地球资源与信息学院地球资源与信息学院王永刚王永刚E-Mail:wangyghdpu.edu.cnwangyg-upcmail.sina.com电话：电话：0546-8392830（办）（办）课程内容课程内容第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 第四讲第四讲 地震属性应用实例地震属性应用实例第五讲第五讲 储层预测结果评价与检验储层预测结果评价与检验一、地震属性的发展历程一、地震属性的发展历程二、地震属性的定义二、地震属性的定义三、地震属性的分类三、地震属性的分类四、地震属性的发展趋势四、地震属性的发展趋势第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述地震属性分析技术地震属性分析技术“地震属性地震属性（Seismic attribute）”一词于一词于2020世纪世纪7070年代开始引入地球物理界。起初，年代开始引入地球物理界。起初，国内在译名上并不完全统一，类似的译名国内在译名上并不完全统一，类似的译名还有地震特征、地震参数、地震标志等等，还有地震特征、地震参数、地震标志等等，直到直到2020世纪世纪9090年代初才基本统一称为地震年代初才基本统一称为地震属性。属性。 第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述一、地震属性的发展历程一、地震属性的发展历程 地震属性的发展大致经历了以下地震属性的发展大致经历了以下3 3个阶段个阶段。第第1 1阶段阶段：2020世纪世纪6060年代末到年代末到7070年代末，为起步阶年代末，为起步阶段。该阶段以段。该阶段以“亮点亮点”技术为代表，这时的属技术为代表，这时的属性研究既没有考虑地震资料的运动学、动力学性研究既没有考虑地震资料的运动学、动力学特征，也没有特定的地质含义，而仅仅是对地特征，也没有特定的地质含义，而仅仅是对地震剖面特征的一种定性描述与分析，如利用亮震剖面特征的一种定性描述与分析，如利用亮点标志解释气藏。点标志解释气藏。 第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述第第2 2阶段阶段：2020世纪世纪7070年代末到年代末到8080年代末，为迅速发展年代末，为迅速发展阶段。该阶段以属性定量提取方法大量出现为主要阶段。该阶段以属性定量提取方法大量出现为主要特征。这是地震属性研究蓬勃发展的阶段，地震属特征。这是地震属性研究蓬勃发展的阶段，地震属性的应用开始走向各个领域，如储层预测、油气分性的应用开始走向各个领域，如储层预测、油气分析、物性研究等。这也是地震属性应用较为混乱的析、物性研究等。这也是地震属性应用较为混乱的阶段，有多达几十种的地震信息被提取出来，但多阶段，有多达几十种的地震信息被提取出来，但多数方法仅停留在地震波场的几何学、运动学、动力数方法仅停留在地震波场的几何学、运动学、动力学等特征的研究上，没有对地震属性所代表的地质学等特征的研究上，没有对地震属性所代表的地质意义进行分析与解剖。意义进行分析与解剖。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述第第3 3阶段阶段：2020世纪世纪9090年代以后，基本成熟阶段。年代以后，基本成熟阶段。这一阶段以多维属性的出现为主要标志。这一阶段以多维属性的出现为主要标志。9090年年代初，以相干、倾角、方位角等为代表的一批代初，以相干、倾角、方位角等为代表的一批多维属性开始出现。这类属性的一个显著特点多维属性开始出现。这类属性的一个显著特点是能够直观地反映地层的结构性信息，如倾角、是能够直观地反映地层的结构性信息，如倾角、方位角反映地层的视倾角方位角反映地层的视倾角/ /倾向，相干异常指倾向，相干异常指示断裂带、裂缝（孔洞）发育带等。因此，它示断裂带、裂缝（孔洞）发育带等。因此，它们的开发与应用，很快得到有关各方的广泛认们的开发与应用，很快得到有关各方的广泛认同。与此同时，属性标定与优化的方法也开始同。与此同时，属性标定与优化的方法也开始大量涌现，地震属性研究开始向规范化、科学大量涌现，地震属性研究开始向规范化、科学化方向健康发展。化方向健康发展。 第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述二、地震属性的定义二、地震属性的定义对地震属性的定义主要有以下几种：对地震属性的定义主要有以下几种：1、WesternAltlasInternational公司的公司的QuincyChen与与SteveSidney所给出的定义：所给出的定义：“地震属地震属性是地震资料的几何学、运动学、动力学及统性是地震资料的几何学、运动学、动力学及统计学特征的一种量度计学特征的一种量度”。这一定义基本属于纯。这一定义基本属于纯数学定义。数学定义。2、LandmarkGraphics公司的公司的ArthurE.Barnes对地震属性的定义是：对地震属性的定义是：“地震属性是一种描述地震属性是一种描述和量化地震资料的特性，是原始地震资料中所和量化地震资料的特性，是原始地震资料中所包含全部信息的子集；地震属性的求取是对地包含全部信息的子集；地震属性的求取是对地震数据进行分解，每一个地震属性都是地震数震数据进行分解，每一个地震属性都是地震数据的一个子集据的一个子集”。该定义强调了地震属性的提。该定义强调了地震属性的提取过程，但未对地震属性在地学中的作用进行取过程，但未对地震属性在地学中的作用进行阐述。定义中涉及的地震数据分解是一种广义阐述。定义中涉及的地震数据分解是一种广义的波场分解，没有统一的计算准则，包罗了所的波场分解，没有统一的计算准则，包罗了所有的地震属性计算方法。有的地震属性计算方法。