基于TK能量的峰值频率在沉积旋回划分中的应用

doi:10.11720/wtyht.2020.1465

摘要
图/表
参考文献
相关文章
Metrics

全文: PDF(7890 KB) HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)

摘要

沉积旋回分析在地层学理论研究和石油勘探开发中起着重要的作用。依据测井曲线的形态定性划分是常规的沉积旋回划分方法,在井点位置处这种旋回划分较为准确,但在无井之处的沉积旋回划分则主要依靠地质认识,具有较强的主观性。地震资料中蕴含了丰富的与沉积旋回有关的信息,利用其时频属性曲线可以进行沉积旋回划分。本文选用具有较好时频分辨能力的广义S变换方法计算时频属性曲线,并将该方法应用于正旋回、反旋回、正反旋回以及反正旋回四种沉积旋回模型,模型的旋回划分结果验证了时频谱峰值频率属性进行沉积旋回划分的有效性;但在实际地震资料应用中,时频谱的时间分辨率不高。基于时频谱的Teager-Kaiser能量谱,提高了时频分析结果的时间定位性和聚焦性,基于Teager-Kaiser能量谱属性的沉积旋回划分可以更好刻画地质结构的变化和薄互层结构。将该方法应用于新疆某油田侏罗系的沉积旋回划分, 其划分结果与井资料的沉积旋回划分结果吻合较好, 验证了方法的可靠性。

	服务

	把本文推荐给朋友
	加入引用管理器
	E-mail Alert
	RSS
	作者相关文章
	贺文
	蔡加铭
	宋志华
	李海银
	张浩
	黄孔智
	管延斌

关键词 ：沉积旋回, 时频分析, 广义S变换, Teager-Kaiser能量, 峰值频率

Abstract：

Sedimentary cycle analysis plays an important role in stratigraphic theory research and petroleum exploration and development.Qualitative division of logging curves is a conventional method for dividing sedimentary cycles,which is more accurate at wellbore locations,but the division of sedimentary cycles in non-wellbore locations mainly depends on geological knowledge and has strong subjectivity.Seismic data contain abundant information related to sedimentary cycles.Sedimentary cycles can be divided by using time-frequency attribute curves.In this paper,the generalized S-transform method with better time-frequency resolution is used to calculate the time-frequency attribute curve,and the method is applied to four sedimentary cycle models:normal cycle,inverse cycle,normal-inverse cycle and inverse-normal cycle.The results of cycles division of the model validate the validity of the peak frequency attributes of time-frequency spectrum in the division of sedimentary cycles;However,in the practical application of seismic data,the time resolution of time-frequency spectrum is not high.Teager-Kaiser energy spectrum based on time-frequency spectrum improves the time positioning and focusing of time-frequency analysis results.The division of sedimentary cycles based on Teager-Kaiser energy spectrum attributes can better depict the changes of geological structure and thin interbedded structure.The method is applied to the Jurassic sedimentary cycle division of an oil field in Xinjiang.The results of the division are in good agreement with those of the well data,which verifies the reliability of the method.

Key words： sedimentary cycle time-frequency analysis generalized S transform Teager-Kaiser energy peak frequency

收稿日期: 2019-09-30 出版日期: 2020-12-29

P631.4

基金资助:国家自然科学基金重点项目(11931013);中国石油天然气股份公司重大科技专项“新疆和吐哈油田勘探开发关键技术研究与应用”子课题“宽频高密度勘探关键技术研究与应用”(2017E-0411)

作者简介: 贺文(1982-),男,工程师,理学硕士,主要从事地震资料处理及解释方法研究工作。

引用本文:

贺文, 蔡加铭, 宋志华, 李海银, 张浩, 黄孔智, 管延斌. 基于TK能量的峰值频率在沉积旋回划分中的应用[J]. 物探与化探, 2020, 44(6): 1336-1344.
HE Wen, CAI Jia-Ming, SONG Zhi-Hua, LI Hai-Yin, ZHANG Hao, HUANG Kong-Zhi, GUAN Yan-Bin. Sedimentary cycle division using peak frequency of time-frequency Teager-Kaiser energy. Geophysical and Geochemical Exploration, 2020, 44(6): 1336-1344.

