CN102313904A - 利用地震信息自动划分地层旋回的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用地震信息自动划分地层旋回的方法，首先基于高阶统计量理论进行地震资料的时频分析，得到该地震道的高分辨率时频分析结果，然后通过数学的手段从二维时频分析结果中提取时频曲线及其极值点，然后在两两极值点处绘制一个表示正旋回的正三角形，或表示反旋回的倒三角形，最终通过计算机完成地层旋回的自动划分。该利用地震信息自动划分地层旋回的方法可以对各种不同的地震资料进行旋回的自动划分，提高了旋回划分的效率以及客观性，快速地为等时沉积界面识别解释提供所需的旋回信息。

Description

利用地震信息自动划分地层旋回的方法
技术领域
本发明涉及划分底层旋回的方法，特别是涉及到一种利用地震信息自动划分地层旋回的方法。 
背景技术
地层旋回划分是等时沉积界面识别过程中的一种重要方法，长期以来，都是通过人工的方法在时频剖面上画旋回，不同的解释人员往往会有不同的旋回划分结果，因此存在着效率低以及旋回划分结果不够客观的缺点，影响了旋回划分方法的广泛应用。 
时频分析是地球物理勘探领域信号分析和处理的关键技术，目前比较常用的地震信号时频分析方法主要有短时傅立叶变换、小波变换、S变换、三角滤波器、希尔伯特-黄变换和二次型时频分布等。短时傅立叶变换通常需要假设信号在窗函数的有效持续时间内是平稳的，因而它的时间和频率分辨率都很低。小波变换的不足之处在于母小波不易确定。S变换是短时傅立叶变换和小波变换的组合，但是S变换仍然具有分辨率低的特点。SFA时频分析则采用一系列具有优势频率的三角滤波器来实现时频分析，由于时间长度不可调节，致使其分析结果分辨率低且不直观。希尔伯特-黄变换受噪声的影响较大，并且对于非平稳的地震信号分析效果不理想。二次型时频分布的时频分辨率很高，但是其时频平面存在非常严重的交叉项，严重影响了时频分析的结果。 
随着勘探目标越来越复杂、越来越隐蔽，急需一种分辨率更高、更加客观准确的方法来进行地震道的时频分析、地层旋回的划分以及精细的等时层序界面识别。 
发明内容
本发明的目的是提供一种旋回划分效率高病情旋回划分结果客观准确的利用地震信息自动划分地层旋回的方法。 
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：一种利用地震信息自动划分 地层旋回的方法，该利用地震信息自动划分地层旋回的方法包括以下步骤：选取待分析的地震道；对该地震道的地震数据进行加窗处理；进行高阶谱的估计；提取高阶谱的估计结果的切片信息作为时频信息；当该地震道的地震数据已经全部进行过时频分析时，该地震道的时频信息构成二维时频剖面；求取该二维时频剖面在不同离散频率点处的最大值点，形成一条时频曲线；对该时频曲线进行一阶求导；寻找极值点；以及依据时频曲线极值点数值的大小，在两两时频曲线极值点处绘制一个表示正旋回的正三角形和反旋回的倒三角形，完成地层旋回的自动划分。 
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：该利用地震信息自动划分地层旋回的方法还包括在选取待分析的地震道的步骤后，选择窗函数的长度。选择的窗函数的长度为64ms。该利用地震信息自动划分地层旋回的方法还包括当该地震道的地震数据未全部进行过时频分析时，返回到对该地震道的地震数据进行加窗处理的步骤，以对该地震道的未进行过时频分析的地震数据进行时频分析。 
本发明中的利用地震信息自动划分地层旋回的方法，可以对各种不同的地震资料进行旋回的自动划分，包括油气勘探开发中的地震资料、煤矿开采中的地震资料，该利用地震信息自动划分地层旋回的方法可以提高旋回划分的效率以及客观性，快速地为等时沉积界面识别解释提供所需的旋回信息。 
附图说明
图1为本发明的一实施例中利用地震信息自动划分地层旋回的方法的流程图； 
图2为砂泥互层正旋回模型时频分析与旋回划分示意图； 
图3为砂泥互层反旋回模型时频分析与旋回划分示意图； 
图4为砂泥互层正-反旋回模型时频分析与旋回划分示意图； 
图5为实际地震道时频分析与旋回自动划分效果图。 
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。 
本发明中的利用地震信息自动划分地层旋回的方法首先基于高阶统计量理论进行地震资料的时频分析，得到该地震道的高分辨率时频分析结果，然后通过数学的手段从二维时频分析结果中提取时频曲线及其极值点，然后在两两极值点处绘制一个表示正旋回的正三角形，或表示反旋回的倒三角形，最终通过计算机完成地层旋回的自动划分。其中，高阶统计量是指比二阶统计量更高阶的随机变量或随机过程的统计量。高阶统计量提供了前所未有的十分丰富的信息，它可以辨识非因果、非最小相位、非线性系统，可以抑制高斯或非高斯的有色噪声，可以抽取不同于高斯信号的多种信号特征等，不仅是对基于相关函数或功率谱的随机信号处理方法的重要补充，而且可以为二阶统计量方法无法解决的许多信号处理问题提供手段，从而给地震信号处理领域开辟了一个崭新而宽阔的前景。 
具体说来，如图1所示，图1为本发明的一实施例中利用地震信息自动划分地层旋回的方法的流程图。在步骤101，选取待分析的地震道，流程进入到步骤101。 
在步骤103，选择窗函数的长度，选取不同的窗长会有不同的时频分析结果，区别主要在于分析结果的分辨率不同，即窗越长分辨率越低，窗越短分辨率越高，因此在实际应用中，可以根据不同的需要来选择窗长，在一实施例中，时频分析的最佳时窗为64ms，流程进入到步骤105。 
在步骤105，对该地震道的地震数据进行加窗处理，流程进入到步骤107。 
在步骤107，进行高阶谱的估计，流程进入到步骤109。 
在步骤109，提取高阶谱估计结果的切片信息作为时频信息，流程进入到步骤111。 
在步骤111，判断该地震道是否已经全部进行过时频分析，当地震道已经全部进行过时频分析时，流程进入到步骤113；当地震道已经全部进行过时频分析时，流程返回到步骤105。 
在步骤113，该地震道的时频信息结果构成二维时频剖面，流程进入到步骤115。 
在步骤115，求取二维时频剖面在不同离散频率点处的最大值点，形成一条时频曲线，流程进入到步骤117。 
在步骤117，对该时频曲线进行一阶求导，流程进入到步骤119。 
在步骤119，寻找极值点，流程进入到步骤121。 
在步骤121，依据极值点数值的大小，在两两极值点处绘制一个表示正旋回的正三角形和反旋回的倒三角形，最终完成地层旋回的自动划分。 
在一实施例中，在有效的进行地层旋回自动划分后，在此基础上进行砂砾岩体期次划分。运用地震资料识别扇体旋回，开展多井短期旋回与井旁地震道时频分析对比、标定研究，在地震剖面上划分四级层序界面，在此基础上建立了砂砾岩扇体四级等时地层格架。 
图2为砂泥互层正旋回模型时频分析与旋回划分示意图。正旋回模型由砂泥互层组成，单层厚度随深度增加而增加。砂岩速度为3500m/s，泥岩速度取2600m/s，该模型反映了自下而上水动力条件由强到弱、沉积物粒度由粗到细的进积型沉积环境。时频分析结果清晰地指示出正旋回的特征，即频率随着时间的增大而减小。 
图3为砂泥互层反旋回模型时频分析与旋回划分示意图。反旋回模型由砂泥互层组成，单层厚度随深度增加而变薄。它反映了水动力条件自下而上由弱到强、沉积物粒度由细到粗的退积型沉积环境。时频分析结果清晰地指示出反旋回的特征，即频率随着时间的增大而增大。 
图4为砂泥互层正-反旋回模型时频分析与旋回划分示意图。正-反旋回模型的砂泥岩互层组的厚度呈现随深度增加先减小再增大的趋势，先沉积正旋回沉积体再沉积反旋回沉积体，反映了一种进积-退积沉积环境。时频分析结果清晰地指示出正-反旋回的特征，即频率随着时间的增大先增大后减小。 
图5为实际地震道时频分析与旋回自动划分效果图。图5(a)为实际的地震道数据，图5(b)为二维时频分析剖面，图中的黑线为二维时频分析剖面的时频曲线，图5(c)为地层旋回自动划分的结果，其中正旋回用正三角形表示，反旋回用反三角形表示。 
以上所述实施例，只是本发明较优选的具体的实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。 

