基于Synchrosqueezing变换的地震资料时频分析和衰减估计方法

基于Synchrosqueezing变换的地震资料时频分析和衰减估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地球物理勘探中的信号处理领域，设及地震资料的时频分析和地震衰 减估计，具体设及一种基于Sync虹osqueezing变换的地震资料时频分析和衰减估计方法。
【背景技术】
[0002] 地震信号是复杂的非平稳信号，时频分析可W用来描述地震信号随时间的变化规 律，刻画地震信号的局部特征，从而反映该些特征所对应的地质结构和储层信息。因此，时 频分析是地震资料处理与解释的重要手段。随着近代信号处理理论的发展，涌现出大量的 时频分析工具和时频分析方法，其中很多也被应用在地震信号分析中。
[0003] 地震波经过含气储层后，高频成分衰减迅速，造成地震波在该区域的局部主频降 低，该种异常可W用来指示碳氨储层的分布。然而，该异常在原始地震资料上并不明显，却 可W在频率分解的剖面上得到增强。因此，不同的时频分析工具被用来检测该种异常。在 该一过程中，时频分析工具的时间-频率分辨率就成为该问题的关键。
[0004]Fourier变换作为经典的谱分析工具，在地震信号处理的很多方面得到应用， 比如；频谱分析，噪声压制等，它也是目前地球物理软件中的必备模块。将整道数据进行 Fourier变换W后，可W得到数据的频谱分布，但是无法反映出频率的局域化特征，即无法 刻画频率随时间的变化，而该恰恰是地震信号的一个重要特征。因此，大量的时间-频率 域联合分析工具被用在地震信号分析中，时间域上的地震信号经过变换W后被展开到时 间-频率域，得到的时频图反映了频率成分随着时间变化的情况。
[0005] 加窗傅里叶变换（WFT)用移动的窗函数截取信号，然后对每个时间窗里面的信号 做化urier变换，得到信号的时间-频率分布。Partyka等人将加窗傅里叶变换用于墨西 哥湾某区块=维地震数据体的谱分解，确定薄层的位置和厚度，刻画地质体的不连续性。 Ma;rfud和Kirlin用加窗傅里叶变换分析薄层调谐效应。
[0006] 加窗傅里叶变换中窗函数的选择是时间分辨率和频率分辨率的折中，一旦窗函数 选定，时频图的时间分辨率和频率分辨率也随之确定。作为典型的非平稳信号，地震信号 的频率随着时间不断变化，需要进行多尺度分析，即用较宽的窗分析信号的缓变成分，用较 窄的窗分析信号的突变成分，加窗傅里叶变换的窗宽度固定，显然无法胜任多尺度分析的 要求。为了解决该一问题，小波变换应运而生。最早将小波变换作为时间-尺度局域化工 具提出的是地球物理学家Morlet，此后，物理学家Grossmann和Morlet合作，给出了小波 变换的严格定义。小波变换通过尺度控制窗函数的宽度，用大尺度获得宽窗函数，小尺度 获得窄窗函数，在高低频具有不同的时间-频率分辨率，实现了对信号的多分辨率分析。 由于窗宽通过尺度控制，所W信号经过小波变换得到的是时间-尺度分布，称作小波尺度 谱（scalogram)，尺度和频率没有确定的对应关系，依赖于母小波的选择。化akr油orty和 Okaya将小波变换用于地震信号分析，并与加窗傅里叶变换作对比，展示了其优越性。Siha 等人提出时频连续小波变换的概念，将小波变换产生的时间-尺度谱转化为时间-频率谱， 用于检测和碳氨储层相关的低频阴影和增强细小地质结构的可视性。高静怀等人研究了地 震资料处理中小波函数的选取问题，提出用匹配地震子波的函数作为基本小波，对地震资 料进行去噪及分频解释的方法。高静怀等人提出=参数小波，并用于薄互层地震资料分析。 Kazemeini等人将小波变换用于德国某区块的S维数据体分析，结果能够反映河道的沉积 和油气的运移。
[0007] 上述加窗傅里叶变换、小波变换均为线性变换，其时间-频率联合分辨率受到不 确定性原理的限制。Wigner-Ville分布具有最高的时间-频率联合分辨率，也被广泛用在 地震信号分析中。Li和化eng将Wigner-Ville分布用于地震资料的谱分解，刻画碳酸盐储 层。