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述3 3、从应用地球物理学的角度看，比较合理的、从应用地球物理学的角度看，比较合理的定义是：地震属性是地震数据中反映不同地质定义是：地震属性是地震数据中反映不同地质特征（信息）的分量或子集，是刻画、描述地特征（信息）的分量或子集，是刻画、描述地层结构、岩性以及物性等地质信息的地震特征层结构、岩性以及物性等地质信息的地震特征量。量。 第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述在在众众多多的的地地震震属属性性中中，有有些些对对特特定定的的油油藏藏环环境境比比较较敏敏感感，有有些些对对不不易易检检测测的的地地下下界界面面异异常常更更有利，还有些直接用于烃类检测或油气预测。有利，还有些直接用于烃类检测或油气预测。目前，大多数学者按照数学、物理学方法对目前，大多数学者按照数学、物理学方法对地震属性进行分类（地震属性进行分类（6家家）。）。1、刘企英刘企英将地震属性分为振幅、频率、速度、将地震属性分为振幅、频率、速度、吸收衰减、波形与时间吸收衰减、波形与时间6大类。大类。2、AlistairR.Brown将地震属性分为时间、将地震属性分为时间、振幅、频率及衰减振幅、频率及衰减4大类。大类。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述三、地震属性的分类三、地震属性的分类第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述3、20世纪世纪90年代初年代初Taner等人将地震属性分等人将地震属性分为几何属性和物理属性。几何属性通常与波形为几何属性和物理属性。几何属性通常与波形及地震层位的几何形态（如倾角，方位，曲率及地震层位的几何形态（如倾角，方位，曲率等）有关；物理属性包括运动学和动力学属性，等）有关；物理属性包括运动学和动力学属性，主要有速度、振幅、频率、衰减等。主要有速度、振幅、频率、衰减等。4、1996年年Brown等人将地震属性分为叠后属等人将地震属性分为叠后属性与叠前属性。这种分类方法反映出人们对地性与叠前属性。这种分类方法反映出人们对地震信号保真度和地震解释精度的日益重视。震信号保真度和地震解释精度的日益重视。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述5、到、到20世纪世纪90年代末，年代末，QuincyChen与与SteveSidney在上述分类方法的基础上，提出了一种比在上述分类方法的基础上，提出了一种比较完整的分类方法，他们将叠后属性与叠前属性较完整的分类方法，他们将叠后属性与叠前属性看成属性技术发展的看成属性技术发展的2个阶段，就象叠后偏移成个阶段，就象叠后偏移成像和叠前偏移成像一样。在这个意义上，将地震像和叠前偏移成像一样。在这个意义上，将地震属性分为几何学属性、运动学属性、动力学属性属性分为几何学属性、运动学属性、动力学属性和统计学属性和统计学属性4大类。大类。统计学属性统计学属性大多是采用统大多是采用统计学方法获得的次生属性或导出属性，如相似性、计学方法获得的次生属性或导出属性，如相似性、广义主分量（广义主分量（GPC）、）、边缘平滑（边缘平滑（EPS）等。等。一般没有明确的物理意义，但比其它属性含有更一般没有明确的物理意义，但比其它属性含有更丰富的地质意义。丰富的地质意义。 6 6、从地震属性应用的角度出发，这些分类并、从地震属性应用的角度出发，这些分类并不能反映地震属性在地球物理学或更广泛的地不能反映地震属性在地球物理学或更广泛的地学中所起的作用。按地震属性在油气勘探开发学中所起的作用。按地震属性在油气勘探开发的应用领域进行分类，较容易为属性的应用者的应用领域进行分类，较容易为属性的应用者所理解，也更具有地球物理学的特征。根据这所理解，也更具有地球物理学的特征。根据这一思路，一思路，曹辉曹辉等将地震属性分为下列等将地震属性分为下列2 2大类大类：第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述（1 1）多尺度结构属性）多尺度结构属性：包括相干、倾角、方：包括相干、倾角、方位角、平行度、连续性、发散度、波度、随机位角、平行度、连续性、发散度、波度、随机度、曲率和间距等。其中大尺度结构属性用于度、曲率和间距等。其中大尺度结构属性用于构造分析；小尺度结构属性用于裂隙（缝）、构造分析；小尺度结构属性用于裂隙（缝）、孔洞分析和地震（沉积）相分析。这类属性的孔洞分析和地震（沉积）相分析。这类属性的解释大都使用定性分析方法，根据专家知识将解释大都使用定性分析方法，根据专家知识将属性直接与地层结构特征相联系。属性直接与地层结构特征相联系。 （2）岩性或物性指示属性）岩性或物性指示属性：这类属性最多，：这类属性最多，按动力学、统计学和反演等方法提取的属性以按动力学、统计学和反演等方法提取的属性以及部分按运动学提取的属性都可归入此类，主及部分按运动学提取的属性都可归入此类，主要有振幅、波阻抗、要有振幅、波阻抗、AVO、频率等及其它们的频率等及其它们的衍生参数。这类属性多数使用定量或半定量分衍生参数。这类属性多数使用定量或半定量分析方法，例如通过井孔等资料对属性进行标定，析方法，例如通过井孔等资料对属性进行标定，建立定量或半定量模式，再以此模式识别岩性建立定量或半定量模式，再以此模式识别岩性或推算物性参数。或推算物性参数。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述综合上述几种分类，我们倾向于如下分类：综合上述几种分类，我们倾向于如下分类：1、建建立立在在运运动动学学、动动力力学学基基础础上上的的地地震震属属性性类类型型,包包括括振振幅幅、波波形形、频频率率、衰衰减减特特性性、相相位位、相关分析、能量、比率等。相关分析、能量、比率等。