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1、(10)申请公布号 CN 102305940 A (43)申请公布日 2012.01.04 CN 102305940 A *CN102305940A* (21)申请号 201110134962.2 (22)申请日 2011.05.24 G01V 1/28(2006.01) (71)申请人 中国石油集团川庆钻探工程有限公 司 地址 610510 四川省成都市府青路 1 段 3 号 (72)发明人 邹文 张洞君 李忠 张靖 彭真明 洪余刚 吴秋波 (74)专利代理机构 北京铭硕知识产权代理有限 公司 11286 代理人 韩明星 张军 (54) 发明名称 流体因子提取方法 (57) 摘要 本发明提供。
2、一种流体因子提取方法。所述方 法包括 ： 检测工区内的至少一道地震数据 ； 设置 用于分数阶傅里叶变换的分数阶数的初始值 ； 使 用分数阶数， 计算所述至少一道地震数据中的一 道地震数据的分数阶傅里叶变换 ； 计算分数阶傅 里叶变换的解析信号， 并计算解析信号的带交叉 项抑制的 Wigner-Ville 分布 ； 计算带交叉项抑制 的 Wigner-Ville 分布的带窗的 Radon 变换 ； 利用 带窗的 Radon 变换重构时频分布图 ； 从时频分布 图提取流体因子。根据本发明的流体因子提取方 法， 即使在地震波中存在色散情况， 也能准确地从 地震波中提取流体因子。 (51)Int.Cl。
3、. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 CN 102305947 A1/1 页 2 1. 一种流体因子提取方法， 包括 ： (a) 检测工区内的至少一道地震数据 ； (b) 设置用于分数阶傅里叶变换的分数阶数 的初始值 ； (c) 使用分数阶数 ， 计算所述至少一道地震数据中的一道地震数据的分数阶傅里叶 变换 ； (d) 计算分数阶傅里叶变换的解析信号， 并计算解析信号的带交叉项抑制的 Wigner-Ville 分布 ； (e) 计算带交叉项抑制的 Wigner-Ville 分布的带窗的 Radon 变换 ； (f) 利。
4、用带窗的 Radon 变换重构时频分布图 ； (g) 从时频分布图提取流体因子。 2. 如权利要求 1 所述的方法， 其中 ： 通过将带窗的 Radon 变换所在的域顺时针旋转分 数阶数 来重构时频分布图。 3. 如权利要求 1 所述的方法， 还包括 ： (h) 使用提取的流体因子构建地质结构 ； (i) 对构建的地质结构与根据测井数据获取的地质结构进行比较， 确定构建的地质结 构与根据测井数据获取的地质结构是否在预定误差范围内吻合 ； (j) 如果构建的地质结构与根据测井数据获取的地质结构在预定误差范围内吻合， 则 确定得到最优的分数阶数 。 4. 如权利要求 3 所述的方法， 其中， 如果。
5、构建的地质结构与根据测井数据获取的地质 结构没有在预定误差范围内吻合， 则改变分数阶数 的值， 返回步骤 (c)。 5. 如权利要求 3 所述的方法， 还包括 ： 当所述至少一道地震数据为至少两道地震数 据时， 使用最优的分数阶数 对所述至少一道地震数据中的其他道地震数据执行步骤 (c)-(g)。 6. 如权利要求 1 所述的方法， 其中， 从时频分布图提取流体因子的步骤包括从时频分 布图提取频率属性因子。 7. 如权利要求 6 所述的方法， 其中， 频率属性因子包括峰值瞬时值频率、 均方根频率、 频率衰减梯度中的至少一个。 8. 如权利要求 1 所述的方法， 其中， 根据当前已知的地震资料来。
6、设置分数阶数 的初 始值。 9. 如权利要求 8 所述的方法， 其中， 当前已知的地震资料是测井数据或者是邻近工区 的地质结构资料。 10. 如权利要求 3 所述的方法， 其中， 从所述工区内的测井获取所述测井数据。 11. 如权利要求 10 所述的方法， 其中， 在检测所述至少一道地震数据之前或之后形成 所述测井。 12. 一种地质结构检测方法， 其特征在于， 使用根据权利要求 1-11 中的任意一项提取 的流体因子来检测地质结构。 权 利 要 求 书 CN 102305940 A CN 102305947 A1/5 页 3 流体因子提取方法 技术领域 0001 本发明涉及地震勘探领域。更具。
