油气储层预测甜点属性的研究与应用

任秋月

摘 要：长期以来，我们通过地震属性和地震反演来进行地震解释的工作。地震解释从薄层解释的工作，然后发展为通过分析反射波振幅的变化特征，也就是所谓的“亮点”、“暗点”，来对含气砂岩进行储层预测。接着出现的AVO分析技术，不仅能进一步推断地层的含油气性和岩性，还能对含气砂岩中饱和液体成分的预测。随后我们根据不整合面老划分地震相，分析使用三瞬剖面处理技术来确定地震相类型并作岩相转换是地震地层学分析的基本方法。甜点属性渐渐被人熟知并且被应用于油气地球物理勘探中，由瞬时振幅和瞬时频率计算得到的甜点属性，开启了直观描述和评价储层的新篇章。

关键词：瞬时振幅；瞬时频率；Hilbert-Huang变换；甜点属性

中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）05-0174-03

0 引言

地震信号是一种连续的时间函数，其振幅、频率、相位都是随时间变化的，它属于非平稳信号。对地震信号瞬时参数的提取，有利于对地下地质特征正确认识和对地震剖面进行精细解释。瞬时参数也就是瞬时振幅，瞬时相位，和瞬时频率，是地震勘探中的我们去解读地震信号的重要手段之一。传统方法是通过希尔伯特变换来提取地震信号中的瞬时参数。然而，希尔伯特变换在处理多分量信号方面存在局限性，并且这种变换对高频噪声特别敏感。为了克服希尔伯特变换的局限性，于是提出Hilbert-Huang变换（HHT）作为适用于非线性和非平稳的时频分析方法。Hilbert-Huang变换可以通过经验模式分解（EMD），将任何信号分解为有限数量的固有模式函数（IMF），然后我们可以通过希尔伯特变换提取瞬时属性。与其他基于傅立叶变换的时频分析方法不同，HHT不存在傅里叶谱分析的许多缺点。

近些年甜点属性经常被地球物理研究者提及和应用。人们通常将沉积地层中局部油气有利区称为甜点，将反射强度与瞬时频率平方根的比值称为甜点属性。在对国内外原始文献进行系统调研基础上，制作了理论模型，定量说明了甜点属性的本质，给出了详细的理论诠释。然而在实际地震资料中，受储层厚度、埋深、资料信噪比和分辨率的影響，瞬时频率稳定性不好，从而影响甜点属性的准确度和客观性。于是我们考虑结合Hilbert-Huang变换来求取甜点属性，来改善由于实际环境影响瞬时参数稳定性的一些因素从而得到更客观的、更能有效评价储层的甜点属性。

1 甜点属性的计算

上式表明，通过经验模态分解的方法可以把任何一个时间序列分解为有限个固有模态函数和一个残量之和，其中分量，，…，包含的是序列中不同频率段的成分，而则为信号的平均趋势。

如图1所示，用余弦函数来直观地演示Hilbert-Huang变换。

2 甜点属性对比及实际资料应用

我们对比的思路应用在新疆准噶尔盆地百口泉组目的层。图2所示为工区的连井剖面图，图3（a）和（b）为瞬时振幅和瞬时频率的剖面图。由图可见，瞬时振幅较好地指示出储层位置，而瞬时频率不排除受到了分辨率和信噪比的影响，其识别效果并没有特别理想[7]。

如图3（b）所示，在实际资料中，瞬时频率不能客观显示是很常见的事。所以为了使三瞬属性或者其他的属性特征可以直接表现出砂体有利区域的效果，通常研究方法是提取沿层切片[8]。

我们沿目的层提取了瞬时振幅（图4a）和瞬时频率（图4b）的属性图。由图4可见，在瞬时振幅切片上，井位为强振幅区，特征明显，这与已知结果一致；瞬时频率值约在30～40Hz频段，不过瞬时频率的背景噪声还很大[9]。

接下来我们按Hilbert-Huang变换后得到的imf1分量下的瞬时属性作对比[10-11]。

Imf1瞬时频率的属性图相比原来的瞬时频率图，信噪比的影响减少了很多。由图5所示两个甜点属性图对比可见，Hilbert-Huang变换得到的甜点图效果明显好于前者。在经过Hilbert-Huang变换后的瞬时振幅和瞬时频率属性，去掉了由其他因素造成的数据偏差，如图6所示，这样的甜点属性似乎具有更好的抗噪性，能够更客观真实地评价砂体油气性和储层的有效储集性，更值得推荐。

3 结语

甜点属性之所以能很有效地识别砂体，是因为其结合了瞬时振幅和瞬时频率两种属性，所以比单一的振幅或者频率属性能够更有利、更有效地描述和评价储层的效果。Hilbert-Huang变换不同于基于傅里叶变换的各种方法，其在各个频率段都有包含，使得Huang变换得到的信号具有较高的分辨力，所以针对处理和分析非线性非平稳信号十分有利。经验模态分解算法的细节也决定了分解结果，本文仅讨论了Hilbert-Huang变换方法在提取地震信号瞬时属性中的应用，结果比较理想，这种方法一定程度上优化了甜点属性用来描述和评价储层的效果。

参考文献

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