CN105388522B - 一种井震联合的沉积旋回匹配分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种井震联合的沉积旋回匹配分析方法，属于地球物理勘探地震解释及综合研究领域。首先通过数据的预处理得到相同采样率的地震和测井数据，在此基础上分别对两者采用经验模态分解的方法进行处理，得到不同频谱范围的分解曲线，对分解曲线进行相关性分析，并通过地震相位旋转调整优化相关性，最后得到一个较为满意的匹配结果。该方法能够解决不同尺度资料的地层联合对比问题，可用于井震联合地层对比等勘探综合研究工作。

Description

一种井震联合的沉积旋回匹配分析方法

技术领域

本发明属于地球物理勘探地震数据解释及综合研究领域，具体涉及一种井震联合的沉积旋回匹配分析方法。

背景技术

旋回是地层学和沉积学中表示具有重视性或周期性沉积记录的术语，包含描述性和解释性的双重含义。地层记录的旋回性是沉积作用、沉积环境或驱动机制的不同，地层旋回通常区分为自旋回和它旋回两类。自旋回主要由环境旋回所致，具有局域性和区域性，如河道、三角洲朵叶体的侧向迁移形成的地层旋回。它旋回通常是由环境旋回因素以外的驱动机制所致，具有大区域、跨地区，甚至全球可对比性，如海平面变换旋回和米兰科维奇旋回等。在沉积旋回划分对比过程中，常常受到很多问题的制约。应用地震资料划分沉积旋回，由于受分辨率的限制。只能实现大尺度旋回的追踪，如典型的不整合面或大的海(湖)泛面，不能实现精细的等时对比，而测井数据是载有地层沉积旋回且分辨率更高的信号，但其横向对比难度大。因此，需要通过井震联合的对比方法将两者结合起来，取长补短，才能更好的进行沉积旋回的解释。井震联合对比面临的主要难题是不同尺度的地震旋回和测井旋回该如何匹配？本发明提出了一种井震联合的沉积旋回匹配方法，能够较好解决这一难题，有助于开展井震联合的沉积旋回对比解释研究工作。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种井震联合的沉积旋回匹配分析方法，以解决由于地震与测井数据分辨率不同造成的对应沉积旋回对比困难的问题。

本发明采用的技术方案是：

首先通过数据的预处理得到相同采样率的地震和测井数据，在此基础上分别对两者采用经验模态分解的方法进行处理，得到不同频谱范围的分解曲线，对分解曲线进行相关性分析，并通过地震相位旋转调整优化相关性，最后得到一个较为满意的匹配结果。