2、以以油油藏藏特特征征为为基基础础的的地地震震属属性性类类型型,包包括括表表征征亮亮点点、暗暗点点、AVO特特性性、不不整整合合圈圈闭闭或或断断块块隆隆起起异异常常、含含油油气气异异常常、薄薄层层油油藏藏、地地层层间间断断、构构造造不不连连续续、岩岩性性尖尖灭灭、特特殊殊岩岩性性体体等等的的地地震震属性。属性。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述3、不不同同数数据据对对象象的的地地震震属属性性类类型型，包包括括以以剖剖面面为为基基础础的的属属性性，如如传传统统的的瞬瞬时时类类属属性性，或或经经速速度度、声声阻阻抗抗等等特特殊殊处处理理后后的的剖剖面面；以以同同相相轴轴为为基基础础的的属属性性，提提供供了了在在地地质质分分界界面面上上或或分分界界面面之之间间的的地地震震属属性性的的变变化化信信息息，如如沿沿层层或或层层间间瞬瞬时时属属性性、单单道道时时窗窗的的沿沿层层或或层层间间属属性性、多多道道时时窗窗的的沿沿层层或或层层间间属属性性。以以数数据据体体为为基基础础的的属属性性，由由三三维维地地震震数数据据体体得得到到的的相相关关类类型型的的属属性性体体具具有有很很大大的的研研究究价价值值，例例如如可可提提供供地地震信号相似性和连续性方面的最佳信息。震信号相似性和连续性方面的最佳信息。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述四、地震属性的发展趋势四、地震属性的发展趋势从从20世纪世纪60年代的烃类检测和亮点技术，到年代的烃类检测和亮点技术，到70年代基于复数道分析的瞬时属性，年代基于复数道分析的瞬时属性，80年代的多年代的多属性分析（由叠前或叠后数据提取的各类属性），属性分析（由叠前或叠后数据提取的各类属性），90年代的多维属性（倾角，方位和相干等）分年代的多维属性（倾角，方位和相干等）分析，直至析，直至21世纪的自动地震相分析等，地震属世纪的自动地震相分析等，地震属性技术的发展循序渐进，目前已逐渐走向成熟。性技术的发展循序渐进，目前已逐渐走向成熟。对地震属性近几年的新进展对地震属性近几年的新进展,分以下分以下8个方面个方面加加以简要介绍：以简要介绍：1、属性分类呈现几何学、物理学（运动学和动、属性分类呈现几何学、物理学（运动学和动力学）、统计学并存力学）、统计学并存,准属性（准属性（metaattribute）倍受关注。倍受关注。准属性准属性的含义就是对不同类型的地震信息进行目标拟的含义就是对不同类型的地震信息进行目标拟合，生成一些按用户意图定义的属性，如地震相和照明合，生成一些按用户意图定义的属性，如地震相和照明技术等。这类属性虽然不能归入上述几种属性类型，但技术等。这类属性虽然不能归入上述几种属性类型，但其地质意义明确，易于直观显示，能获得较好的解释效其地质意义明确，易于直观显示，能获得较好的解释效果。准属性实际上是多属性分析发展的结果，它属于多果。准属性实际上是多属性分析发展的结果，它属于多维属性的范畴。准属性分析通过智能化手段实现多属性维属性的范畴。准属性分析通过智能化手段实现多属性的目标拟合，不仅能避免多属性解释的混乱，而且降低的目标拟合，不仅能避免多属性解释的混乱，而且降低了对计算机性能的依赖性，使解释更为准确、便捷。了对计算机性能的依赖性，使解释更为准确、便捷。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述地震相地震相通常是由多种地震属性加波形分析确定通常是由多种地震属性加波形分析确定的，它有助于精细地划分沉积单元，并揭示储层的，它有助于精细地划分沉积单元，并揭示储层内部的细节。内部的细节。照明技术照明技术则是通过对地震数据体中所有数据点则是通过对地震数据体中所有数据点进行同步照明（垂直于照明方向的特征被加强，进行同步照明（垂直于照明方向的特征被加强，平行于照明方向的特征被抑制）而形成的属性，平行于照明方向的特征被抑制）而形成的属性，包含反射系数、局部倾角和方位等信息，能很好包含反射系数、局部倾角和方位等信息，能很好地揭示各种构造细节，并弥补其他属性的不足。地揭示各种构造细节，并弥补其他属性的不足。2、属性提取从线性、属性提取从线性（根据时窗数据提取的各种属（根据时窗数据提取的各种属性，如振幅、频率、相关函数等）性，如振幅、频率、相关函数等）向非线性向非线性（如小波（如小波变换的多尺度属性、应用照明技术生成的属性等）变换的多尺度属性、应用照明技术生成的属性等）方方向发展。向发展。3、属性分析智能化程度提高，多属性联合分、属性分析智能化程度提高，多属性联合分析流行。析流行。4、属性反演、属性反演（如波阻抗、弹性阻抗、（如波阻抗、弹性阻抗、AVO等）等）对对岩石物理测试和正演模拟的依赖性增加，且以岩石物理测试和正演模拟的依赖性增加，且以多维属性为主。多维属性为主。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述 5 5、属性研究从叠后向叠前推进，从纵波向弹、属性研究从叠后向叠前推进，从纵波向弹性波扩展。性波扩展。 6 6、属性应用的重点进一步转向开发，尤其是、属性应用的重点进一步转向开发，尤其是向精细储层描述、动态监测等方面转移。向精细储层描述、动态监测等方面转移。 7 7、属性成果的可视化程度更高，地质意义更、属性成果的可视化程度更高，地质意义更明了，使专家获取更丰富的地下信息。明了，使专家获取更丰富的地下信息。 8 8、属性技术的定量化进程加快，解释的置信、属性技术的定量化进程加快，解释的置信度提高。度提高。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述 总之，地震属性分析技术的发展已进入总之，地震属性分析技术的发展已进入三维三维体属性分析体属性分析时代，迫切需要立体显示、动态显时代，迫切需要立体显示、动态显示和仿真显示等现代化显示手段。恰好，三维示和仿真显示等现代化显示手段。恰好，三维可视化技术和虚拟现实技术的迅速发展基本满可视化技术和虚拟现实技术的迅速发展基本满足了这一需求。