链接本文:

https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2020.1465 或 https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2020/V44/I6/1336

Fig.1 正旋回模型及其地震响应
a—速度模型;b—反射系数;c—合成地震记录;d—时频谱

Fig.2 反旋回模型及其地震响应
a—速度模型;b—反射系数;c—合成地震记录;d—时频谱

Fig.3 反正旋回模型及其地震响应
a—速度模型;b—反射系数;c—合成地震记录;d—时频谱

Fig.4 正反旋回模型及其地震响应
a—速度模型;b—反射系数;c—合成地震记录;d—时频谱

Fig.5 反正旋回模型及其峰值频率镜像图、正反旋回模型及其峰值频率镜像图
a—反正旋回模型;b—模型a的峰值频率镜像图;c—正反旋回模型;d—模型c的峰值频率镜像图

Fig.6 旋回模型TK能量谱试算
a—反正旋回时频谱;b—反正旋回TK能量谱;c—正反旋回时频谱;d—正反旋回TK能量谱

Fig.7 地震剖面、井旁道时频谱及峰值频率属性曲线
a—地震剖面;b—井旁道时频谱;c—井旁道峰值频率曲线

Fig.8 T-K能量谱、T-K峰值频率曲线及其分频曲线
a—T-K能量谱;b—T-K峰值频率曲线;c—曲线b低频分量;d—曲线b中频分量;e—曲线b高频分量

Fig.9 基于前人结果及时深标定对过井地震剖面解释结果
a—地质分层、岩性及基于岩性划分的旋回;b—短期旋回;c—中期旋回;d—长期旋回;e—过井地震剖面

[1]	张贤达, 保铮. 非平稳信号分析与处理[M]. 北京: 国防工业出版社, 1998.
[1]	Zhang X D, Bao Z. Nonstationary signal analysis and processing[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 1998.
[2]	刘葵, 刘招军, 朱建伟, 等. 时频分析技术在石油地球物理勘探中的应用[J]. 世界地质, 2000,19(3):282-284.
[2]	Liu K, Liu Z J, Zhu J W, et al. Application of time-frequency analysis in geology[J]. Global Geology, 2000,19(3):282-284.
[3]	杨培杰, 印兴耀, 张广智. 希尔伯特—黄变换地震信号时频分析与属性提取[J]. 地球物理学进展, 2007,22(5):1595-1590.
[3]	Yang P J, Yin X Y, Zhang G Z. Seismic signal time-frequency analysis and attributes extract based on HHT[J]. Progress in Geophysics, 2007,22(5):1595-1590.
[4]	Stockwell R G, Mansinha L, Lowe R P. Localization of the complex spectrum:the S transform[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 1996,44(4):998-1001.
[5]	陈学华, 贺振华, 黄德济. 基于广义S变换的地震资料高效时频谱分解[J]. 石油地球物理勘探, 2008,43(5):530-534.
[5]	Chen X H, He Z H, Huang D J. High efficient time-frequency spectrum decomposition of seismic data based on generalized S transform[J]. OGP, 2008,43(5):530-534.
[6]	Teager H, Teager S. Evidence for nonlinear production mechanisms in the vocal tract[J]. Speech Production & Speech Modeling, 1990,55:241-261.
[7]	Kaiser J F. On a simple algorithm to calculate the 'energy' of a signal[J]. IEEE ICASSP, 1990: 381-384.
[8]	Jabloun F, Cetin A E, Erzin E. Teager energy based feature parameters for speech recognition in car noise[J]. IEEE Signal Processing Letters, 1999,6(10):258-261.
[9]	Nehe N S, Holamber R S. Power spectrum difference teager energy features for speech recognition in noisy environment[C]// IEEE Region 10 Colloquium and the Third International Conference on Industrial and Information Systems, 2008: 1-5.
[10]	Matos D, Marfurt K J. Wavelet transform Teager-Kaiser energy applied to a carbonate field in Brazil[J]. The Leading Edge, 2009,28(6):708-713.
[11]	刘振峰, 郝天珧, 范国章. 沉积旋回的地球物理研究[J]. 石油实验地质, 2004,26(3):258-262
[11]	Liu Z F, Hao T Y, Fan G Z. Geophysical study of sedimentary cycles[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2004,26(3):258-262.
[12]	高永进. 砂砾岩体沉积旋回划分方法及对比方法——以济阳坳陷盐家地区沙四段上亚段为例[J]. 油气地质与采收率, 2010,17(6):6-11.
[12]	Gao Y J. Sedimentary cycle division and correlation of sand-conglomerate body in upper Sha IV Formation of Yanjia area, Jiyang depression[J]. Petroleum Geology and Recovery Efficiency, 2010,17(6):6-11.
[13]	徐敬领, 王贵文, 刘洛夫. 利用小波深频分析方法研究地层沉积旋回[J]. 中国石油大学学报:自然科学版, 2009,33(5):1-5
[13]	Xu J L, Wang G W, Liu L F. Study of sedimentary reservoir cycles using wavelet depth-frequency analysis method[J]. Journal of China University of Petroleum:Edition of Nature Science, 2009,33(5):1-5.
[14]	黄捍东, 冯娜, 王彦超, 等. 广义S变换地震高分辨率处理方法研究[J]. 石油地球物理勘探, 2014,49(1):82-88.
[14]	Huang H D, Feng N, Wang Y C, et al. High-resolution seismic processing based on generalized S transform[J]. OGP, 2014,49(1):82-88.
[15]	徐敬领, 王贵文, 刘洛夫, 等. 应用Hilbert-Huang变换方法研究等时小层划分及对比[J]. 石油地球物理勘探, 2010,45(3):423-430.
[15]	Xu J L, Wang G W, Liu L F, et al. Application of Hilbert-Huang transform to study classification and correlation of isochrones substratum[J]. OGP, 2010,45(3):423-430.
[16]	邹才能, 张颖. 油气勘探开发实用地震新技术[M]. 北京: 石油工业出版社, 2002.
[16]	Zou C N, Zhang Y. New seismic techniques of exploration and development of oil and gas [M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2002.
[17]	Liu Y L, Yang G Q, Cao W J. The division of sedimentary cycle based on HHT[C]// SEG Technical Program Expanded Abstracts, 2015: 1902-1906.
[18]	葸晓宇, 刘洪. HHT方法在研究地震旋回体中的应用[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2007,37(3):624-628.
[18]	Xi X Y, Liu H. The application of HHT method in study of seismic cycle[J]. Journal of Jilin University:Earth Science Edition, 2007,37(3):624-628.

