地震波吸收特性及应用研究

作     者：张固澜 zhanggulan

作者单位：成都理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：贺振华;黄德济

授予年度：2008年

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：地层吸收 频率衰减 相位畸变 衰减梯度 

摘      要：地震波在地层介质的传播过程中,由于地层吸收、散射等各种原因,地震波的能量通常会衰减,相位也会产生畸变。大地滤波的相位是一个很复杂的问题,在Futterman振幅与相速度的频散公式的基础上,讨论了品质因子Q和衰减系数α的相互关系,阐述了地震波在传播过程中的非弹性衰减原理,应用Hargreaves波动方程精确解合成带吸收的地震记录,包含了完整的波场信息,但计算量较大。采用变型的Hale算法进行计算,具有很快的计算速度,效果比较好。 地震记录含吸收情况的正演模拟是地震勘探中重要的处理和解释手段之一,而常用的正演方法如射线追踪法、波动方程正演模拟法等,都没有考虑到地下介质的吸收作用。实际地层介质是粘弹性非均匀的,由于波前扩散、地层吸收和散射等原因,使得地震波在传播时要经受与频率有关的衰减以及频散引起的相位畸变,并且能量随着传播距离的增加而迅速衰减。特别在地层深处,地震波高频成份衰减尤其明显,分辨率降低,地震子波的振幅谱和相位谱产生严重畸变。吸收正演模拟地下介质对地震波的吸收是资料处理的关键,它对提高地震成像精度、正确地反演地下介质物理属性以及储层中的流体识别都具有极其重要的意义。也是检验后续频率衰减属性算法正确性的有效途径。 随着地震勘探技术的不断发展和完善,频谱分析技术已经成为利用地震信息进行烃类检测的重要手段之一;而如何将地震资料的时间域数据变换到频率域,则是进行频谱分析的基础,也是影响油气检测效果和可靠性的关键技术环节。频率吸收衰减时频谱分析技术中的一种重要属性特征。吸收衰减时指地震波在地下介质传播中总能量的损失,是介质内在的属性。引起地震波吸收衰减的因素是介质中固体与固体、固体与流体、流体与流体界面之间的能量耗损。理论研究和实际应用表明,在地质体中,如果孔隙发育,充填油、气、水(油气对于含气的情况)时,地震反射吸收加大,高频吸收衰减加剧,含油气地层吸收系数可比相同岩性不含油气地层高几倍甚至一个数量级。研究和应用表明,在频率属性中,频率衰减梯度是一种对烃类反映比较敏感的属性。由于地震信号的频率成分是随时间发生变化的,如何实现频率和时间同时定位。以及采用频谱信号中的哪些信号来提取频率属性的研究具有重要的意义。 频率吸收衰减时频谱分析技术中的一种重要属性特征。吸收衰减时指地震波在地下介质传播中总能量的损失,是介质内在的属性。引起地震波吸收衰减的因素是介质中固体与固体、固体与流体、流体与流体界面之间的能量耗损。理论研究和实际应用表明,在地质体中,如果孔隙发育,充填油、气、水(油气对于含气的情况)时,地震反射吸收加大,高频吸收衰减加剧,含油气地层吸收系数可比相同岩性不含油气地层高几倍甚至一个数量级。研究和应用表明,在频率属性中,频率衰减梯度是一种对烃类反映比较敏感的属性。 属性分析通过属性标定将定量的地震属性转化为储层特征。地震属性标定中最重要的是认识和识别能反映地质意义和物理意义的具有稳定统计特征的属性。研究表明:与致密的地质体相比,当地质体中含流体如水、油或气时,会引起地震波的散射和地震波能量的明显衰减。含气体的衰减要比含固体的衰减快,含气的砂岩衰减最快。 通过对一个分别含有气、油、水和干层的四层地质概念模型记录的正演,并对其对应的地震记录进行频谱分析、总能量分析与研究。可以看出,在地层较厚的情况下:时频分析方法以及时窗参数的选择应该根据不同情况进行确定,以达到最佳处理效果;衰减梯度属性与总能量属性具有一定的相似性,利用频率衰减梯度属性结合地质资料,可以用来分析这些衰减因素的存在和分布情况,可以为油气储层预测提供良好的参考。同时,通过对实际两个工区资料进行衰减梯度属性和总能量属性的计算与对比,理论分析的结果得到验证。