目前，许多地震资料解释系统足了这一需求。目前，许多地震资料解释系统大都配上了现代化的可视化软件，虚拟现实技大都配上了现代化的可视化软件，虚拟现实技术也在一些大型石油公司得到应用。术也在一些大型石油公司得到应用。三维可视三维可视化和虚拟现实技术化和虚拟现实技术使地震属性分析结果更为直使地震属性分析结果更为直观、清晰，更易于反映油藏内部的地质意义，观、清晰，更易于反映油藏内部的地质意义，有利于启发解释人员的想象力，有利于从不同有利于启发解释人员的想象力，有利于从不同角度开展不同形式的分析与解释。角度开展不同形式的分析与解释。 以三维体可视以三维体可视化方式检测强化方式检测强振幅区域的工振幅区域的工作步骤：作步骤：扫扫描并识别地质描并识别地质目标；目标；应用应用遮光度分析；遮光度分析；分离要确定分离要确定的目标体；的目标体；振幅外延与构振幅外延与构造凸现；造凸现；内内部振幅变化；部振幅变化；沉积标志。沉积标志。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述在地震属性的显示方面，国外许多公司研发了在地震属性的显示方面，国外许多公司研发了新颖的显示技术，如新颖的显示技术，如Landmark公司的研究人员公司的研究人员利用利用光照原理光照原理，形象地展现地震属性分析结果。，形象地展现地震属性分析结果。休斯敦休斯敦MagicEarth公司的研究人员提出了地质公司的研究人员提出了地质体可视化显示技术，该技术源于体可视化显示技术，该技术源于20世纪世纪80年代年代的层位自动追踪，的层位自动追踪，90年代的象素追踪，而属性年代的象素追踪，而属性可视化技术涉及到用三维象素追踪实现多属性可视化技术涉及到用三维象素追踪实现多属性和多样本的有机结合。地质体可视化不仅能使和多样本的有机结合。地质体可视化不仅能使地学家检验各种数据集的多种解释结果，而且地学家检验各种数据集的多种解释结果，而且能提高解释速度和精度。能提高解释速度和精度。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述 地震属性分析结果的另一个发展趋势是地震属性分析结果的另一个发展趋势是地质意地质意义更为明了义更为明了。一方面一方面，地震地层学和层序地层学，地震地层学和层序地层学的广泛应用丰富了地震属性技术的地质内涵，它的广泛应用丰富了地震属性技术的地质内涵，它不仅给出了地震属性的总体科学构思，而且激励不仅给出了地震属性的总体科学构思，而且激励人们利用地震属性建立地震相，再将地震相转化人们利用地震属性建立地震相，再将地震相转化为地质相（层序体系、沉积相等）；为地质相（层序体系、沉积相等）；另一方面另一方面，多维属性分析使人们淡化了属性的具体类别，而多维属性分析使人们淡化了属性的具体类别，而更加注重围绕地质解释目标的有机结合，使得形更加注重围绕地质解释目标的有机结合，使得形成的属性体本身就具有直观的地质意义，而成的属性体本身就具有直观的地质意义，而3D3D可可视化和虚拟现实技术则使这种地质意义更加凸现。视化和虚拟现实技术则使这种地质意义更加凸现。因此，未来地震属性总体将因此，未来地震属性总体将更加地质化而不是地更加地质化而不是地球物理化球物理化。 第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述 目前，地震属性分析技术在正演模拟、多分量目前，地震属性分析技术在正演模拟、多分量研究、多属性联合分析与反演、强化地质含义和研究、多属性联合分析与反演、强化地质含义和改善显示手段等方面取得了明显的进展，但在叠改善显示手段等方面取得了明显的进展，但在叠前深度域、弹性波分析、属性解释的定量化及风前深度域、弹性波分析、属性解释的定量化及风险评估方面的进步不大。未来高难度油气勘探开险评估方面的进步不大。未来高难度油气勘探开发对地球物理技术的需求中除精确成像外，还有发对地球物理技术的需求中除精确成像外，还有待在下列待在下列7 7方面方面进行不懈的研发：进行不懈的研发： （1 1）用定量属性分析、多分量反演和非常重）用定量属性分析、多分量反演和非常重要的岩石物理及井资料标定，使地下储层中物性要的岩石物理及井资料标定，使地下储层中物性的空间展布和流体特性随时间的变化得到可靠的的空间展布和流体特性随时间的变化得到可靠的估计。估计。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述（2 2）不确定性量化和风险预测将与地球物理成）不确定性量化和风险预测将与地球物理成果输出联成一体，被用于整体风险评估。果输出联成一体，被用于整体风险评估。（3 3）必须注重大数据量和多种类型数据体的实）必须注重大数据量和多种类型数据体的实际交互，促进各种类型专业软件的无缝集成。际交互，促进各种类型专业软件的无缝集成。（4 4）开展动态储集性能（如相对孔渗饱参数）开展动态储集性能（如相对孔渗饱参数）的地震预测研究。的地震预测研究。第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述（5 5）加加强强单单点点万万道道、弹弹性性（矢矢量量）地地震震处处理理方方法以及解释分析方面的技术开发。法以及解释分析方面的技术开发。（6 6）加加速速解解决决与与相相干干噪噪声声及及多多次次波波、各各向向异异性性、衰衰减减、空空间间或或时时间间分分辨辨率率以以及及保保真真度度等等有有关关的的地地震波传播、记录和处理问题。震波传播、记录和处理问题。（7 7）加强时移地震属性分析和高分辨率拟地质）加强时移地震属性分析和高分辨率拟地质统计反演结果与井孔资料综合，建立油藏精细模统计反演结果与井孔资料综合，建立油藏精细模型方面的研究。型方面的研究。