[1]	陈波, 朱国维, 武延辉, 杨振强, 周俊杰. 基于广义S变换的透射槽波埃里相识别[J]. 物探与化探, 2021, 45(5): 1303-1310.
[2]	黄苇, 周捷, 高利君, 王胜利, 严海滔. 基于同步挤压改进短时傅立叶变换的分频蚂蚁追踪在断裂识别中的应用[J]. 物探与化探, 2021, 45(2): 432-439.
[3]	聂伟东, 李雪英, 万乔升, 王福霖, 何谞超. 基于affine类时频分析的旋回性薄互层时频特征影响因素分析[J]. 物探与化探, 2020, 44(4): 763-769.
[4]	安鹏, 于志龙, 刘专, 马云海, 李丽, 刘凤轩. 敏感频率地震属性在薄层砂体预测中的应用——以松辽盆地肇源地区为例[J]. 物探与化探, 2020, 44(2): 321-328.
[5]	夏亚良, 魏小东, 叶玉峰, 陈鑫, 王红梅, 李艳静, 马英哲, 严晓欢. 广义S变换多频解释技术及其在薄层评价中的应用[J]. 物探与化探, 2019, 43(1): 168-175.
[6]	陈珊, 徐兴友, 罗晓玲, 白静, 刘力辉, 陆蓉. 基于改进匹配追踪算法的时频属性在薄储层沉积微相研究中的应用[J]. 物探与化探, 2018, 42(5): 1006-1012.
[7]	王波, 夏同星, 明君, 郭帅. 油气敏感频率段极值能量和因子及其在渤海油田油气检测中的应用[J]. 物探与化探, 2018, 42(5): 1026-1032.
[8]	邵广周, 董晋, 董兆堂. 利用瑞利波广义S变换探测近地表裂缝[J]. 物探与化探, 2018, 42(2): 398-404.
[9]	李金丽, 李振春, 管路平, 邓文志, 孙小东. 地震波衰减及补偿方法[J]. 物探与化探, 2015, 39(3): 456-465.
[10]	易洪春, 刘树才, 贺克升, 闫赛, 王健. 基于EMD去噪方法研究及其在地质勘探中的应用[J]. 物探与化探, 2013, 37(3): 533-537.
[11]	张繁昌, 李传辉. 非平稳地震信号匹配追踪时频分析[J]. 物探与化探, 2011, 35(4): 546-552.
[12]	马见青, 李庆春, 王美丁. 广义S变换在地震勘探中的研究进展[J]. 物探与化探, 2011, 35(2): 265-269.
[13]	汪铁望, 于相海, 刘明乾, 胡浩, 周夏丽. 基于S变换的工频干扰压制[J]. 物探与化探, 2010, 34(4): 532-535.
[14]	张华, 潘冬明, 刘松. 小波包变换在面波分离中的应用[J]. 物探与化探, 2007, 31(2): 167-170.
[15]	夏代林, 吕绍林, 肖柏勋. 基于小波时频分析的锚固缺陷诊断方法[J]. 物探与化探, 2003, 27(4): 312-315,319.

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed