[发明专利]一种利用地震瞬时质心频率进行含气性检测的方法

说明书

本发明涉及天然气地球物理勘探领域，是一种利用地震数据来提取地震波瞬时质心频率，进而利用地震瞬时质心频率可靠地指示天然气存在的方法，具体为：(1)综合利用地质、测井及合成地震记录资料准确标定目标层；(2)利用基于CEEMD的地震瞬时质心频率方法沿着目标层开时窗提取地震瞬时质心频率属性体；(3)利用地震瞬时质心频率属性体确定目标层的含气性；本发明通过对地震波瞬时质心频率图像的分析，可以有效地进行含气性检测。本发明对于含气性检测的结果具有较高的时空分辨率，同时避免了常规的基于短时傅里叶分析、小波变换的谱分解方法需要大量分频剖面进行分析然后利用最佳的分频剖面进行烃类解释的情况。

技术领域

本发明涉及天然气地球物理勘探领域，是一种利用地震数据来提取地震波瞬时质心频率，进而利用地震瞬时质心频率可靠地指示天然气的存在。

背景技术

在天然气勘探中，如何从地震信号的瞬时属性中提取更多的有用信息，尤其是利用频率异常信息，并结合地质、测井等资料，来寻找有意义的天然气储集带是石油物探研究人员一直以来的追求目标，同时也是难点问题。含流体的岩石地层会造成地震波在传播过程中发生能量损失，在含气层的内部及其下部，地震波的能量会发生明显的高频衰减。谱分解技术是目前利用地震信号高频衰减异常从地震反射数据进行地质解释及油气指示的一种常用的有效的含气性预测技术。地震数据体经过谱分解可以产生一系列分频剖面，每个分频剖面都是所有地震数据体在某个特定频率或频率段处瞬时振幅的一种反映。不同频率处的振幅剖面能够体现不同尺度处的地质体的不同的响应特征，而含气性信息可能在某些频率处的分频剖面中得到强化反映，更容易被识别。通常含气区域会体现出“低频强能量，高频弱能量”的衰减特征。但是谱分解技术需要利用一系列地震分频剖面进行分析，然后选取合理的分频剖面进行解释，工作量较大。

此外，谱分解技术的核心是利用时频分析方法如短时傅里叶变换、S变换、小波变换等。相比于传统的地震信号时频分析方法，适用于非线性非平稳信号处理的基于经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)的时频分析方法具有一些独特的优势，如不受测不准原理的限制，时频分辨率更高等。目前基于EMD的时频分析技术已经被广泛应用于天然气检测中，并取得了很好的效果。EMD可以把地震信号从高频到低频分解为有限个单频或窄带本征模态函数(Intrinsic mode function,IMF)的和。Huang等人(1998)认为只有本征模态函数的瞬时频率才有物理意义。虽然基于EMD时频分析方法的含气性检测技术较基于传统时频分析方法的含气性检测技术具有更好的时空分辨率和精确度，但是由于EMD方法本身存在模态混叠效应等问题，会导致EMD分解出的IMF缺乏物理意义和地质意义，从而降低含气性检测的准确性。

完备聚合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition，CEEMD)是Torres等人(2011)提出的一种克服EMD方法中模态混叠效应的改进方法，它可以把地震信号分解的更彻底，误差在数值上可以忽略，得到的IMF分量更具有物理意义和地质意义。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种新的地层含气性信息的频率异常检测方法，采用的是基于CEEMD的地震瞬时质心频率技术。通过定义一种新的地震属性：地震瞬时质心频率，进行天然气储层含气性检测，提高现有技术的精确度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用地震瞬时质心频率进行含气性检测的方法，包括如下步骤：

A、综合利用地质、测井及合成地震记录资料准确标定目标层；