依据上述技术方案的包括以下步骤：

A：加载测井数据与对应井旁道地震数据，作为沉积旋回匹配分析的初始数据；

B:选择一个时深关系将测井数据转换到时间域，按照井旁道地震数据采样率将测井数据重采样；

C:通过经验模态分解方法分别对测井和地震数据进行处理得到不同频率范围的分析曲线；

D:对各个分解曲线进行两两相关性分析，如果得到的相关性较差，旋转地震相位后再重复步骤C，直到得到一个比较满意的匹配结果；

E:利用得到的分解曲线，进行地层沉积旋回对比。

上述步骤C包括下列步骤：

C1：找出测井地震信号的局部最大最小值，将这些最大、最小值用三次样条插值函数拟合形成信号的上下包络；

C2：计算上下包络的平均值，将测井地震信号与平均值相减，得到一个新的信号；

C3：重复上述步骤C1、C2直到新的信号不存在负的局部极大值和正的局部极小值。

上述步骤D的相关性分析方法包括如下步骤：

D1：分别计算井分解曲线、地震分解曲线的数学期望；

D2：分别计算井分解曲线、地震分解曲线的方差；

D3：计算井分解曲线与地震分解曲线的协方差；

D4：计算井分解曲线与地震分解曲线的相关系数。

上述步骤D的地震相位旋转方法包括如下步骤：

DD1：对数据进行离散傅里叶变换，得到数据的实部和虚部；

DD2：将实部数据的前半部分乘以cos(θ)，虚部数据的前半部分乘以sin(θ)，其中θ为旋转角度；

DD3：实部和虚部后半部分赋零值；

DD4：将实部和虚部进行离散傅里叶反变换，其中实部数据为相位旋转后的数据。

本发明利用经验模态分解将不同频率的地震数据和测井数据进行处理，得到能够反映不同级别沉积旋回的分解曲线，通过给定的时深关系对井震各个分解曲线进行相关性分析，选取相关性最高的井震分解曲线可用于联合开展沉积旋回的对比划分。该方法能够解决不同尺度资料的地层联合对比问题，可用于井震联合地层对比等勘探综合研究工作。

附图说明

图1井震联合沉积旋回匹配分析流程

图2井震数据分解曲线对比图

图3地震相位旋转前井第4分量与地震第2分量对比图

图4地震相位90°旋转后井第4分量与地震第2分量对比图

图5地震道第2分量曲线地层旋回解释示意图

具体实施方式

本发明的一种井震联合的沉积旋回匹配分析方法较佳实施方式为：

a.加载测井数据与对应井旁道地震数据，作为沉积旋回匹配分析的初始数据；选择一个时深关系将测井数据转换到时间域，按照井旁道地震数据采样率将测井数据重采样。具体步骤如下：首先将地震起始时间为开始点，查找离该点最近的对应深度点，将该深度点对应的曲线值作为井数据的起始点，将起始时间按照地震采样率依次查找，并记录对应深度点的曲线值，直到完成井曲线的重采样。

b.通过经验模态分解方法分别对测井和地震数据进行处理得到不同频率范围的分析曲线。主要输入参数是样点个数、数据数组、采样率和终止条件值(SD)。具体步骤如下：找出数据的局部最大最小值，如果极大极小值个数小于4则终止，将这些最大、最小值用三次样条插值函数拟合形成信号的上下包络；求取上下包络的平均值并用原始数据减去该平均值，利用积分法计算终止条件值(SD)，如果不满足终止条件则将减去包络平均值的数据作为原始数据继续上一步操作，直到满足终止条件，得到最终分解曲线。

c.对各个分解曲线进行两两相关性分析，如果得到的相关性较差，旋转地震相位后再重复步骤C。直到得到一个比较满意的匹配结果。相关性分析具体步骤如下：分别计算井分解曲线、地震分解曲线的数学期望和方差；利用期望和方差计算协方差；利用协方差计算相关系数。地震相位旋转具体步骤如下：对数据进行离散傅里叶变换，得到数据的实部和虚部；将实部数据的前半部分乘以cos(θ)，虚部数据的前半部分乘以sin(θ)，其中θ为旋转角度；将实部和虚部后半部分赋零值；将实部和虚部进行离散傅里叶反变换，其中实部数据为相位旋转后的数据。

d.利用得到的分解曲线，进行地层沉积旋回对比。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

图1为本方法主要步骤和流程，其具体实施方式如下：

(1)加载需要进行匹配分析的数据，通过选择给定的时深关系将数据 匹配到统一的时间域，并按照地震数据采样率进行重采样。

(2)通过经验模态分解方法分别对测井和地震数据进行处理得到不同频率范围的分解曲线。图2为N107井声波测井与过井地震数据的分解曲线图，主要参数设置为采样率2ms、终止条件SD＝0.2。

(3)对分解后的曲线进行两两相关性分析，表1为地震相位旋转前各分量间的相关系数，从表中可以看出相关性较好的有(粗体)：地震第2分量与井的第4分量相关性为0.21左右，地震第3分量与井的第4分量相关性为0.21，地震第4分量与井的第5分量相关性为0.4，地震第6分量与井第7分量相关性为0.59，地震第6分量与井第8分量相关系数为0.98。其中地震第2分量的频率较高，与井上的沉积旋回较为匹配，可以考虑将地震第2分量曲线作为旋回对比的辅助曲线。