[0008] 近几年，很多学者针对地震信号分析的特点，将已有的时频分析工具进行推广和 发展，或者将新的相空间分析工具用于地震信号。2013年，Lu和Liu将一个二维反權积算 子作用于加窗傅里叶变换时频谱，得到反權积加窗傅里叶变换时频谱，提高了时频分辨率， 基于该方法的谱分解被用来刻画塔里木盆地某区块的洞穴型的碳酸盐储层。2013年，Han 和vanderBaan利用经验模式分解（EMD)进行地震信号的时频分析，并用于加拿大某盆地 的白里纪曲流河检测和细小地质结构的刻画。
[0009] 但是，传统的时频分析方法，如短时傅里叶变换和小波变换等用于地震信号时频 分析时具有局限性，主要体现在由于时频原子的影响，导致信号在时频平面上的能量扩散 和时频分辨率的下降。

【发明内容】

[0010] 本发明目的在于克服现有技术的不足，提供了一种时频分辨率高的基于 Sync虹osqueezing变换的地震资料时频分析和衰减估计方法。
[0011] 为达到上述目的，本发明采用W下技术方案：
[0012] 基于Sync虹osqueezing变换的地震资料时频分析方法；
[0013]Sync虹osqueezing变换具体包括W下步骤：
[0014] 步骤a;连续小波变换
[001引信号/(0e(R)的小波变换时域和频域分别表示为；
[0016]
[0017]其中Mt)为基本小波，a和b分别为尺度因子和平移因子，F(W)和W(w) 为f(t)和iD(t)的化urier变换；假设小波函数几乎没有负频率分量，即当《 <0时， W 0 ;
[001引步骤b;FM解调频率的计算
[0019]
[0020] 步骤c;时间-尺度域到时间-频率域的映射 [00川 （1)连续形式
[0022]
[0023] 通过公式（7)，在时间-尺度域所有和频率《对应的小波系数进行组合，在时 间-频率域重新将能量"挤压"到频率《所在的位置；
[0024] 似离散形式
[0025] 进行数值计算时，需要对公式（7)中的尺度a和频率《进行离散。离散化后的尺 度记为{aj，其中ak>ak_i，尺度间隔为ak-ak_i= (Aa)k;对频率进行划分，记为{>i}，其 中〇1> 〇1_1，频率间隔为〇1-〇1_1=A〇 ;Sync虹osqueezing变换的离散形式表示为；
[002引
（10);
[0027] 地震资料时频分析方法具体包括W下步骤：
[0028] 步骤1;在S维数据体地震剖面中选取典型道，对该道数据进行 Sync虹osqueezing变换，找出异常区域对应频率；
[0029] 步骤2;对整个地震剖面进行Sync虹osqueezing变换，提取异常区域对应频率切 片；
[0030] 步骤3;对整个S维数据体进行Sync虹osqueezing变换，得到频率数据体，然后提 取一个沿层切片，供地质人员进行地震资料解释。
[0031] 基于Sync虹osqueezing变换进行地震衰减估计的方法，包括W下步骤：
[0032] 步骤1 ;确定目标层范围，对目标层附近的=维地震数据体进行频谱分析，选取合 适的高频fn和低频f\;
[0033] 步骤2 ;利用Sync虹osqueezing变换得到高频的单频数据体T(X，y, t,fg)和低频 的单频数据体T(x，y，t，fL);
[0034] 步骤3;在目标层上方的层位Ha(x，y)附近，将高频和低频的幅度差异预先消除； [003引步骤4;估计目标层附近的衰减。
[0036] 进一步，所述步骤1中，高频fs的幅度和低频的幅度大致相同。
[0037] 进一步，所述步骤3中，利用公式（14)计算修正因子a(X，y)并做平滑；
[003引
。1)。
[0039] 进一步，所述步骤4中，通过公式（15)估计目标层附近的衰减AS(x，y，t);
[0040]AS(X，y,t) =T(X，y,t, -a(X，y)T(X，y,t,fg)(。）。
[0041] 本发明首次将新的时频分析工具Sync虹osqueezing变换用于地震资料时频分 析，该变换通过对变换域系数的重排，获得一个更加聚集的时频表示，时频分辨率大大提 高。将其用于实际地震资料分析和致密砂岩模型含气性检测，能够准确界定储层的位置，指 示河道与断层等地质结构，进而有利于进一步的资料解释和井位确定。