课程内容课程内容第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 第四讲第四讲 地震属性应用实例地震属性应用实例第五讲第五讲 储层预测结果评价与检验储层预测结果评价与检验第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析一、提取地震属性的分析方法一、提取地震属性的分析方法二、地震属性的描述与适用性二、地震属性的描述与适用性三、相干属性体及其应用三、相干属性体及其应用四、地震属性的物理意义四、地震属性的物理意义五、地震属性间的相关性五、地震属性间的相关性地震属性分析技术地震属性分析技术一、提取地震属性的分析方法一、提取地震属性的分析方法1、自相关分析、自相关分析2、傅立叶谱、功率谱分析、傅立叶谱、功率谱分析3、振幅特征分析、振幅特征分析4、复地震道分析、复地震道分析5、地震记录的信噪比分析、地震记录的信噪比分析6、地震记录的相对分辨率分析、地震记录的相对分辨率分析7、地震记录的自回归分析、地震记录的自回归分析8、地层平均吸收衰减特性分析、地层平均吸收衰减特性分析9、相干体分析、相干体分析10、AVO分析分析11、各种变换和反演方法等、各种变换和反演方法等第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析1 1、自相关分析、自相关分析设设f(n)为离散地震信号，为离散地震信号，N1和和N2为分析时窗的起始、为分析时窗的起始、终止时间所对应的离散时间序号，时窗内离散时间样终止时间所对应的离散时间序号，时窗内离散时间样点数为点数为N=N2-N1+1，f(n)自相关函数自相关函数ACF()表示为：表示为：自相关函数如右图所示。自相关函数如右图所示。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析自相关函数是地震记录特征的反映，是地震记自相关函数是地震记录特征的反映，是地震记录中重复性的标志。在一般情况下，自相关函录中重复性的标志。在一般情况下，自相关函数主极值幅度代表着记录段的能量；主极值宽数主极值幅度代表着记录段的能量；主极值宽度与记录的视周期有关，频率低的信号，主极度与记录的视周期有关，频率低的信号，主极值宽度大；频率高的信号，主极值宽度窄；旁值宽度大；频率高的信号，主极值宽度窄；旁极值的幅值和面积表示地震记录的重复性及延极值的幅值和面积表示地震记录的重复性及延续时间的长短。当反射层具有薄互层结构，反续时间的长短。当反射层具有薄互层结构，反射记录出现干涉现象时，自相关函数幅值和面射记录出现干涉现象时，自相关函数幅值和面积增大。积增大。 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析2 2、傅立叶谱、功率谱分析、傅立叶谱、功率谱分析 谱分析是在频率域内描述地震记录特征的重谱分析是在频率域内描述地震记录特征的重要方法，它有两种形式，一是傅立叶谱分析，要方法，它有两种形式，一是傅立叶谱分析，用于确定性函数；二是功率谱分析，用于随机用于确定性函数；二是功率谱分析，用于随机过程。当用于分析的地震数据是一个均值为零过程。当用于分析的地震数据是一个均值为零的随机过程，功率谱为它的一个统计特性，可的随机过程，功率谱为它的一个统计特性，可以较好表示反射波的特征；当用于分析的地震以较好表示反射波的特征；当用于分析的地震数据是一个确定的时间函数，或记录的信噪比数据是一个确定的时间函数，或记录的信噪比较高、分析时窗中有稳定的反射波出现，使用较高、分析时窗中有稳定的反射波出现，使用傅立叶谱分析描述反射波特征较为适宜。傅立叶谱分析描述反射波特征较为适宜。 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析地地震震波波的的频频谱谱与与其其波波形形的的关关系系是是互互为为正正、反反傅立叶变换的关系，其数学表达式为：傅立叶变换的关系，其数学表达式为： 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析获取功率谱获取功率谱P(f)的方法：的方法：1、利用振幅谱与功率谱的关系，即、利用振幅谱与功率谱的关系，即P(f) C2A2(f)2、利用自相关函数的利用自相关函数的FFT得到得到P(f)3、伯格谱方法利用自回归分析的相关系、伯格谱方法利用自回归分析的相关系数定义伯格谱。数定义伯格谱。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析3 3、振幅特征分析、振幅特征分析反反射射波波振振幅幅或或能能量量特特征征是是地地震震岩岩性性解解释释和和储储层层预预测测常常用用的的动动力力学学属属性性，利利用用振振幅幅特特征征分分析析可可提提取取下下列列一一些些属属性性：记记录录能能量量、最最大大振振幅幅值值、均均方方根根振振幅幅等等，这这类类属属性性反反映映了了目目标标层层内内波波阻阻抗抗、地地层层厚厚度度、岩岩石石成成分分、孔孔隙隙度度及及含含流流体体成成分分的的变变化化，可可用用来来识识别别振振幅幅异异常常或或用用于于层层序序特特征征分分析析；也也可可用用来来追追踪踪地地层层学学特特征征，如如三三角角洲洲、河河道道、各各种种扇扇或或特特殊殊岩岩性性体体；还还可可用用于于识识别别岩岩性性变变化化、不不整整合合、气气体体以及流体的聚集等。以及流体的聚集等。 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析4、复地震道分析、复地震道分析Taner等（等（1979）解释的复数道由实部（常规）解释的复数道由实部（常规地震道地震道f(t)）和虚部（正交道和虚部（正交道h(t)）组成，即组成，即式中虚数式中虚数i是是-1的平方根。正交道的平方根。正交道h(t)可以通过可以通过Hilbert转换的常规地震道独立地确定，即转换的常规地震道独立地确定，即式中式中*表示褶积。实际上，表示褶积。