表1地震相位旋转前各分量间的相关系数

(4)对地震数据进行90°相位旋转后，再进行经验模态分解，与井的分量进行相关性对比。表2为地震相位90°旋转后的相关系数，可以看出主要分量间的相关性有较大提高，其中地震第2分量与井第4分量相关性为0.41。图3和图4分别为相位旋转前与旋转后地震第2分量与第4分量曲线对比图，可以看出相位旋转后的井震分量曲线有较好的匹配关系。

表2地震相位90°旋转后各分量间的相关系数

利用与井沉积旋回较为匹配的地震第2分量，可以再无井区进行地层沉积旋回对比与解释，图5为地震第2分量曲线对比示意图。

Claims (6)

1.一种井震联合的沉积旋回匹配分析方法，其特征在于：该方法通过经验模态分解对井震数据进行处理，得到能够反映不同级别沉积旋回的井震分解曲线，通过给定的时深关系对井震各个分解曲线进行相关性分析，通过地震数据相位旋转增强相关性，最终得到井震分辨尺度一致的分解曲线，用于沉积旋回的对比。

2.如权利要求1所述的井震联合的沉积旋回匹配分析方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

A：加载测井数据与对应井旁道地震数据，作为沉积旋回匹配分析的初始数据；

B：选择一个时深关系将测井数据转换到时间域，按照井旁道地震数据采样率将测井数据重采样；

C：通过经验模态分解方法分别对测井和地震数据进行处理得到不同频率范围的分解曲线；

D：对各个分解曲线进行两两相关性分析，如果得到的相关性较差，旋转地震相位后再重复步骤C，直到得到一个比较满意的匹配结果；

E：利用得到的分解曲线，进行地层沉积旋回对比。

3.根据权利要求2所述的井震联合的沉积旋回匹配分析方法，其特征在于，上述步骤C包括下列步骤：

C1：找出测井地震信号的局部最大最小值，将这些最大、最小值用三次样条插值函数拟合形成信号的上下包络；

C2：计算上下包络的平均值，将测井地震信号与平均值相减，得到一个新的信号；

C3：重复上述步骤C1、C2直到新的信号不存在负的局部极大值和正的局部极小值。

4.根据权利要求2或3所述的井震联合的沉积旋回匹配分析方法，其特征在于，上述步骤D的相关性分析方法包括如下步骤：

D1：分别计算井分解曲线、地震分解曲线的数学期望；

D2：分别计算井分解曲线、地震分解曲线的方差；

D3：计算井分解曲线与地震分解曲线的协方差；

D4：计算井分解曲线与地震分解曲线的相关系数。

5.根据权利要求2或3所述的井震联合的沉积旋回匹配分析方法，其特征在于，上述步骤D的地震相位旋转方法包括如下步骤：

DD1：对数据进行离散傅里叶变换，得到数据的实部和虚部；DD2：将实部数据的前半部分乘以cos(θ)，虚部数据的前半部分乘以sin(θ)，其中θ为旋转角度；

DD3：实部和虚部后半部分赋零值；

DD4：将实部和虚部进行离散傅里叶反变换，其中实部数据为相位旋转后的数据。

6.根据权利要求4所述的井震联合的沉积旋回匹配分析方法，其特征在于，上述步骤D的地震相位旋转方法包括如下步骤：

DD1：对数据进行离散傅里叶变换，得到数据的实部和虚部；DD2：将实部数据的前半部分乘以cos(θ)，虚部数据的前半部分乘以sin(θ)，其中θ为旋转角度；

DD3：实部和虚部后半部分赋零值；

DD4：将实部和虚部进行离散傅里叶反变换，其中实部数据为相位旋转后的数据。