[0042] 本发明还提出基于Sync虹osqueezing变换的地震衰减估计方法，并给出具体实 现流程，对某油田致密砂岩储层=维数据体的衰减估计结果和钻井结果有着较好的一致 性，该方法可W帮助地质人员指示含气储层，确定钻井位置。
【附图说明】
[0043] 图1为余弦信号的小波变换与Sync虹osqueezing变换图；
[0044] (a)余弦信号；化）小波变换；（C)Sync虹osqueezing变换；
[0045] 图2为Sync虹osqueezing变换不意图；
[0046] 图3为测试信号和采用不同时频分析方法的结果；
[0047] (a)测试信号；化）加窗傅里叶变换；（C)小波变换；（d)Sync虹osqueezing变换； [004引图4为地震剖面；
[0049] 图5为地震道的时频分析；
[0050] (a)地震道数据；化）加窗傅里叶变换；（C)小波变换；（d)Sync虹osqueezing变 换；
[0051] 图6为图2中地震剖面的30Hz频率切片示意图；
[005引（a)小波变换频率切片；化)Sync虹osqueezing变换频率切片；
[0053] 图7为30化数据体的沿层切片示意图；
[0054] (a)加窗傅里叶变换沿层切片；化)Sync虹osqueezing变换沿层切片；
[0055] 图8为某致密砂岩储 层=维数据体的地震衰减估计；
[0056] (a)工区底图；化）目的层位；（C)基于Sync虹osqueezing变换衰减估计结果沿目 的层的切片。
【具体实施方式】
[0057]W下通过具体实施例和附图对本发明方案做具体说明：
[0058]本发明所用工具Sync虹osqueezing变换具体包括W下步骤：
[005引步骤a;连续小波变换
[0060] 信号/(〇€ 悼)的小波变换时域和频域分别表示为 [006U
。3)
[006引其中Mt)为基本小波，a和b分别为尺度因子和平移因子，F(W)和W(w)为f(t)和iHt)的化urier变换。
[0063] 该里，假设小波函数几乎没有负频率分量，即当《<0时，W(?)>0,小波的能 量集中在正频率《 =?(!附近。如图1 (a)所示，W-个单频的余弦信号h(t) =Acos(Qt)，其中A= 1，Q= 100 31为例，其小波变换的结果为
[0064]
(14)
[0065] 经过小波变换，余弦信号h(t)的能量在时间-尺度平面围绕尺度a= ?。/〇对应 的直线进行扩散，分布在W该直线为中屯、的尺度带上，如图1(b)所示。可W看出，h(t)本 来是一个单频信号，由于受到小波函数的影响，在小波变换域能量发生扩散，得到一个"模 糊化"的分布。
[0066] 本发明试图移除小波函数的影响，从小波变换的结果中将频率Q"解调"出来。换 言之，尺度带上所分布的能量都是由一个单频成分引起，本发明通过Sync虹osqueezing变 换，将尺度带上的能量重新"挤压"到该单频成分所对应的尺度a= ?。/〇所在的直线上。
[0067] 步骤b;FM解调频率的计算
[006引为了找出小波系数对应的频率成分，对小波变换的结果进行如下操作：
[0069]
(15)
[0070]W余弦信号h(t)为例，将公式（2)代入公式（3)，可W得到当|Wh(a，b)I声0时，
[0071] Wh(a，b) = 0,（16)
[0072] 也就是说，经过公式（3)的操作，可W从小波变换的结果中重新得到频率Q。经过 该步骤，可W求出各个小波系数所对应的频率成分。
[007引步骤C;时间-尺度域到时间-频率域的映射
[0074] 得到各个小波系数对应的频率成分W后，在时间-尺度域进行"挤压"操作，进行 能量重排，将对应相同频率成分的系数组合起来，将时间-尺度平面映射到时间-频率平 面，即（a,b) - 〇 (a,b)，b)。
[007引对于信号八/)€f邮），记faW为该信号对应的解析信号。当基本小波Mt)为 解析小波时，
[0079] 公式化）中Re( ?)表示实部。由此，可W将Sync虹osqueezing变换定义为W下 几种形式：
[0080] (1)连续形式