7、体地讲， 涉及一种流体因子提取方法。 背景技术 0002 在地震勘探中， 流体因子的提取是一项非常重要的技术。精确的流体因子可以更 准确地对地下的矿藏进行检测和识别。 当前， 可通过时频分析方法来对地震数据进行分析， 以获取流体因子。时频分析方法可提供时间域和频率域的联合分布信息， 能够更清楚地描 述信号的频率随时间变化的关系。 0003 下面， 示出一种现有技术的流体因子提取方法。 0004 对于给定的某道地震数据 x(t)， 其 Wigner( 维格纳 ) 分布 Wx(t， f) 的定义如下 ： 0005 0006 Wx(t， f) 的时频面具有最高的解析度， 其缺点在于它是一个二次型分布。
8、， 产生的交 叉项导致大量伪频率分量的出现， 严重制约了对流体因子的提取。Wigner 分布存在正负频 率， 正负频率之间存在交叉项， 为消除这种正负频率交叉项， 可以先去除负频率 Wigner 分 布， 即先对信号 x(t) 作 Hilbert( 希尔伯特 ) 变换， 得到一个解析信号 z(t)， 再计算这个解 析信号的 Wigner 分布 Wz(t， f)， 这样的分布称为 Wigner-Ville( 维格纳 - 威利 ) 分布。这 里， 地震数据x(t)为一个地震记录的时间序列(例如， 某个道集中的某道地震数据、 对某个 道集执行叠加处理后形成的叠后地震数据等 )。 0007 尽管 Wi。
9、gner-Ville 分布不存在正负频率交叉项， 但在不同频率成分之间， 甚至同 一频率成分内部， 仍然存在交叉项。 交叉项的特点是 ： 位于相互作用的两频率成分或同一频 率成分的不同时频点之间， 按正比于两频率成分或两时频点之间的距离的幅度震荡， 震荡 的方向垂直于二者之间的连线方向。 0008 为了减少这些交叉项带来的伪频率分量的影响， 通常采用平滑方法抑制交叉项。 这种方法是通过在模糊函数域上进行低通滤波来实现的。模糊函数定义为 ： 0009 0010 它与 Wigner 分布之间是二维傅里叶逆变换关系， 即 0011 0012 用一个低通滤波器 g(w， ) 对 Wz(t， f) 在 。
10、(w， ) 域上进行平滑， 得到带交叉项抑 制的时频分布 RIDz(t， f)， 即 0013 说 明 书 CN 102305940 A CN 102305947 A2/5 页 4 0014 其中， g(w， ) 是二维的低通滤波函数， w 是多普勒频移， 是时滞。在 w 0 轴 和 0 轴上， g(w， ) 等于 1， 且 g(w， ) g(-w， -)*。它可以是两个一维低通函数 的乘积。 0015 直接用这种带交叉项抑制的 Wigner-Ville 分布可以对地震数据做谱分解得到时 频分布图 z(t， f) 来获取流体因子。然而， 这种方法仅用于描述无色散情况的地震波。如 果有色散现象存。
11、在， 则不同频率的地震波波速是不一样的， 对地层同一点而言， 尽管这种速 度差异很小， 但还是可能出现线性调频分量。因此， 这种方法不适用有色散现象存在的情 况。 0016 因此， 需要一种即使在地震波中存在色散情况， 也能从地震波中提取流体因子的 方法。 发明内容 0017 本发明的目的在于提供一种流体因子提取方法。 0018 本发明的一方面提供一种流体因子提取方法， 包括 ： (a) 检测工区内的至少一道 地震数据 ； (b)设置用于分数阶傅里叶变换的分数阶数的初始值 ； (c)使用分数阶数， 计算所述至少一道地震数据中的一道地震数据的分数阶傅里叶变换 ； (d) 计算分数阶傅里 叶变换的。
12、解析信号， 并计算解析信号的带交叉项抑制的 Wigner-Ville 分布 ； (e) 计算带交 叉项抑制的 Wigner-Ville 分布的带窗的 Radon 变换 ； (f) 利用带窗的 Radon 变换重构时频 分布图 ； (g) 从时频分布图提取流体因子。 0019 另一方面， 通过将带窗的Radon变换所在的域顺时针旋转分数阶数来重构时频 分布图。 0020 另一方面， 所述方法还包括 ： (h) 使用提取的属性因子构建地质结构 ； (i) 对构建 的地质结构与根据测井数据获取的地质结构进行比较， 确定构建的地质结构与根据测井数 据获取的地质结构是否在预定误差范围内吻合 ； (j) 。
