[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

摘要

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。

主权项

1.一种利用地震瞬时质心频率进行含气性检测的方法，其特征在于，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；B、对各个地震道进行CEEMD分解产生不同的IMF分量，对每个IMF分量，结合希尔伯特变换计算瞬时振幅和瞬时频率，再利用地震瞬时质心频率计算公式计算各个IMF分量的瞬时质心频率，通过相关加权系数对计算得到的各个IMF分量瞬时质心频率进行加权求和，获得相关地震道的瞬时质心频率值，逐道计算目标层范围内的地震数据的瞬时质心频率，获得相关工区目标层范围内的地震瞬时质心频率特征体,具体为：B1、将各个地震道进行CEEMD分解，得到IMF分量1)确定CEEMD分解过程中添加的高斯白噪声、集合成员的个数和最佳最大筛选迭代次数，添加的高斯白噪声的幅值a和集合成员的个数N应满足：其中，εn是最终的误差标准偏差，高斯白噪声的幅值a取值范围为0.1～0.4，集合成员的个数N＞100；2)CEEMD分解：在CEEMD分解过程中，使用EMD经过I次分解信号x(t)+ε0wi(t)(i＝1,2,Λ,I)以获得第一个模态，并计算：其中，wi(t)(i＝1,2,Λ,I)是不同的高斯白噪声序列，x(t)是原始地震信号；在第一个阶段(k＝1)中，计算第一个余量r1(t)：分解r1(t)+ε1E1(wi(t))(i＝1,2,Λ,I),直到产生它们的第一个IMF分量，然后定义第二个IMF分量为：Ej(·)表示产生第j个模态，对于k＝2,Λ,K,计算第k次的余量：分解rk(t)+εkEk(wi(t))(i＝1,2,Λ,I)直到获得它们的第一个EMD模态，然后定义第(k+1)个模态为：重复前述步骤计算第k个模态；B2、计算每个地震道分解产生的IMF分量的瞬时属性对每一条地震道提取出来的各个模态分量c(t)，分别利用希尔伯特变换用下式提取瞬时幅度A(t)和瞬时频率ω(t)：其中，H[·]表示Hilbert变换，P为柯西主值；为了避免(7)式中计算瞬时频率时相位解卷绕导致的模糊度，采用下式计算瞬时频率ω(t)：B3、计算各条地震道的瞬时质心频率瞬时质心频率f定义为：其中，ωk为每个IMF分量在每个时间采样点处的瞬时频率；Ak为每个IMF分量在每个时间采样点处的瞬时振幅；其中，首先计算每条地震道各个IMF分量的瞬时质心频率，然后，采用相关加权系数对计算得到的地震道中各个IMF分量的瞬时质心频率进行加权求和，将加权求和结果作为该地震道的瞬时质心频率；其中，相关加权方案如下：利用各条地震道分解后生成的IMF分量与原始地震道的相关系数R的大小对各个IMF分量获得的瞬时质心频率进行加权，相关加权系数Rc定义为：式(10)对具有强相关的IMF分量计算得到的瞬时质心频率保持不变，对具有较强相关的IMF分量计算得到的瞬时质心频率进行10‑1的衰减，对具有弱相关的IMF分量计算得到的瞬时质心频率进行10‑2的衰减；对计算出的最终该条地震道的瞬时质心频率进行归一化，采用如下归一化计算公式：x2＝(x‑min(x))/(max(x)‑min(x))……(11)其中，x为该条地震道的瞬时质心频率，x2为该条地震道的归一化瞬时质心频率，将结果归一化到区间[0,1]范围内，min(·)表示取数据的最小值，max(·)表示取数据的最大值；C、结合地质、测井和试油气信息相关资料，利用井旁地震瞬时质心频率特征剖面确定不同岩性、流体引起的地震瞬时质心频率属性体区别，再将其特征外推到无井区域，从而进行岩性、含气性检测。