横向变化与流体含量变化及薄层组合有关,(4)瞬时相位的余弦cos(r(t),由瞬时相位导出的属性；由于其固定的范围在-1至1之间，易于理解，故常和瞬时相位一起用来显示异常的变化。可用来识别地震地层层序及其特征；由于本属性没有跳变现象，故可用于数据增强处理,(5)瞬时真振幅乘瞬时相位的余弦,f(t)cos(r(t)这一复合属性用来增强波峰或波谷振幅，特别适用于零相位地震数据，以便于构造解释,(6)瞬时频率,定义为瞬时相位对时间的导数dr(t)dt，用度ms或弧度ms表示经常用来估计地震振幅的衰减；往往油气的存在引起高频成分
13、的衰减，故可用这一属性检测油气。,(7)振幅加权瞬时频率,瞬时频率由瞬时振幅作加权，它提供了更强或更光滑的瞬时频率估计，也不易受噪音的影响。,8 能量加权的瞬时频率,瞬时频率由瞬时能量作加权；它提供了瞬时频率的最强估计，有利于道内异常或随机信息的压制或削弱。,9 瞬时频率的斜率,ddr(t)dt/dt 瞬时频率的变化率，经常用来表示地震信息的衰减率或吸收率由于不同的流体饱和引起不同的衰减，所以对高分辨率资料，这一属性可指示流体边界或展示气藏的展布范围适合于四维地震中的动态监测。,10 反射强度,振幅包络在鉴别亮点、暗点、平点中很有用可用来确定油藏的流体、岩性、地层的横向变化可刻划层序，展示垂向
14、上地层学特征的变化趋势识别垂向流体含量的变化。作为复地震道幅度的绝对值，它损失了一定的垂向分辨率,(11)分贝表示的反射强度,201gA(t)反射强度的分贝尺度分贝尺度常用在频率域中显示功率谱，在此用来考察以分贝表示的反射强度的变化或异常。可用来识别振幅异常或层序特征；也可用来追踪地层学特征如三角洲河道或砂岩；还可用于识别岩性变化、不整合、气体以及流体的聚集等,(12)反射强度的中值滤波能量,定义为反射强度的时间域中值滤波(median filtering)能量，该属性削弱了野值的影响，突出了连续、平稳的反射强度的峰值异常,(13)反射强度的斜率,反射强度随时间的变化率；在特征化垂向地层序列和
15、油藏内流体成分的垂向变化方面非常有用,(14)视极性,定义为实际地震道在反射强度波峰处的极性，其数值等于反射强度sign；sign为反射系数的正负符号。常与反射强度一起用来检查沿层极性的横向变化,(15)响应相位,是从围绕反射强度叶瓣的瞬时相位中导出的；这是追踪地震子波的相位特性在时间、空间上改变的一种替代方法。可用于识别地震地层层序，检测岩相或流体含量的变化，当振幅特征相似时，可以作为区域性特征的识别标准。,(16)响应频率,是从围绕反射强度叶瓣的瞬时频率中导出的；这是追踪地震子波的优势频率在时间、空间上改变的一种替代方法。可用来识别油气聚集而引起的频率异常；与瞬时频率所起作用类似,2单道时
16、窗属性,(Single Trace Windowed Attributes)单道时窗属性是对单道、一定时窗的地震数据经振幅特征分析、相关分析、富立叶谱分析、功率谱分析、自回归分析、数理统计分析和计算后得到的一系列地震属性参数,(1)平均振动能量,时窗内所有样点的振幅平方之平均即为时间域平均能量用于分析感兴趣层段的振幅异常，也是亮点和暗点检测的一个关键属性,(2)平均振动路径长度,定义为平均的道记录轨迹长度，是个包括振幅和频率的复合属性当与其他振幅和频率属性一起使用时，最能区分高幅高频和高幅/低频，低幅高频和低幅/低频之间的差异。,(3)最大波峰、波谷振幅,时窗内记录道的最大波峰值或波谷值用来识
17、别由于岩性变化或油气聚集而引起的振幅异常。,(4)累积绝对振幅,时窗内所有样点振幅的绝对值之和用来特征化层序、指示由于岩性或油气聚集而引起的振幅异常,(5)复合绝对振幅,时窗内最大波峰、波谷振幅绝对值之和常用来特征化由于岩性变化或油气聚集而引起的横向振幅异常,(6)均方根振幅,时窗内时间域能量和的均方根值用来指示振幅异常和刻划层序特征，也用来追踪三角洲河道和含气砂岩的岩性变化。,(7)复合包络差,顶底同相轴间对应半时窗内的振幅包络差；主要用来考察感兴趣区域由顶到底同相轴因不同饱和液引起的地震衰减，其横向变化指示了岩性和流体的变化；也适用于四维地震技术,(8)带宽比,这是时窗内数据的频率范围的统
18、计测定，它包含地震震源子波和岩层反射率的影响。由于地震子波的带宽相对各种噪音而言在横向上更为稳定，所以这一属性指示了高(或低)频多次波或海上鸣震的出现区域低频多次波或海上鸣震导致较小的带宽比,(9)优势频率比,使用自相关函数的快速富立叶变换(FFT)并作时窗平滑处理来测定时窗内记录道的优势频率对于本属性和其它频谱类属性，至少需要8至10个样点，以便得到稳定的频谱。,(9)优势频率比,由于地震子波的优势频率在空间上是十分稳定的，因此本属性的变化主要由局部岩性和流体性质不同所致油气的存在通常造成高频分量的衰减，所以优势频率的降低可以指示含气砂岩等相邻道优势频率比可用来特征化感兴趣地带的横向变化,(