13、如果构建的地质结构与根据测井数据 获取的地质结构在预定误差范围内吻合， 则确定得到最优的分数阶数 。 0021 另一方面， 如果构建的地质结构与根据测井数据获取的地质结构没有在预定误差 范围内吻合， 则改变分数阶数 的值， 返回步骤 (c)。 0022 另一方面， 所述方法还可包括 ： 当所述至少一道地震数据为至少两道地震数据时， 使用最优的分数阶数 对所述至少一道地震数据中的其他道地震数据执行步骤 (c)-(g)。 0023 另一方面， 从时频分布图提取流体因子的步骤可包括从时频分布图提取频率属性 因子。 0024 另一方面， 频率属性因子可包括峰值瞬时值频率、 均方根频率、 频率衰减梯度中。
14、的 至少一个。 0025 另一方面， 可根据当前已知的地震资料来设置最优的分数阶数 。 0026 另一方面， 可根据当前已知的地震资料来设置分数阶数 的初始值。 0027 另一方面， 当前已知的地震资料可以是测井数据或者邻近工区的地质结构资料。 0028 另一方面， 可从测井获取所述测井数据。 0029 另一方面， 可在检测所述至少一道地震数据之前或之后形成所述测井。 0030 本发明的一方面提供一种地质结构检测方法， 包括 ： 使用根据上述方法提取的流 说 明 书 CN 102305940 A CN 102305947 A3/5 页 5 体因子来检测地质结构。 0031 根据本发明的流体因子。
15、提取方法， 即使在地震波存在色散的情况下， 也可降低不 同的线性调频分量之间的干扰， 从而能够实现对存在色散的情况的地震波的流体因子的提 取。这样， 通过提取的流体因子， 能够更准确地检测和识别地质结构。 0032 将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和 / 或优点， 还有一部分通过描 述将是清楚的， 或者可以经过本发明的实施而得知。 附图说明 0033 通过下面结合附图进行的详细描述， 本发明的上述和其它目的、 特点和优点将会 变得更加清楚， 其中 ： 0034 图 1 示出根据本发明的一个实施例的流体因子提取方法 ； 0035 图 2 示出现有技术与根据本发明的流体因子提取方法的对比。
16、。 具体实施方式 0036 现在， 将参照附图更充分地描述不同的示例实施例， 其中， 一些示例性实施例在附 图中示出。 0037 图 1 示出根据本发明的一个实施例的流体因子提取方法。 0038 在步骤 101， 检测工区内的至少一道地震数据。 0039 在步骤 102， 设置用于进行分数阶傅里叶变换的分数阶数 的初始值， 这里可任 意设置分数阶数 的初始值。 0040 在步骤 103， 应用分数阶数 ， 计算所述至少一道地震数据中的一道地震数据 x(t) 的分数阶傅里叶变换 X(u)， 即， 0041 0042 其中， n 为正整数， X(u) 表示 x(t) 的一般傅里叶变换， t 表示时。
17、间， u 表示分数阶 傅里叶变换后得到的域。 0043 在步骤 104， 计算 X(u) 的解析信号 Z(u)， 并计算解析信号 Z(u) 的带交叉项抑 制的 Wigner-Ville 分布 RID(u， v)。应该理解， v 表示计算带交叉项抑制的 Wigner-Ville 分布后得到的二维域 (u， v) 中一个维 u 之外的另一维。 0044 在步骤 105， 计算带交叉项抑制的 Wigner-Ville 分布 RID(u， v) 的带窗的 Radon( 拉顿 ) 变换 R(u， v)， 即， 0045 0046 其中， w(u) 是窗函数。 0047 在步骤 106， 利用带窗的 Ra。
18、don 变换 RID(u， v) 来重构时频分布图 (t， f)。 0048 具体地说， 通过将带窗的 Radon 变换 R(u ， v) 的域 (u， v) 顺时针旋转分数阶数 说 明 书 CN 102305940 A CN 102305947 A4/5 页 6 来得到时频分布图 (t， f)。这样， 域 (u， v) 和域 (t， f) 存在如下关系 ： 0049 0050 在步骤 107， 从时频分布图提取流体因子。 0051 可以公知的方式从时频分布图来提取流体因子。例如， 利用时频分布图在频域内 提取频率属性因子 ( 例如， 峰值瞬时值频率、 均方根频率、 和 / 或频率衰减梯度等 。