[0081]
[0082] 通过公式（7)，在时间-尺度域，所有和频率《对应的小波系数进行组合，在时 间-频率域重新将能量"挤压"到频率《所在的位置。
[008引 似分布形式
[0084]
[0085] 公式（8)采用单位冲激函数来表示Sync虹osqueezing变换，Daubechies等人从 分布的角度来解释5(Of(a, b)-?)，该形式可被称为分布形式。
[008引做近似形式
[0087]
[008引公式（9)中，h(t)为局部支撑的无限光滑函数，即AeC，且/h(t)化=1。当 5 - 0时，
，该表示方法用单位脉冲的极限来近似代 替单位冲激函数。注意到当Wf(a，b)很小时，运用公式（3)计算小波系数对应的频率成分 时会出现数值不稳定的情况，因此只在|Wf(a,b)I>e时进行计算。本发明将公式（9)称 为具有口限e和精度5的Sync虹osqueezing变换。
[0089] (4)离散形式
[0090] 进行数值计算时，需要对公式（7)中的尺度a和频率《进行离散。离散化后的尺 度记为{aj，其中ak>ak_i，尺度间隔为ak-ak_i= (Aa)k。对频率进行划分，记为l>i}，其 中〇1> 〇1_1，频率间隔为〇1-〇1_1=A〇。Sync虹osqueezing变换的离散形式可W表示 为
[0091]
[0092] 可见，通过公式（10)，所对应频率成分在附近（图2中虚线之间的部分）的小 波系数被重新组合，能量在时间-频率平面被"挤压"到《 1所在位置。
[0093] 如图1为余弦信号的小波变换与Sync虹osqueezing变换，可W看出后者具有更好 的时频聚集性，更加准确地刻画了50化余弦信号的时频分布。
[0094] 如图2为Sync虹osqueezing变换示意图，对应频率在虚线之间的小波系数被重新 组合。
[009引图1(C)画出了余弦信号h(t)的Sync虹osqueezing变换结果，可见其能量在时频 平面重新聚集到《 =Q所在的直线上。
[0096] 基于Sync虹osqueezing变换的地震衰减估计方法
[0097] 地震子波穿过各向同性衰减介质时，其振幅谱为
[0098] S讯=S〇讯e_az(23)
[0099] 其中Su(f)为地震子波的振幅谱，Z为传播距离，a为衰减系数，S(f)为地震子波 传播距离Zw后的振幅谱。Aki和化chards假定品质因子Q不随频率变化，给出了衰减系 数和品质因子之间的关系：
[0100]
(24)
[0101] 式中V为相速度，f为频率。将代入（11)得
[0102]
(25)
[0103] 可见，地震子波中的高频分量衰减比低频分量要快，当地震波经过Q值较低的 碳氨储层时，衰减更加明显。高低频分量不同的衰减特性可W用来指示碳氨储层，鉴于 Sync虹osqueezing变换的良好性质，本发明将其用来刻画地震波经过致密砂岩含气储层的 衰减，进行碳氨储层的指示。
[0104] 研究高低频分量的衰减特性差异，需要选择合适的高频fs和低频fV首先对目的 层附近的地震数据做频谱分析，然后选择fs和fV使其满足W下条件：
[010引 （1)振幅谱上高频fa的幅度和低频的幅度应大致相同；
[0106] 似高频fa和低频f义间的频率间隔应该足够大，W保证高频分量和低频分量有 足够的衰减差异；
[0107] (3)高频fs和低频都应该在地震子波的频带范围内。
[0108]记目标层位为Ht (X，y)，利用Sync虹osqueezing变换得到的高频分量为 T(X，y，t，fg)，低频分量为T(X，y，t，片)，下面就可W采用高频分量和低频分量的差来刻画层 位Hi(x，y)附近的衰减。由于地下结构和层位介质的复杂性，地震波在到达目标层之前已 经发生了衰减，产生高低频分量的差异，为了刻画目标层对附近的衰减，需要在目标层位上 方将高频和低频的幅度差异预先消除，因此，记目标层上方的层位为Ha(X，y)，定义如下修 正因子：
[0109]
(26)
[0110] 由于地下介质的复杂性，a(x，y)变化剧烈，容易使得计算结果不稳定，因此在实 际应用中需要对a(x，y)进行平滑操作。