Claims (4)

1.利用地震信息自动划分地层旋回的方法，其特征在于，该利用地震信息自动划分地层旋回的方法包括以下步骤：
选取待分析的地震道；
对该地震道的地震数据进行加窗处理；
进行高阶谱的估计；
提取高阶谱的估计结果的切片信息作为时频信息；
当该地震道的地震数据已经全部进行过时频分析时，该地震道的时频信息构成二维时频剖面；
求取该二维时频剖面在不同离散频率点处的最大值点，形成一条时频曲线；
对该时频曲线进行一阶求导；
寻找寻找极值点；以及
依据时频曲线极值点数值的大小，在两两时频曲线极值点处绘制一个表示正旋回的正三角形和反旋回的倒三角形，完成地层旋回的自动划分。
2.根据权利要求1所述的利用地震信息自动划分地层旋回的方法，其特征在于，该利用地震信息自动划分地层旋回的方法还包括在选取待分析的地震道的步骤后，选择窗函数的长度。
3.根据权利要求2所述的利用地震信息自动划分地层旋回的方法，其特征在于，选择的窗函数的长度为64ms。
4.根据权利要求1所述的利用地震信息自动划分地层旋回的方法，其特征在于，该利用地震信息自动划分地层旋回的方法还包括当该地震道的地震数据未全部进行过时频分析时，返回到对该地震道的地震数据进行加窗处理的步骤，以对该地震道的未进行过时频分析的地震数据进行时频分析。
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