19、)。 0052 在步骤 108， 使用提取的流体因子构建地质结构。 0053 在步骤 109， 对构建的地质结构与根据测井数据获得的地质结构进行比较， 确定构 建的地质结构与根据测井数据获得的地质结构是否在预定误差范围内吻合。 0054 可通过工区内的测井获取测井数据。本领域的技术人员应该理解， 可以在检测地 震数据之前或者之后形成测井。由于测井数据的获取以及构建地质结构是公知的， 因此不 再对其进行详述。 0055 如果构建的地质结构与根据测井数据获得的地质结构没有在预定误差范围内吻 合， 则在步骤 110， 改变分数阶数 的值， 返回步骤 103。 0056 如果构建的地质结构与根据测井数。
20、据获得的地质结构在预定误差范围内吻合， 则 在步骤 111， 确定得到最优分数阶数 。此时， 在步骤 107 提取的流体因子可作为从在确定 最优分数阶数 过程中选择的那道地震数据提取的流体因子。 0057 随后， 使用最优分数阶数对所述至少一道地震数据中的其他道地震数据(如果 存在 ) 中的每道地震数据执行步骤 103-107， 以从其他道地震数据提取流体因子。此外， 还 可以进一步执行步骤 108， 以构建地质结构。 0058 在从每道地震数据提取流体因子之后， 可利用提取的流体因子来检测地质结构。 由于存在许多公知的利用流体因子检测地质结构方法， 因此不再详述。 0059 在另一实施例中，。
21、 可根据当前已知的地震资料 ( 例如， 测井数据、 邻近工区的地质 结构资料等)来设置分数阶数的初始值或者直接设置最优分数阶数。 例如， 如果当前 工区的测井数据与其他工区的测井数据相近 ( 或者当前工区的测井数据所表示的地质结 构与其他工区的地质结构相近 )， 则可直接使用在其他工区执行步骤 101-111 获取的分数 阶数设置分数阶数的初始值或者直接设置最优分数阶数。 再例如， 可使用在邻近工区 使用的分数阶数设置分数阶数 的初始值或者直接设置最优分数阶数 。 0060 图 1 示出本发明的一个实施例， 在该实施例中对分数阶数进行了优化， 从而最大 化地降低每个线性调频分量内部以及不同线性。
22、调频分量之间的干扰。 0061 由于基于分数阶的时频分布对线性调频分量的突显作用， 在另一实施例中， 可以 不对分数阶数进行优化， 直接使用分数阶数 的初始值， 针对所述至少一道地震数据中的 至少一道地震数据来执行步骤 101-107 来提取流体因子。换句话说， 即使不进行分数阶数 的优化， 也可以解决本发明的技术问题。此外， 在该实施例中， 当如前面所述的那样根据当 前已知的地震资料来设置分数阶数 的初始值时， 可以进一步降低干扰。 0062 图 2 示出现有技术与根据本发明的流体因子提取方法的对比。 0063 图 2(a) 示出采用现有技术的流体因子提取方法获得的时频分布。从图 2(a) 。
23、可以 看出， 虽然有交叉项抑制措施， 但是两个线性调频分量之间以及每个线性调频分量内部， 都 说 明 书 CN 102305940 A CN 102305947 A5/5 页 7 存在交叉干扰项。 0064 图 2(b)-2(f) 示出采用根据本发明的流体因子提取方法获得的时频分布。从图 2(b)-2(f) 可以看出， 基于分数阶的时频分布， 对线性调频分量有突显作用， 而对交叉项有 明显的抑制作用。当在最优的分数阶数， 即， 41时， 原来相互干扰的两个线性调频分 量的时频分量完全分开。 0065 因此， 根据本发明的流体因子提取方法， 不仅能够实现无色散地震波的流体因子 提取， 并且即使在。
24、地震波存在色散的情况下， 也可降低不同的线性调频分量之间的干扰， 从 而能够实现对存在色散的情况的地震波的流体因子的提取。 这样， 通过提取的流体因子， 能 够更准确地检测和识别地质结构。 0066 尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明， 但是本领域的技术人员 应该理解， 在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下， 可以对其进行形式 和细节上的各种改变。 说 明 书 CN 102305940 A CN 102305947 A1/2 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102305940 A CN 102305947 A2/2 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102305940 A 。