时频分析技术在地震勘探中应用综述.ppt

时频分析技术在地震勘探中的应用综述 汇报人： 2013年11月30日 主要参考文献：庞锐, 刘百红, 孙成龙. 时频分析技术在地震勘探中的应用综述[J]. LITHOLOGIC RESERVOIRS, 2013, 25(3). 1 时频分析技术简介 2 时频分析技术在解释中的应用 3 结语 主要内容： 1.最初的时频分析技术就是短时窗傅里叶变换（STFT）。由于时窗变短 ，可供分析的信号量减少 ，采用经典的谱估算方法引起的误差所占比重会增加。 且该短时窗一旦选定 ，则在整个变换过程中其时窗长度是固定的，变换后的时频分辨率也即固定，这不利于低频和高频信号的检测。 ·对于给定信号 的短时傅立叶变换的定义式如下所示： 其中， 是优先选择的时频局部化窗口函数。 2.如果在时频分析中用长度变化的时窗来变换信号，就可更好地分析局部频率特征，这就是小波变换（CWT）。 根据测不准原理，小波变换的时间域分辨率和频率域分辨率不可能同时任意好。 ·对于给定信号 的连续小波变换的定义式如下所示： 3.Stockwell 等提出的 S变换是以 Morlet 小波为基本小波的连续小波变换的延伸，区别在于 S 变换中基本小波由简谐波与Gaussian 函数乘积构成，基本小波中的简谐波在时间域仅作伸缩变换，Gaussian 函数则进行伸缩和平移变换，而连续小波变换中简谐波与 Gaussian 函数同时进行伸缩和平移。 ·原始信号 的S变换定义为： 4.但由于 S 变换中的基本小波固定，无法根据地震信号本身选择基本小波。 高静怀等提出了广义 S 变换，用带参数的调幅简谐波代替 S 变换中的基本小波，然后利用不同参数的基本小波作线性组合形成最终的基本小波。5.除上述时频分析方法外，还有 Wigner-Ville 分布（WVD）和匹配追踪法等方法 1 时频分析技术简介 2 时频分析技术在解释中的应用 3 结语 主要内容： Gridley 等和 Partyka 等利用基于 STFT 时频分析技术对墨西哥湾密西西比河三角洲第四纪沉积环境进行了频谱成像。与传统振幅属性［图 1（a）］相比，频谱成像后 16 Hz 的峰值振幅属性图［图 1（b）］上河道形态更清晰。 与传统相位属性［图 1（d）］相比，频谱成像后 26 Hz 相位属性图［图 1（f）］上河道的形态及断层均更清晰。 Castagna 等给出了时频分析技术在储层含气性解释中的应用。 对地震剖面进行频谱成像后，提取出了 3 个频率的振幅属性。 从 10 Hz 振幅属性剖面［图 2（a）］上可看到储层之下（约 800 ms 处）有一个很强的反射能量，其也许为砂岩含气形成的“亮点”。 但该“亮点”在 20 Hz 振幅属性剖面［图 2（b）］上已经变弱，在 30 Hz 振幅属性剖面［图 2（c）］上消失了，说明该“亮点”并不是由于砂岩含气形成的。 Zhao 等将时频分析技术应用于油藏开发的四维地震。 对多次采集的地震资料进行处理，得到目的层所有频率成分属性的平均（RMS 谱）。 从目的层 RMS 谱不同时期的变化可看出目的层的水淹程度，在强水淹部分 RMS 谱发生了明显变化（图 3）。 Chopra 等提出了一种利用时频分析技术得到局部时频谱的谱反演方法，从而准确估算出随时间变化的地震子波，然后从地震数据中提取出时变子波并计算其反射系数，用于识别远小于地震分辨率的薄层。 除了用识别薄层外，该谱反演方法对刻画较小的上超或下超特征也很有效，这有助于分析准层序分布和沉积物搬运方向。 图 4（b）为谱反演结果，与原始叠加数据体［图 4（a）］相比，其分辨率更高。 Ahmad 等给出了时频分析技术刻画复杂断 层系统的实例。 在对地震数据进行频谱成像后，用各个频率的振幅包络数据除以相应频率，然后求其算术平方根即可获得一种新的属性体来刻画断层。从图 5 可看出，30Hz 的频率属性切片较清晰地刻画了断层的分布。 1 时频分析技术简介 2 时频分析技术在解释中的应用 3 结语 主要内容： （1） 时频分析技术将在地震勘探领域不断得到发展，尤其是在地震解释方面，时频域地震解释将与常规时间域地震解释一样通用。 （2） 与常规时间域地震解释类似，时频分析技术可与属性分析、波形分类、三维可视化及不连续性检测等技术相结合，从而不断深化其应用。 （3） 在地震解释方面，还需加大正演分析力度，分析不同沉积环境下各种地质及储层特征在地震时频谱上的响应，从而减少多解性。