现代地震勘探技术作业.doc

中国地质大学（北京）地震属性综述 报告名称: 地震属性综述 学生姓名： 王丹 学 号： 2010120052 所在院（系）： 地球物理与信息技术学院 地震属性分类及其地质意义地震勘探是在地表激发人工震源，由震源所引起的震动以地震波的形式向地下传播，并在一定的条件下向上反射传回地表，然后由地表的仪器(检波器)记录反射回来的地震波，从而得到地震记录(也叫地震资料)；之后对地震资料进行相关的处理与解释便可以间接地反映和得到地下相关信息。由于地下介质是地震波传播的载体，所以地下介质的物理性质，如岩性、孔隙度、密度以及流体性质等都会对传播中的地震波产生影响，如地震波的能量、波形、振幅、频率、相位等将在传播过程中发生变化。而这种影响和变化又将在地震记录中保留相应的信息。所以，通过对地震记录(地震资料)的“深加工”或者特殊处理，将会从地震资料中获取更多的有用信息以为地质服务。在早期的油气资源勘探中，地震勘探的目标主要是寻找地下有利的大尺度的构造圈闭，所以只需利用有限的地震资料信息便可达到目的。但是，随着油气勘探与开发难度的加大，人们迫切地需要更多地了解地下地层的岩性、流体性质等信息。这就促使人们运用新的技术和思想去从地震资料中发掘出更多的有用信息。从而，也就推动了地震属性技术的出现与发展。地震属性技术延伸了人类的视觉,从而有助于人们发现更多的隐藏于地震资料中的信息，也有助于人们从多角度去获取和分析地下地质信息，从而实现对地下地质的充分与准确认识。1地震属性的发展与分类随着油气勘探、开发工作的深入，也为了充分、有效地利用获取不易的地震资料，现今的地震解释人员需要从地震数据中提取越来越多的信息，然后利用这些信息综合解释地下构造、地层和岩性特征以及流体性质，最终定义精确的油藏模型，用于钻井决策、估计地质储量和可采储量。由于生成地震属性是获取所需信急的一条重要捷径，因此，长期以来地震属性技术一直是地震特殊处理和解释的主要研究内容。地震属性是叠前或者叠后地震数据，经数学变换而导出的有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特征。长期以来以来地震数据的使用仅仅局限于对地震波同相轴的拾取，以实现面对油气储集体的几何形态、构造特征的描述。但是地震数据中隐藏着更加丰富的有关岩性、物性及流体成分等相关信息。所以进行地震属性分析，可以拾取隐藏在这些数据中的有关岩性和物性的信息。地震属性的研究和使用始于20世纪70年代，最早主要是以振幅为基础的瞬时属性，用来直接指示油气。70年代早期，Nigel Anstey发现了含气砂岩波阻抗的异常变化，使用了反射波振幅变化特征-“亮点”与“暗点”对含气砂岩储集体进行预测。80年代，地震属性的数量迅速增加。这些属性中的许多在数学上得到很好的定义并且在其他学科中有明确的意义，但是它们的地质意义却是含糊不清的。尽管为了更好地理解地震属性，多元属性分析技术首次被使用，但地震属性的混乱不清还是最终导致了人们对它的不信任。80年代晚期，多维属性如倾角和方位角的初步发展，导致了三维连续属性在90年代的广泛应用。究其原因，它的成功得益于清楚和明确的地质含义。90年代以来，基于精细储层描述以及三维地震数据体解释的需要，地震属性分析技术更是急剧发展。现今，地震属性技术已广泛应用于储层预测、油气藏动态监测、油气藏特征描述等领域，并取得了很好的效果。到目前为止，产生了种类繁多的地震属性，但是还没有公认的统一的分类，也很难建立一个完整的地震属性列表。很多作者基于不同的理解和原则对地震属性进行了归纳和总结。在此基础上大致可以归为以下几种分类：第1种：基于地震属性提取所采用的数据体的差别，可将地震属性分为叠前地震属性、叠后地震属性。但现今应用最广泛的绝大多数还是叠后地震属性，而叠前地震属性种类很少，且应用最为典型的是AVO。不过可以预期叠前地震属性还会有新的发展。第2种：为了便于地震属性的计算，可以按属性的提取形式及属性所反映的地质角度进行分类。从而可分为剖面属性(基于剖面的属性，从剖面上揭示一定的地质特征)、界面属性(基于地质界面的属性，从平面上去揭示地质特征)、体属性(基于三维数据体的属性，从三维立体的角度揭示地质特征)。第3种：Taner等人对地震属性作了归纳整理，将其划分为几何属性和物理属性两大类。几何属性或反射特征，用于地震地层学、层序地层学及断层与构造解释，如旅行时、地震反射构形、地震相单元边界反射结构（即层序边界反射终端）以及同相轴反射结构与横向连续性等。物理属性用于岩性及储存特征解释，本身又可以为两类；（1）由解析地震到计算出的属性，这是常用的一些的属性，包括：包括振幅及其一阶二阶导数、瞬时相位、瞬时加速度、瞬时Q值以及他们沿界在一个时窗中的统计量。在地震道包络极大值处计算的瞬时属性称为主属性。另外还有地震道的频谱属性、相关系数以及它们派生出来的属性。（2）由叠前资料计算出来的属性，如振幅随炮检距地变化规律、正常时差、纵波及横波层速度等。第4种：Alistair R.Brown将地震属性分为四类：即时间属性、振幅属性、频率属性和吸收衰减属性。其中，源于时间的属性提供属性提供构造信息；源于振幅的属性提供地层和储层属性信息；源于频率的属性提供其它有用的储层信息；吸收衰减属性将可能提供渗透率信息。Brown还将地震属性分为叠前、叠后属性再分为基于层位和基于时窗的两大类。第5种：Quincy Chen(1997)以运动学和动力学为基础，把地震属性分为振幅、频率、相位、能量、波形、衰减、相关、比值等8类。这种分类方法主要体现出地震属性的数学及物理意义，但对于地震属性的地质应用却不清楚。第6种：张延玲等(2005)从实际应用的角度，并根据不同的研究目标、层系、岩性变化，结合地震属性的地质意义划分为振幅统计类、频(能)谱统计类、相位统计类、复地震道类、层序统计类、相关统计类。这种分类方法既考虑了地震属性的数学、物理意义，又明确了地震属性的地质应用，是目前较有实用性的分类方法。2 地震属性分析目的地震属性分析目的就是以地震属性为载体从地震资料中提取隐蔽的信息，并把这些信息转化成与岩性、物性或油藏参数的相关的、可以为地质或油藏工程直接服务的信息，从而到充分发挥地震资料潜力，提高地震资料在储层预测、表征和监测能力的一项技术。它是两个部分的内容组成，即地震属性优化与预测。预测即可以是含油气性、岩性或岩相预测，也可以是油藏参数预测（估算），前者强调地震属性的聚类与分类功能，主要通过模式来实现，后者强调地震属性的估算功能，主要是函数和神经网络逼近。3 地震属性分析方法地震属性分析技术作为油气藏勘探的核心技术之一，其作用主要为：岩性及岩相、储层参数和油气的预测。地震数据体中含有丰富的地下地质信息，不同的地震属性组合可能与某些地质参数具有很大的相关性，因此利用地震属性参数可以有效地进行储层预测。常用的地震属性主要有瞬时类参数、振幅统计类参数、频能谱统计类、相关统计类、层序统计类。在层序界而内追踪闭合基础上，将地震属性分析技术、储集层反演技术、相干体切片技术等许多新技术综合应用于分析论证，可以预测有利的区带，进行油气藏勘探。3.1地震属性与沉积相分析 在陆相沉积环境下，沉积稳定性小，砂岩变化快，岩性在影响地震属性变化中占主导地位。尤其在东部的断陷盆地，通过属性提取，并与钻井地质信息进行对比分析，发现均方根振幅、平均反射能量、弧长、瞬时频率、瞬时相位和道积分等几种属性对砂体有明显的异常响应。依据以上属性可良好地刻画储层砂体。 振幅信息与地层的反射系数相关，均方根振幅用于显示孤立或极值振幅异常，用来追踪岩性变化。瞬时频率与地层频率特性相关,并与沉积物颗粒粗细及密度有关。从共振角度分析，沉积物颗粒较粗时共振频率相对较低，沉积物颗粒细时共振频率高。此外，瞬时频率也与薄层厚度的调谐作用相关，利用这一特性进行薄层研究的成功实例比较多。瞬时相位与地震波主频相位相关，当地震波穿越不同岩性地层时会引起地震波的相位变化，在对地层不连续性和岩性尖灭的研究中，瞬时相位应用效果比较显著。弧长属性可用于指示高振幅、高频与高振幅、低频以及低振幅、高频与低振幅、低频之间的不同，有效带宽值越小，弧长越接近于全绝对振幅。弧线长度可用于区分具有相同振幅特征，但有高低频之分的地层情况，在砂泥岩互层中可识别富砂或富泥的地层。3.2地震属性与储层参数预测根据岩石物性因素变化前、后的合成记录地震属性对比，发现岩石物性因素的变化也会引起地震属性的变化。但属性的变化幅度不同，与目的地层厚度有关，地层厚度越大，地震属性变化也越大，其中孔隙度的变化对地震属性的影响最大。振幅类属性反映了地震波能量的变化情况，振幅包含了孔隙度及所含流体性质等方而的信息，因此可以用振幅类地震属性预测地层的储层物性。