实际上，h(t)是是f(t)的的900相移形相移形式，所有其他的复数道都可以从正交道和实数式，所有其他的复数道都可以从正交道和实数道中求得。道中求得。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析瞬时频率：瞬时频率： 三瞬剖面属性定义为：三瞬剖面属性定义为：瞬时振幅强度：瞬时振幅强度：瞬时相位：瞬时相位：第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析5 5、地震记录的信噪比分析、地震记录的信噪比分析 在使用地震资料进行储层预测前，对资料的信在使用地震资料进行储层预测前，对资料的信噪比作定量评价是必要的。在一定的地震地质条噪比作定量评价是必要的。在一定的地震地质条件下，记录的干扰背景很强；在另外的地质条件件下，记录的干扰背景很强；在另外的地质条件下，记录的干扰背景可能较平静，如油藏部分经下，记录的干扰背景可能较平静，如油藏部分经常有地震记录规律性变差、信噪比低这一特点。常有地震记录规律性变差、信噪比低这一特点。因此，测定地震记录的信噪比，也具有重要的地因此，测定地震记录的信噪比，也具有重要的地质解释意义。从技术上看，信噪比经常用来评价质解释意义。从技术上看，信噪比经常用来评价野外工作的施工质量，考核资料处理效果。建立野外工作的施工质量，考核资料处理效果。建立信噪分离方法，定量评价地震记录的信噪比，具信噪分离方法，定量评价地震记录的信噪比，具有很好的现实意义。有很好的现实意义。 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析设设地地震震记记录录f(t)由由信信号号q(t)和和噪噪音音n(t)迭迭加加而而成成，且且噪噪音音n(t)为为随随机机的的，与与信信号号q(t)不不相相关关，是是一一个满足正态概率分布的稳定的随机过程：个满足正态概率分布的稳定的随机过程：f(t)=q(t)+n(t)在在这这种种假假设设条条件件下下，用用多多道道记记录录可可以以分分别别获获得得信号和干扰的自相关函数的可靠估计。信号和干扰的自相关函数的可靠估计。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析考虑到信号与干扰不相关，其间互相关函数为考虑到信号与干扰不相关，其间互相关函数为零，从而有：零，从而有：式中，式中，k=1,2,K为多道处理时使用的各地震为多道处理时使用的各地震道道序号，道道序号，K为参与处理的总道数，为参与处理的总道数，T为各道分为各道分析时窗长度。析时窗长度。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析6 6、地震记录的相对分辨率分析、地震记录的相对分辨率分析 所谓分辨率，指的是分辨相距很近的分界面所谓分辨率，指的是分辨相距很近的分界面而来的反射波信号的能力。主要决定于地震记而来的反射波信号的能力。主要决定于地震记录上反射脉冲的延续时间、地层厚度以及反射录上反射脉冲的延续时间、地层厚度以及反射波的频率成分等。由于不可能在地震记录上直波的频率成分等。由于不可能在地震记录上直接测定反射脉冲的延续时间，因此分辨率的量接测定反射脉冲的延续时间，因此分辨率的量度按地震记录自相关参数来定义：度按地震记录自相关参数来定义： ACF()0S1S4S3S2 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析其中其中为自相关函数主极值半周期宽度，为自相关函数主极值半周期宽度，S1为主极为主极值半周期内自相关曲线所包含的面积，值半周期内自相关曲线所包含的面积，S2、S、S，简记简记S2-4为自相关曲线依次三个旁极值面积之和。为自相关曲线依次三个旁极值面积之和。与反射波视周期有关，视周期越长，分辨率越低，与反射波视周期有关，视周期越长，分辨率越低，所以参数所以参数R与与成反比；自相关函数的面积表示地成反比；自相关函数的面积表示地震波能量的分布情况。相位个数越少、脉冲越窄，震波能量的分布情况。相位个数越少、脉冲越窄，则地震波分辨率越高，对这类脉冲主极值半周期面则地震波分辨率越高，对这类脉冲主极值半周期面积积S1越大；相反，脉冲延续时间长、相位个数多，越大；相反，脉冲延续时间长、相位个数多，则地震波分辨率低，而自相关函数旁极值面积则地震波分辨率低，而自相关函数旁极值面积S2-4越大；所以参数越大；所以参数R与与S1成正比，与成正比，与S2-4成比。成比。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析7、地震记录的自回归分析、地震记录的自回归分析区别于上述地震记录反射特征分析，自回归区别于上述地震记录反射特征分析，自回归分析是一个数学分析方法，使用自回归模型，分析是一个数学分析方法，使用自回归模型，或或AR模型，将地震记录表示为本身样点的线模型，将地震记录表示为本身样点的线性组合，用多项式的系数来表达地震记录的反性组合，用多项式的系数来表达地震记录的反射特征。自回归系数作为反射特征参数，它们射特征。自回归系数作为反射特征参数，它们不具有象其它参数那样明显的物理意义，而是不具有象其它参数那样明显的物理意义，而是一个抽象的数学系数，描述着地震记录的面貌一个抽象的数学系数，描述着地震记录的面貌和特征。和特征。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析作为随机过程作为随机过程xt的一段记录，可以用的一段记录，可以用M阶自回阶自回归模型表示，即以归模型表示，即以xt过去时样点线性组合来表过去时样点线性组合来表示该过程现在时的估计值：示该过程现在时的估计值：其中其中kM+1,M+2,M0；也就是说，如果地也就是说，如果地震记录的前震记录的前M个样点是已知的，则个样点是已知的，则M+1以后的以后的样点值可以用前面的样点值来预测。这是一个样点值可以用前面的样点值来预测。这是一个线性滤波问题，使用最小平方法解解线性方程线性滤波问题，使用最小平方法解解线性方程组：组：第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析可以求得滤波因子可以求得滤波因子aj，j=1,2,M自回归分析的应用包括两方面内容，一方面是自回归分析的应用包括两方面内容，一方面是计算伯格功率谱，另一方面，自回归分析用于计算伯格功率谱，另一方面，自回归分析用于油藏描述，可以预测油气藏的存在、类型及油油藏描述，可以预测油气藏的存在、类型及油藏边界。藏边界。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析8 8、地层平均吸收衰减特性分析、地层平均吸收衰减特性分析 地震波传播的实际介质并非是理想的完全地震波传播的实际介质并非是理想的完全弹性介质，在许多情况下具有非弹性性质。研弹性介质，在许多情况下具有非弹性性质。研究弹性波吸收与岩相的关系，结果表明这种关究弹性波吸收与岩相的关系，结果表明这种关系在不同频率上是不同的。对油气藏模型研究系在不同频率上是不同的。对油气藏模型研究结果表明，其物理性质分布是复杂的、不均匀结果表明，其物理性质分布是复杂的、不均匀的。对弹性波吸收性质主要决定于岩石骨架的的。对弹性波吸收性质主要决定于岩石骨架的弹性性质，影响较大的因素还有孔隙度、孔隙弹性性质，影响较大的因素还有孔隙度、孔隙可压缩性及孔隙饱和液成分，特别是孔隙中含可压缩性及孔隙饱和液成分，特别是孔隙中含有天然气成分对吸收性质的影响更为明显。有天然气成分对吸收性质的影响更为明显。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析对对地地震震波波传传播播的的实实际际介介质质的的吸吸收收性性质质作作一一个个归归纳，以下纳，以下6点事实是可以肯定的。点事实是可以肯定的。(1)岩岩石石吸吸收收性性质质从从地地表表到到地地球球深深处处变变化化范范围围很很大大，且且对对纵纵波波和和横横波波各各不不相相同同。横横波波的的吸吸收收衰减高于纵波的吸收衰减。衰减高于纵波的吸收衰减。(2)各各类类波波的的吸吸收收系系数数与与频频率率有有关关，随随频频率率增增加而增大，接近于线性关系。加而增大，接近于线性关系。(3)吸收系数与地震速度之间存在明显的对比吸收系数与地震速度之间存在明显的对比关系，高速的岩石，吸收系数低；而低速的岩关系，高速的岩石，吸收系数低；而低速的岩石，吸收系数高。吸收系数如同速度一样，频石，吸收系数高。吸收系数如同速度一样，频散异常现象较弱。散异常现象较弱。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析(4)地地层层岩岩石石吸吸收收性性质质首首先先决决定定于于岩岩石石保保存存状状态态和和内内部部结结构构。矿矿物物颗颗粒粒和和粒粒度度对对吸吸收收性性质质影影响响不不大大，地地层层静静压压力力随随深深度度而而加加大大，使使岩岩石石压压紧紧，结结构构致致密密，引引起起吸吸收收系系数数降降低低。受受到到破破坏坏的岩石结构，将使它的吸收系数提高。的岩石结构，将使它的吸收系数提高。(5)由由固固、液液、气气构构成成的的多多相相介介质质中中，对对吸吸收收性性质质影影响响最最显显著著的的是是气气态态物物质质。在在岩岩石石孔孔隙隙饱饱和和液液中中渗渗入入少少量量气气态态物物质质，可可以以明明显显提提高高对对纵纵波能量的吸收。波能量的吸收。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析(6)对大多数地区，泥岩中平均吸收系数比砂对大多数地区，泥岩中平均吸收系数比砂岩高。岩石的吸收系数与砂岩系数有关，随砂岩高。岩石的吸收系数与砂岩系数有关，随砂岩系数增加，吸收系数降低。岩石的吸收系数岩系数增加，吸收系数降低。岩石的吸收系数还与其埋藏深度有关，随埋藏深度增加而减少。还与其埋藏深度有关，随埋藏深度增加而减少。地震勘探中用来表示地层吸收性质的参数有地震勘探中用来表示地层吸收性质的参数有吸收系数吸收系数、衰减因子衰减因子h、对数衰减率对数衰减率、品质品质因子因子Q等。等。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析吸收系数吸收系数 用来表示地震波振幅用来表示地震波振幅A沿传播距离沿传播距离的衰减，即的衰减，即其中其中x为波的传播距离，为波的传播距离，A0为起始振幅，为起始振幅，t为波为波的传播时间的传播时间。衰减因子衰减因子h:对数衰减率对数衰减率 表示地震波振幅在一个波长表示地震波振幅在一个波长距离距离上的衰减量或与之相应的在一个周期上的衰减量或与之相应的在一个周期T内的衰内的衰减量，即：减量，即：第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析从从=hT关系看，对数衰减率是一个无量纲关系看，对数衰减率是一个无量纲参数。根据大量实验数据证明，在地震频带内，参数。根据大量实验数据证明，在地震频带内，吸收系数吸收系数与频率与频率f成正比。成正比。正是表达了这种函数关系，比例系数应为一常数。正是表达了这种函数关系，比例系数应为一常数。忽略地震速度的频散现象，它是一个与频率无关忽略地震速度的频散现象，它是一个与频率无关的常量，则对数衰减率的常量，则对数衰减率亦将是与频率无关的常亦将是与频率无关的常量，单一地反映着传播介质的吸收性质。量，单一地反映着传播介质的吸收性质。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析品质因子品质因子Q是用来比较地震波能量在一个波长是用来比较地震波能量在一个波长范围内的相对变化。若地震波起始振幅为范围内的相对变化。若地震波起始振幅为A0，在一个波长在一个波长范围内衰减到范围内衰减到A，则能量相对变化则能量相对变化为：为：定义品质因子：定义品质因子：在以上四个吸收参数中，实际工作常用的是对数在以上四个吸收参数中，实际工作常用的是对数衰减率衰减率和品质因子和品质因子Q。