[01U] 由Sync虹osqueezing变换得到的目标层位Ht(x, y)附近的衰减定义为
[011引AS (X，y, t)=T (X，y, t,-a (X，y) T (X，y, t,fg)烛）。
[0113] 本发明的物质基础是地震数据体，采用的逐道处理办法。
[0114] 本发明基于Sync虹osqueezing变换进行地震资料时频分析具体步骤为；
[0115] 步骤1;在S维数据体地震剖面中选取典型道，对该道数据进行 Sync虹osqueezing变换，找出异常区域对应频率；
[0116] 步骤2 ;对整个地震剖面进行Sync虹osqueezing变换的结果中，提取频率切片；
[0117] 步骤3 ;对整个S维数据体进行Sync虹osqueezing变换，得到频率数据体，然后提 取一个沿层切片。
[0118] 本发明所提基于Sync虹osqueezing变换进行地震衰减估计的方法总结如下；
[0119] 步骤1;确定目标层范围，对目标层附近的S维地震数据体进行频谱分析，选取合 适的高频fn和低频f\;
[0120] 步骤2 ;利用Sync虹osqueezing变换得到高频的单频数据体为T(X，y,t,fg)和低 频的单频数据体为T(x，y，t，fL);
[0121] 步骤3 ;在目标层上方的层位Ha(x，y)附近，利用公式（14)计算修正因子a(x，y) 并做平滑；
[0122] 步骤4 ;通过公式（16)估计目标层附近的衰减AS(x，y，t)。
[0123] 效果分析
[0124] -、数值仿真结果
[01巧]首先，通过对比Sync虹osqueezing变换与加窗傅里叶变换和小波变换对合成信 号进行时频分析的效果。合成信号s(t)如图3(a)所示，它由W下两个分量组成：
[0126] Si(t) =sin(3 (140 31t+30sin(3 311))), (28)
[0127] S2(t) =sin(3 巧0 31t+20sin(3 311))). (29)
[0128] 本发明分别对s(t)采用加窗傅里叶变换、小波变换和Sync虹osqueezing变换，如 图3(b)-(d)所示。其中加窗傅里叶变换采用128点的Hamming窗，小波变换采用0= 6 的Morlet小波。尽管S种变换的结果都能够区分开两个分量，但是加窗傅里叶变换和小波 变换的分辨率明显低于Sync虹osqueezing变换。由于窗函数或者小波函数的影响，信号的 能量在变换域 发生扩散，使得两个分量之间发生交叠。而Sync虹osqueezing变换的结果可 W很好地区分两个信号分量，准确描述频率随时间的变化规律。
[0129] 如图3,测试信号和采用不同时频分析方法的结果，和传统的加窗傅里叶变换与小 波变换相比，Synchrosqueezing变换可W得到更加精细的时频分布，清晰地区分开两个分 量，准确地刻画出每个分量的频率随时间的变化过程
[0130] 二、实际地震资料
[0131] 下面，将不同的时频分析工具用于实际地震数据。图4展示了一个S维数据体的 地震剖面。该剖面共有400道，每道500个采样点，采样间隔为2ms，其中在第60道到第120 道之间，1. 22s左右，W及第255道到第305道之间，1. 25s左右有典型的河道特征，分别用 楠圆标注。
[013引如图4所示，地震剖面，楠圆指示了河道的位置。
[0133] 通过抽取第90道进行时频分析，该道经过左边的河道。该道数据及其加窗傅里叶 变换、小波变换和Sync虹osqueezing变换如图5所示。从中可W看出由于地层的吸收作用 带来的频率衰减趋势。其中位于1. 22s左右的30化的异常区域对应着该河道的位置。由 于加窗傅里叶变换和小波变换的能量扩散，其变换域谱图较为模糊，隐藏了不同信号分量 的频率变化特征。而Synchrosqueezing变换产生了一个更为稀疏的时频分布，有着更高的 时频分辨率，揭示了信号频率的局部变化特征，指示出和储层对应的异常区域。
[0134] 如图5为地震道的时频分析。Sync虹osqueezing变换的结果具有更加稀疏的分 布和更高的时频分辨率，反映出信号不同分量的频率的局部变化特征，清晰地指示出1. 25s 左右和河道相关的30化的异常区域。