众所周知，当地震波通过孔隙-裂缝型地层时，反射振幅降低,高频信号衰减加剧，主频向低频方向移动。洞穴型和裂缝-孔洞型储层在地震剖面上表现为强振幅、高能量、低频率、强吸收、高衰减的地震响应特征。储层速度变异参数为相对高值异常，且横向连续性好的时候，反映储层物性较好。储层速度变异参数为相对低值异常，且横向连续性较差的时候，反映储层物性较差。根据储层中含有孔隙、裂缝及空洞等情况下对地震波速度等属性的影响规律，结合与钻井资料的拟合，均方根振幅、最小振幅、平均频率、50%频率、能量半衰时斜率、第一个自回归系数、平均反射强度、自相关参数T和层速度等地震属性能较好地预测储层的物性。地震属性预测物性与波阻抗属性预测孔隙度相结合并相互进行校正是比较准确、有效的预测储层物性的方法。3.3地震属性与含油性分析 当岩性一定时，孔隙度的变化对地震属性的影响很大；当岩性和孔隙度一定时，孔隙中含气量的变化对地震属性的影响相对较大，含油量的变化影响非常小。这是因为含气量的变化对岩石物理参数的影响较大。如果孔隙原本是水饱和，含气后气对地震波具有吸收作用，致使地震属性的变化也较大，油和水的物理参数相差很小，因此反映在地震属性上差别也很小。 能量半衰时的变化与地层中所含流体的改变有关，能量衰减的快慢对于油气识别很有帮助。当砂岩层聚集了油气后，其吸收系数幅度增高更明显，地震波的高频成分多被储层吸收，富含油气的较厚储集层，在频率剖面上会出现低频现象，低值经常与亮点(高RMS振幅)有关；相位类属性的横向改变也可能与储层内流体含量改变有关。当储集层的储集参数变好或储集了油气,其地震波速度、密度等的变化幅度达到一定程度，储集层顶界面反射特征将出现与正常反射差180的亮点反射特征。地震属性研究表明，油气藏对储层油气响应最明显的地震属性组合是与振幅统计和复数道统计有关的地震属性;与储层的含气性关系最紧密的是频率、振幅、关联维、道积分。储层在含气之后，频率变低，振幅增强，道积分相对变高，关联维相对降低。波形变胖即视周期变大，波峰和波谷的振幅都变强,同相轴连续性加强。根据上述含油气储层对地震属性变化的影响，研究含油气性时，通常提取的地震属性包括：瞬时频率、中心频率额定值能量半时间、振幅摆动长度、平均能量、平均峰值振幅、能量半时间的斜率、瞬时频率的斜率、振幅的方差等。多种属性联合预测与AVO反演相结合可直接预测油气。地震数据体中隐含着丰富的地质信息,就是通过地震属性来实现和表达，目前地震属性主要用于储层岩性及岩相、储层物性和含油气性分析。地震属性分析技术提供了先进的手段对这些信息加以提取和分析。提取出反映真实地质体的地震属性是地震属性分析的基础；由于地震属性本身具有多解性，相同地质特征会有相似属性特征，但相似属性特征并不一定反映相似地质特征，必须紧密结合钻井资料、地质研究结果等，优化地震属性与地质研究之间的关系，筛选出符合研究目的的地震属性。地震属性分析就是以地震属性为载体从地震资料中提取隐含的信息，并结合地质、钻井资料的综合分析对比，把这些信息利用地质统计、回归模拟、神经网络等手段转换成岩性、物性等与油藏参数相关的信息。地震属性分析技术主要从横向上定性分析储层和边界识别问题，常用的地震属性主要有瞬时类参数、振幅统计类参数、频能谱统计类、相关统计类、层序统计类，通过这些属性来进行储层预测，并与地震属性分析技术、储集层反演技术、相干体切片技术等许多新技术相结合，经分析论证，预测有利的含油气区。4 地震属性发展趋势纵观地震属性技术发展历程及现状，可以看出未来地震属性发展的脉络，相信在今后的几年中以下几个反面将是地震属性技术发展的重点4.1 三维地震数据体界面、体积属性计算拾取方法研究现在可以计算的地震属性有300多种，而常用的属性也有5060种。事实上现有的这些属性大多数仅仅具有精致数学定义，有着明确地质意义的属性寥寥可数。而恰恰是有着明确地质含义的属性带来了地震属性广阔的应用前景，相干体分析技术即是一个证明。因此有着明确地质含义的地震属性，特别是三维体积属性将会不断被推出，它们必将广泛用于地震相定量解释、地质体识别和油藏描述等方向。4.2 地震属性与储层参数之间物理、统计关系及储层参数转换方法研究在油气藏的勘探与开发过程中，油藏描述、表征是十分重要的。三维地震属性是从三维数据体中提取的反映运动学、动力学或