地震属性优化分析和预测及有效性方法研究

摘要

油气地震勘探面临着复杂地表和复杂地质构造的难题，在这些地区，地震波场复杂，地质构造变化剧烈，使得有效地识别弱信号、消除噪声干扰并提高地震资料的信噪比成为勘探难点；在老油田，易于寻找的构造油气藏越来越少，取而代之的是以岩性地层为主、一般技术手段难以发现的隐蔽性特殊储层油气藏，采用常规的构造勘探方法很难取得突破，需要更好更加精细的勘探方法和技术，获取油藏地震属性信息，以进一步刻画老的油气藏和发现新的油气藏，地震属性分析方法和技术是一条重要的途径。 地震属性空间是个复杂的系统，地震属性与所分析和预测对象之间的关系复杂，存在非线性关系，不同工区和不同储层对所预测对象敏感的地震属性是不完全相同的；即使在同一工区、同一储层，预测对象不同，对应的敏感地震属性也是有差异的。为此，本文展开地震属性的系列研究，为地震属性的提取、优化、数据分析和预测，以及地震数据的品质评价与有效性分析等提供系统的思路与方法技术。 文章从人工激发地震的信号分析入手，阐明地震信号的复杂性，地震数据是一个非平稳的时间序列，是一个复杂系统产生的综合效应，在地震属性提取前，需要首先进行数据预处理。论文重点探讨了利用小波变换实现地震数据预处理的方法。在分析常规小波域阈值地震信号去噪方法的基础上，提出了基于多次小波变换的小波域阈值去噪方法；在对基于多次小波变换的小波域阈值去噪方法进行理论模型验证的基础上，提出并理论实现了多次小波变换应用于地震信号去噪方法的改进；分析实现了基于小波变换模极大值法的地震信号去噪方法；实现了基于小波变换的地震信号低损压缩。论文探讨了地震属性的分类方法和分类，比较研究了一些地震属性提取方法的差异。 针对不同的地质模型和应用，用于地震数据分析的每个地震属性权重是不同的。论文对各种地震属性的优化方法进行了系统研究，指出了地震属性优化的基本准则和目标，提出了两种新的地震属性优化策略。运用数学方法，实现地震属性的复合运算，以产生复合地震属性；基于地震属性空间变换，建立内射影与外射影，从而形成新的地震属性，内射影反映属性间的共性，外射影反映属性间的差异性。通过实验数据试算和实际数据应用，新的地震属性优化方法具有较好的应用效果。 利用地震属性进行油气储层预测是个新的具有广阔应用前景的领域。论文研究了目前主要使用的单属性方法，并改进了交会分析算法。论文详细探讨了目前已有的聚类和神经网络方法，并对它们的优劣进行了对比。提出了改进的层次聚类方法，并首次提出综合K-L变换与BP网络预测储层的算法；探讨了利用SOM神经网络进行储层分析的算法和步骤，并对算法做了改进；论文尤其在实用性方面做了深入研究，首次明确提出了基于SOM神经网络做储层分析的算法和流程，应用表明，改进后的方法具有较高的适应度和地质效果。 地震数据是系统工程所产生的综合结果，具有不确定性，这为模糊理论的应用提供了基础。论文有针对性地研究了模糊聚类在地震（巨量）数据采集过程中对采集资料品质的分析和评价，第一次提出了一套完善的基于模糊聚类进行地震数据分析与评价的流程。生产应用说明，所提出的流程具有可行性。 油气地震数据是巨量的，纷繁、复杂的，利用地震属性进行数据的分析和预测具有较大的不确定性，算法存在不稳定性和不收敛等问题；同时，地震数据具有多解性，一个工区的数据分析和预测方法，在另外的工区却可能不具备适应性。为此，论文对这些问题展开讨论，研究了引起系统多解的因素，提出了判定聚类优劣的标准，以及为建立良好的模型所应采取的对策，并简要探讨了基于地表地震地质条件的模型适应性。 论文最后对研究成果进行了总结，提出了课题下一步的研究方向。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1概述

1.2地震属性研究现状

1.2.1地震数据预处理及属性的提取与分类

1.2.2地震属性优化方法

1.2.3地震数据分析方法和预测

1.2.4地震采集资料品质评价与有效性研究

1.3课题的研究思路

1.4论文章节安排

第2章地震数据预处理及地震属性的分类与提取

2.1概述

2.2地震信号和数据预处理

2.2.1地震勘探中的信号

2.2.2地震信号的数据预处理

2.3基于小波变换的地震数据预处理

2.3.1基于多次小波变换的小波域阈值去噪方法研究

2.3.2基于小波变换模极大值法的地震信号去噪

2.3.3基于小波变换的地震信号压缩

2.3.4应用及效果分析

2.4地震属性概念、分类及提取

2.4.1地震属性概念

2.4.2地震属性数据类型

2.4.3地震属性分类

2.4.4地震属性提取

2.5小结

第3章地震属性的多侧度优化选择方法

3.1概述

3.2基于相关分析的属性优化

3.3复合地震属性实现属性的优化

3.3.1数学基础

3.3.2地质意义

3.3.3复合地震属性的提取方法

3.3.4复合地震属性的应用

3.4基于地震属性空间变换的新属性提取方法

3.4.1属性空间基矢量与属性点集的分布规律

3.4.2属性空间提取新属性方法

3.4.3 Lena模型试算

3.4.4利用内射影提取新属性的应用

3.5小结

第4章油气地震数据分析和预测有效性方法研究

4.1概述

4.2单属性分析方法

4.2.1方法原理

4.2.2算法实现中的几个问题

4.2.3交会图实例

4.3聚类方法及在数据分析中的适应性研究

4.3.1聚类及相关概念

4.3.2现有聚类方法的综合性能比较研究

4.3.3地震属性聚类中的距离和相似系数

4.3.4层次聚类方法研究及改进

4.3.5聚类方法的适应性

4.4神经网络与储层参数预测

4.4.1基于BP网络的地震数据分析和预测

4.4.2 K-L变换与BP网络结合预测储层及应用

4.4.3基于自组织特征映射神经网络的储层预测

4.5实例应用

4.5.1沿层多属性分析技术的地质基础

4.5.2沿层多属性分析技术的地震基础

4.5.3沿层多属性分析技术的流程

4.5.4利用聚类分析方法进行砂砾岩体相带划分

4.5.5沿层多属性分析技术在储层有利相带预测中的应用

4.6小结

第5章地震数据可靠性分析及属性有效性研究

5.1概述

5.2基于模糊聚类的地震资料品质分析与综合评价

5.2.1基于模糊理论的地震资料品质分析与综合评价

5.2.2应用实例

5.3地震属性有效性分析

5.4地震属性分析方法适应性研究

5.4.1预测因素的影响

5.4.2主观因素

5.5奇异性分析

5.6小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2进一步工作展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果