[01巧]接下来，对整个地震剖面进行时频分析。从小波变换和Sync虹osqueezing变换的 结果中提取30化的频率切片，如图6所示。Synchrosqueezing变换的频率切片不像小波变 换的频率切片一样平滑，有一些类似于"噪声"的特征，然而，正是由于它有着更加稀疏的分 布，有着较高的时频分辨率，可w更加清晰地刻画地质体的特征。图中用楠圆指示了河道的 位置，可见Synchrosqueezing变换的结果很清晰地反映出河道的位置和边界。而小波变换 由于小波函数的影响，在时频图上的能量扩散造成不同频率的分量发生交叉、混叠，表现为 单频切片的分辨率下降，图中河道所在位置的能量和两边连成一片，无法分辨河道的边界。
[0136] 如图6为图2中地震剖面的30化频率切片。Sync虹osqueezing变化的结果具有 更高的时频分辨率，准确地指示了河道的位置和边界。
[0137] 最后，对整个S维数据体进行时频分析。分别采用加窗傅里叶变换和 Sync虹osqueezing变换，得到30化的频率数据体，然后提取一个沿层切片，如图7所示。可 W看出河道（红色箭头指示部分）和断层（绿色箭头指示部分）的特征在前者图上变得十 分模糊，而由于很高的时频分辨率，Synchrosqueezing变换的结果能够清晰地反映出河道 和细小断层的特征。
[013引如图7为30化数据体的沿层切片，其中红色箭头和绿色箭头分别指示了河道和断 层的位置，Synchrosqueezing变换的结果更加清晰地反映了断层和河道的特征。
[0139] 将本发明提出的基于Sync虹osqueezing变换的地震衰减估计方法用于某致密砂 岩=维实际资料的衰减估计。该致密砂岩储层主要表现为孔隙度小于10%的低渗透率的砂 体储层特征，有效砂体分布比较分散，规模小，连续性差，波阻抗差异小，给储层预测带来困 难。该工区底图如图8(a)所示，目标层位如化）所示。该区域分布六口井，自北向南分别 用肥LL1到肥LL6表示，其中东北方向的肥LL3和西南方向的肥化4、肥化5、肥LL6为I类 和II类产气井，I类为高产井，II类次之，在图中用藍色标注，西北方向的肥LL1和肥LL2为 III类井，即为干井或者产气量极低，在图中用黄色标注。
[0140] 通过将基于Sync虹osqueezing变换的地震衰减估计方法用于处理该区域的地震 资料。经过频谱分析后，分别选用10化作为低频，40化作为高频，利用Sync虹osqueezing 变换得到衰减结果W后，沿（b)所示的目的层进行切片，如（C)所示。可见WE化3、WE化4、 肥LL5和肥LL6附近表现出强衰减特性，该与其为I类和II类产气井是完全符合的，在 肥化1和肥LL2附近基本上观察不到明显的衰减，该和它们是III类井是吻合的。总之，基于 Sync虹osqueezing变换的衰减估计结果和钻井结果有着比较好的一致性，在一定条件下可 W作为碳氨储层的指示因子，帮助地质人员进行井位确定和储层含气量估计。
[0141] 如图8为某致密砂岩储层=维数据体的地震衰减估计图。
[0142] 本发明效果总结：
[0143] (1)本发明提出基于Sync虹osqueezing变换进行地震信号时频分析的方法， 测试信号的例子表明，和传统的时频分析工具，如加窗傅里叶变换、小波变换等相比， Sync虹osqueezing变换通过对变换域系数的重排，可W得到更加聚集的时频分布，准确地 刻画出每个分量的频率随时间的变化过程。
[0144] (2)在时频图上，Sync虹osqueezing变换产生了一个更为稀疏的时频分布，有着 更高的时频分辨率，揭示了信号频率的局部变化特征，指示出和储层对应的异常区域；
[014引 （3)在地震剖面的单频切片上，Sync虹osqueezing变换的结果可W更加清晰地反 映出河道的位置和边界；
[0146] (4)在数据体的沿层切片上，Sync虹osqueezing变换的结果更加清晰地反映了断 层和河道的特征；
[0147] (5)本发明提出基于Sync虹osqueezing变换的地震衰减估计方法，给出其实现流 程，并将该方法用于某油田致密砂岩储层=维数据体的衰减估计，估计结果和钻井结果有 较好的一致性，可W作为含气储层的直接指示因子，用来帮助地质人员进行储层含气量估 计和井位确定。
【主权项】
1. 基于Synchrosqueezing变换的地震资料时频分析方法，其特征在于： Synchrosqueezing变换具体包括以下步骤： 步骤a :连续小波变换 信号/(〇 e L2 (R)的小波变换时域和频域分别表示为：其中Φ⑴为基本小波，a和b分别为尺度因子和平移因子，F(?)和Ψ(ω)为f(t)和 Φ (t)的Fourier变换；假设小波函数几乎没有负频率分量，即当ω < 〇时，Ψ (ω) ~ 〇 ; 步骤b :FM解调频率的计算步骤c :时间-尺度域到时间-频率域的映射 (1) 连续形式通过公式（7)，在时间-尺度域所有和频率ω对应的小波系数进行组合，在时间-频率 域重新将能量"挤压"到频率ω所在的位置； (2) 离散形式 进行数值计算时，需要对公式（7)中的尺度a和频率ω进行离散；离散化后的尺度记 为{ak}，其中BkSalrf，尺度间隔为Bk-B lrf= (Aa) k;对频率进行划分，记为{ω J，其中％ > ?卜1,频率间隔为ω!-ω卜1= Δ ω ;Synchrosqueezing变换的离散形式表示为：地震资料时频分析方法具体包括以下步骤： 步骤1 :在三维数据体地震剖面中选取典型道，对该道数据进行Synchrosqueezing变 换，找出异常区域对应频率； 步骤2 :对整个地震剖面进行Synchrosqueezing变换，提取异常区域对应频率切片； 步骤3 :对整个三维数据体进行Synchrosqueezing变换，得到频率数据体，然后提取一 个沿层切片，供地质人员进行地震资料解释。2. 基于Synchrosqueezing变换进行地震衰减估计的方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1 :确定目标层范围，对目标层附近的三维地震数据体进行频谱分析，选取合适的 高频fH和低频 步骤2 :利用Synchrosqueezing变换得到高频的单频数据体T (X，y, t, fH)和低频的单 频数据体T (X，y, t, ; 步骤3 :在目标层上方的层位Ha(x，y)附近，将高频和低频的幅度差异预先消除； 步骤4 :估计目标层附近的衰减。3. 根据权利要求2所述的基于Synchrosqueezing变换进行地震衰减估计的方法，其特 征在于：所述步骤1中，高频f H的幅度和低频f ^的幅度大致相同。4. 根据权利要求2所述的基于Synchrosqueezing变换进行地震衰减估计的方法，其特 征在于：所述步骤3中，利用公式（14)计算修正因子a (x，y)并做平滑；5. 根据权利要求2所述的基于Synchrosqueezing变换进行地震衰减估计的方法，其特 征在于：所述步骤4中，通过公式（15)估计目标层附近的衰减AS(x，y，t); AS (x, y, t) =T (x, y, t, fL) - α (χ, y) T (χ, y, t, fH) (6)。
【专利摘要】本发明公开了一种基于Synchrosqueezing变换的地震资料时频分析和衰减估计方法，首次将新的时频分析工具Synchrosqueezing变换用于地震资料时频分析，该变换通过对变换域系数的重排，获得一个更加聚集的时频表示，时频分辨率大大提高，将其用于实际地震资料分析和致密砂岩模型含气性检测，能够准确界定储层的位置，指示河道与断层等地质结构，进而有利于进一步的资料解释和井位确定；提出基于Synchrosqueezing变换的地震衰减估计方法，并给出具体实现流程，对某油田致密砂岩储层三维数据体的衰减估计结果和钻井结果有着较好的一致性，该方法可以帮助地质人员指示含气储层，确定钻井位置。
【IPC分类】G01V1/28
【公开号】CN104880730
【申请号】CN201510140952
【发明人】高静怀, 王平
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年3月27日