非线性地震属性技术分析与其应用

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1、成都理工大学硕士学位论文提取属性参数进行岩性和储层含油气特征研究是地震储层研究的一种主要方法。地震道从本质上讲是一个典型的非线性时间序列，因此运用非线性科学的理论去处理和解释这些资料，从中提取多种非线性特征有可以为储层的识别与油气的预测提供全新的信息。混沌科学随着现代科学技术迅速发展，近半个世纪以来，人们对混沌运动的规律及其在自然科学和社会科学中的表现有了比以往更深刻广泛的认识。如何应用混沌理论的研究成果为人类服务已成为21世纪的非线性科学发展的新课题。通过对混沌的应用，促使人们能更深刻的认识混沌的本质；混沌应用中提出的新问题，促使混沌研究更深入的发展。分形是与混沌联系非常紧密的一门学科。

2、分形理论是美国学者Mandelbrot在1970年初创立的一门新兴边沿学科，用以定量描述自然界中所形成的无规则形体的内在规律性，它依据于自然界中不规则、无限复杂的几何形体，其内部存在着自相似性，即局部与整体相似，并把在形态(结构)、功能和信息等方面具有自相似性的研究对象统称为分形。由于复杂的地质现象也具有分形的特点，分形维数能在一定的程度上定量描述复杂的地质现象，近年来已广泛应用到地质学的各个领域。如研究岩石破裂过程、断层与裂缝的自相似性，可根据已知断层，在工区内对小断层及裂缝发育情况进行预测。研究沉积岩石中沉积旋回的自相似性，可以推测其相应的地震反射系数和地震波形等也具有自相似性，即分形

3、特征。因此可以通过地震道的各种分形维计算，找出地震道中与已知储层和含油气层自相似性的对应关系，进行储层预测和油气检测。按照传统观点将信号分为确定信号和随机信号两大类，但是这种分类方法遗漏了一大类重要的信号——混沌信号。混沌信号的外在表现与随机信号非常相似，但却是由确定性系统产生的，而混沌信号是不可长期预测的。对于一个确定的非线性系统，当满足一定条件时，就会产生混沌。常规信号处理方法在对混沌信号进行处理时，一般将其作为随机信号处理，忽略了混沌信号所特有的规律。对于混沌信号处理的研究主要集中在以下几个方面：(1)判断一个信号是否具有混沌特性，如果具有混沌特性，就可以在后续处理中利用信号所特有的

4、规律；(2)采用基于混沌的概念和方法对信号进行处理，以获得常规处理方法无法获得的系统信息和规律；(3)合成混沌信号。对于分形信号处理方法的研究主要集中在以下几个方面：一是分析信号是否具有分形特点，是否满足特定的分形模型；二是利用各种分析工具对满足特定分形模型的信号进行处理；三是产生满足特定分形模型的信号；四是利用迭代函数系统对信号或图像进行压缩编码。第1章引言由于地下构造复杂，地震反射信号不规则，因此认为地震道是混沌时间序列(文献【27]【28】)。目前，混沌与分形信号处理方法在地震信号处理等研究领域都有所应用，主要用于信号的特征提取与识别、信号的检测等。本文主要研究非线性类地震属性提取与

5、分析以及应用。非线性属于前沿性的课题，研究难度很大，在以后具体的研究过程中，遇到的难点有些是不可预测的，或许会遇到一些当前难以解决的问题，在以后的具体研究实施工作中，对于新问题，新难点，会在当前研究技术下，尽最大的努力克服。1．2地震属性技术的发展历程地震属性是根据地震记录测量或计算出的一些参数，如振幅、速度、时间、A、，O、波阻抗、频率等等，是从地震数据中产生的几何学的、运动学的、动力学或统计特征的具体测量。地震属性是地震资料的可描述和能量化的特性，代表着包括在原始地震资料中全部信息的子集。第67届SEG年会对地震属性进行了专题讨论，以及西方地球物理公司QuincyChen发表了“用于储

6、层预测和检测的地震属性技术”和“地震属性技术的进展”两篇文章以后，国内外学者才开始统一使用地震属性。从油气地震勘探近些年发展历程来看，地球物理学家们一直在致力于应用和开发地震属性技术。60年代末，亮点的出现使人们认识到地震数据中隐含有构造以外的信息。70年代从地震数据中分离出了对油气解释非常重要的地震属性：振幅、频率、相位和极性，其中振幅、频率和极性都具有明确的地质意义，它们与油气藏本身的物理特性有直接联系。特别是Balch于1971年用彩色显示出了地震属性，令人耳目一新。Anstey于1972、1973年提出了一个非常重要的与振幅有关的地震属性反射强度，主要用于亮点分析，其重要性在于消除

7、了振幅属性中反射极性和子波相位的影响，使亮点更明显，振幅间更易比较，他还引入了视极性、层速度、频率、差异频率、横向倾角和叠加相干性等。Taner等(1977)则提出复数道的概念，并首次引入了“地震属性”这个术语。1977年在Landmark公司出版的AAPG专集中把复数道分析与地震地层学结合起来了，vail和他的同事们把地震属性与地震相的识别联系起来。80年代出现了大量的属性参数，多在数学上或其它领域里有明确的意义，但其