储层多属性融合分析方法应用研究

2021-07-16谢黎明曾楷翟昆曾成杰

科学技术创新 2021年20期

谢黎明曾楷翟昆曾成杰

（四川省地质矿产勘查开发局一一三地质队，四川泸州 646000）

1 概述

地震多属性融合是对不同算法提取的关于同一地质目标的多个地震属性进行适当的融合处理，以便获得对同一地质目标更为准确、更为全面、更为可靠的描述。由于对同一地质目标，不同特征的属性所反映的信息是有所差异的。地震多属性融合的目的就是充分利用多个待融合属性中包含的冗余信息和互补信息，融合后的数据更适合人的视觉感知或计算机后续处理。本文针对某实际工区提取了多种地震属性，通过敏感属性分析后再利用RGB 融合技术得到融合图，在图像上依据颜色区域变化，进行河道识别，提高了识别的准确性。

2 方法原理

2.1 敏感属性分析

英国统计学家斯皮尔曼（Spearman）发明了斯皮尔曼系数，用于表征地震属性与储层参数之间的非线性和线性关系，用来测量两个观测序列的一致性程度。该系数突出优点是对数据的总体分布、样本大小都不做要求。当两列变量值是以等级次序排列或以等级次序表示时，并且变量值所属的两个总体并不一定呈正态分布，在一般情况下，根据等级差的大小，判别两个序数间相关或一致性的程度。

运用斯皮尔曼系数进行综合评价方法选优，需要选取一组样本，同时建立样本综合评价合理等级排序的标准。然后根据不同评价方法对该样本的不同等级排序与合理等级排序的等级计算相关程度。该系数计算公式如下：

式中，n 为等级项数（样本数），应用在属性的分析中，n 也为属性数据和地质参数等分的份数；d 为每对X 与Y 之间的等级差，指的是属性值所处的排位X 和该属性值对应的地质参数所处的排位数Y 之差。

相关系数的正负号表示的是相关方向，而相关的强度决定于相关系数的绝对值。所以根据经验给出了一种折中的各种判断相关关系强弱的标准。这种判断标准的特点是：各类别不是完全独立的，而具有重叠关系。因此在分析存在分歧时，可把两个类别结合起来，如把r＝0.70 看成是一个中等到较高的相关，从而容易被人们所接受。

2.2 RGB 多属性融合方法

地震多属性RGB 融合，能融合三种不同类型的属性，最终产生新的融合图像。RGB 多属性融合基于三原色原理，是一个三维坐标系统，红（R）、绿（G）、蓝（B）三种颜色分别对应着X 轴、Y 轴、Z 轴，坐标值的大小代表相应的颜色亮度。

首先是输入三个不同地震属性值V1、V2、V3，将属性值通过某种变换T，变为红（IR）、绿（IG）、蓝（IB）三个颜色分量。IRGB(x, y)表示某一属性值的坐标位置（线道号或大地坐标），IR、IG、IB的值域范围是0～255。对于属性值映射到颜色值的变换T，采用了最常用的一阶线性变换。

利用RGB 色彩空间的色彩混合规则计算出该点的颜色IRGB。

以此步骤遍历整张图片，这样就获得了一张RGB 融合图像。如果x =(x, y, z)，根据上述步骤很容易推广到三维数据体情况，生成一个RGB 颜色融合数据体。

融合图像与处理前相比，图像颜色从256 色增加到了1600万（256*256*256）色，所以，多属性融合技术与单一属性相比较，可以极大的提高河道的识别能力，实现对其精细划分。

3 实例分析

3.1 大时窗属性的融合特征

为了将多期河道展示在一张图像上，首先沿第5 小层开大时窗模式（表1）提取46 个地震属性，然后将全部地震属性进行PCA 压缩，再选择前三个主分量PC0、PC1、PC2 进行RGB 颜色融合。

根据多属性颜色融合图像分析，可知不同时期的河道特征在同一幅融合图上显示出来。从选取的不同时窗可以发现，不一定是时窗越大，显示出的河道就多，而是要时窗范围内的河道能量比较集中。

3.2 小时窗属性的融合特征

图1 多属性后融合图像

表1 沿第5 小层向上开取不同的时窗模式

为了详细描述某一期河道沉积特征，沿第5 小层向上逐段开小时窗模式（见表1）同样提取46 个地震属性，然后进行PCA压缩，再把3 个主分量进行RGB 颜色融合。

不同时期10ms 时窗的地震属性的融合图像反映出了对应时期的河道特征，可以清楚的分辨出曲流河沉积的特征，比如牛扼湖，冲积扇、洪积平原等等，并避免了由于地震垂向分辨率不足引起的上覆地层河道的影响。

3.3 多种融合模式的对比

对第II 期河道，沿第5 层向上漂移35ms-45ms 的时窗，提取了46 种地震属性，利用颜色融合技术进行精细研究。将多种属性经PCA 压缩后的PC0、PC1、PC2 先做RGB 颜色融合，如图1a。再用甜点体（Sweetness）属性或均方根振幅属性代替图1a 的L 分量，做HLS 颜色融合（图1）。图1 中，东西方向的曲流河道清晰可见，牛扼湖、冲积岛等特征非常明显。河道填充物的砂岩，河道外边的泥岩很清楚的分开了，表2。