19、11)中心频率比,这是时窗内数据对应频谱的峰值频率的统计测定，它对时窗内反射系数较敏感除非资料质量很差，本属性应和优势频率比类似，可指示含气砂岩的存在引起的频率吸收异常,几个概念,瞬时功率信号能量平均功率功率谱,X2(t),(12)形心频率比,定义为功率谱面积的中心所对应的频率常和优势频率比、中心频率比一起用于质量控制,(13)第一、第二、第三峰值谱频率,三者一同用来刻划振幅谱三个峰值谱频率常用来检测由于上覆地层异常如气饱和或裂缝存在所致的选频吸收。时窗内主频特征的估计，主频的横向变化指示由于气体或裂缝导致的吸收参数的变化也可识别由于地层学特征、岩相等改变而引起的细小的频率变化,(14)优势功
20、率谱,优势频率对应的功率谱值本属性的沿层横向变化指示了由于岩性或流体性质不同造成的反射界面不均匀性适用于四维地震,优势功率谱的集中程度,定量计算主频附近能量分布的另一种功率谱统计测定方法本属性沿层横向变化表明反射界面由于岩性或流体性质不同造成的不均匀性适用于四维地震。,几个概念,瞬时功率信号能量平均功率功率谱,X2(t),(16)有限的或特定的带宽能量,包含在由用户给定的低、高截频范围内的能量通常与低频带宽能量一起用于检测含气砂岩和裂缝，特别适用于薄层,(16)有限的或特定的带宽能量,频带宽度Fb，把在低截频Lf和高截频Hf之间振幅谱曲线所包含的面积，除以高于振幅谱极大值A(Fm)的矩形面积，
21、即为所求的频带宽度。按以下公式计算这个参数反映了波形特点，它与子波延续时间成反比。该值越大，表示频带越宽。,(17)特定的与有限的能量比,规定的带宽能量与有限的带宽能量之比这是由含气所致的谱能量低频影响的重要标志，其横向变化可指示流体接触面及其变化。,(18)衰减敏感带宽,定义为有限带宽能量值除以优势频率值。油气聚集通常引起高频衰减，由此导致带宽的改变适用于四维地震,(19)功率谱对称性,描述了频谱分布及相对于中心频率的形状对称性它指示含气异常很有用，因为含气所致的高频分量的衰减造成频谱形状的不对称,(20)功率谱斜率,描述了频谱的分布特征及选频吸收通常用来检测由于含气造成的频率异常。,21)
22、频谱一阶矩和频谱二阶矩(1),频谱一阶矩 M1，和频谱二阶矩M2，表示振幅谱分散度。以平均中心频率Fav为原点，在频率轴上计算频率差f-Fav，以它为加权值，计算振幅谱加权面积：,21)频谱一阶矩和频谱二阶矩(2),当地震信号频率集中于Fav附近，Ml和M2数值较小；当地震信号频率成分丰富，分散于高频和低频各部分，即具有宽频带信号特点，则M1和M2较大。频谱二阶矩M2和频谱一阶矩M1相比较，由于使用了更尖锐的权系数，对信号频率分布变化更敏感。,3多道时窗属性,多道时窗属性是对多道,一定时窗的地震数据经相关分析、主元素分析或KL变换等处理后得到的一系列地震属性参数,(1)相关KLPC1,定义为多
23、道、零延迟互相关矩阵的第一主分量；KLPC表示主元素分析法或由KarhumenLoevc给出的KL变换。本属性可用做多道时窗同相轴线性相干性测定，标准值为1，小于l代表了不连续或不相关的程度，可能由倾斜的地质现象或更多的随机噪音引起的可用来检测地震不连续，如断层和不整合等。,(2)相关KLPC2,定义为多道、零延迟互相关矩阵的第二主分量如果地震数据主要是山相关KLPC1特征化的，那么柑关KLPC2给出了数据中剩余特征的第二个指标通常吸收的特征类似于KLPC1，但数值范围不同,最小相关值,定义为多道时窗内互相关的最小值是用来检测地震不连续性。,最大相关值,定义为多道时窗内互相关的最大值经常与最小
24、相关属性一起使用，两者的差异更有助于地震不连续性解释,总 结,从地震资料尤其是三维地震数据体中确实可以提取很多很多的地震属性参数，这些属性参数都是地下地层、岩性、物性特征的具体反映,总 结,有反映储层含油气特征的地震属性参数有反映局部高振幅带的地震属性参数有反映油藏厚度或断层特征变化的地震属性参数有反映储层频率吸收衰减的地震属性参数还有研究储层裂缝及其发育带的地震属性参数,总 结,然而在利用地震属性参数解决具体的地质问题时，并不是属性参数多多益善，关键在于属性参数的选择和综合处理的算法。,总 结,用于模式识别、油藏描述中的地震属性参数的总体选择原则是不同的研究区域应根据本区的地质特点，并在试验的基础上选择相应的属性参数需要解决的地质目标(如岩性、地层、含油气性、断裂带等)不同，选择的属性参数应有所不同,总 结,选择反映异常特征最敏感、物理意义最明确的属性参数参与运算或用作综合研究在众多的地震属性参数中，反映异常特征相似的若干个参数中，只选其中之一即可根据实践和经验，参与综合分析或处理的属性参数一般在3至9个为佳。,总 结,用于模式识别、油藏描述中的地震属性参数的具体选择方法，即组成最佳属性参数矩阵的方法有人机交互选取按参数的贡献值大小选取根据主元素分析结果选取,几个属性例子,含油气异常,原剖面,属性剖面,平点，油水界面,