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析求取地层平均吸收衰减的具体方法有：求取地层平均吸收衰减的具体方法有：（1）傅傅立立叶叶谱谱算算法法这这是是一一种种直直接接根根据据地地震震反反射射波波记记录录的的振振幅幅谱谱求求对对数数衰衰减减率率的的方方法法，本本方方法法适适用用于于分分析析时时窗窗中中反反射射波波单单一一、稳稳定定，记录的信噪比较高的情况。记录的信噪比较高的情况。（2）功率谱算法）功率谱算法基本公式：基本公式： t为两个时间段记录的中心时间之差；为两个时间段记录的中心时间之差；S0(f)为为吸收层顶面反射波的振幅谱吸收层顶面反射波的振幅谱，Si(f)为该层底面为该层底面反射波的振幅谱。反射波的振幅谱。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（3）复赛谱算法）复赛谱算法复赛谱分析是一种非线复赛谱分析是一种非线性滤波，用以分解两个序列相褶积的过程。地性滤波，用以分解两个序列相褶积的过程。地震反射波可视为地震子波与脉冲地震记录的褶震反射波可视为地震子波与脉冲地震记录的褶积。脉冲地震记录具有白噪性质，变化快；而积。脉冲地震记录具有白噪性质，变化快；而地震子波一般较为稳定，变化慢。当介质无吸地震子波一般较为稳定，变化慢。当介质无吸收作用时，子波无变化。这些性质符合两个过收作用时，子波无变化。这些性质符合两个过程可分辨的条件。程可分辨的条件。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析设地震记录设地震记录f(t)为子波为子波w(t)与脉冲地震记录与脉冲地震记录k(t)的的褶积：褶积：f(t)w(t)*k(t)，对此做傅立叶变换对此做傅立叶变换,得得S()W()K()；取对数得：取对数得：lnS()lnW()+lnK()，经分解后再取傅立叶经分解后再取傅立叶逆变换，获得时间域复谱，称为复赛谱。逆变换，获得时间域复谱，称为复赛谱。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（4）特特征征值值法法这这是是利利用用地地震震记记录录相相邻邻时时窗窗的的自自相相关关函函数数特特征征值值、振振幅幅特特征征值值的的变变化化来来判断目的层吸收性质的相对变化。判断目的层吸收性质的相对变化。极极大大振振幅幅比比和和均均方方根根振振幅幅比比取取两两个个时时窗窗中中的的极极大大振振幅幅或或均均方方振振幅幅，求求它它们们的的比比值值。比比值值大大小小与与界界面面性性质质、地地层层的的吸吸收收性性质质甚甚至至含含流体情况有关。流体情况有关。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析测测定定记记录录段段自自相相关关函函数数的的主主极极值值幅幅度度变变化化由由于于自自相相关关函函数数主主极极值值ACF(0)相相应应于于振振幅幅的的平平方方和和，则则由由主主极极值值幅幅度度变变化化可可以以确确定定介介质质对地震信号能量的吸收参数。对地震信号能量的吸收参数。自相关函数的主瓣面积比或旁瓣面积比自相关函数的主瓣面积比或旁瓣面积比低频能量之比低频能量之比波峰数之比波峰数之比主频之比主频之比第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析9、相干体分析、相干体分析相干体技术由相干技术公司（相干体技术由相干技术公司（CTC）和）和Amoco公司发明，公司发明，1997年获美国专利。该技术被称为是年获美国专利。该技术被称为是近几十年来三维地震解释方面最重要的突破。与近几十年来三维地震解释方面最重要的突破。与原来揭示地下异常体的方法相比，相干体技术更原来揭示地下异常体的方法相比，相干体技术更能清楚地识别断层和地层特征。相干体技术的特能清楚地识别断层和地层特征。相干体技术的特有算法是通过三维数据体来比较局部地震波形的有算法是通过三维数据体来比较局部地震波形的相似性。相干值较低的点与地质不连续性如断层相似性。相干值较低的点与地质不连续性如断层和地层、特殊岩性体边界密切相关。对相干数据和地层、特殊岩性体边界密切相关。对相干数据体作水平切片图，可揭示断层、岩性体边缘、不体作水平切片图，可揭示断层、岩性体边缘、不整合等地质现象，为油藏描述提供了识别油藏特整合等地质现象，为油藏描述提供了识别油藏特征的有利证据。征的有利证据。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析10、AVO分析分析AVO技术是利用技术是利用CMP道集资料，分析反射波振幅随道集资料，分析反射波振幅随偏移距（也即入射角）的变化规律，估算界面两侧的偏移距（也即入射角）的变化规律，估算界面两侧的弹性参数泊松比，进一步推断地层的岩性和含油气性。弹性参数泊松比，进一步推断地层的岩性和含油气性。AVO技术的理论基础是技术的理论基础是Zoeppritz方程及其各种形式的方程及其各种形式的简化关系。简化关系。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析Zoeppritz方方程程的的简简化化公公式式很很多多，目目前前使使用用较较为为广广泛泛的是的是Shuey简化式：简化式：式中包含三部分：式中包含三部分：(1)当垂直入射时的反射振幅：当垂直入射时的反射振幅：(2)当当广广角角即即 临临界界角角入入射射时时；R( )主主要要与与速速度度变变化有关，即：化有关，即：第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析(3)当当中中等等入入射射角角时时，即即0 300，近近似似有有sin=tan，此时上式可写为：此时上式可写为：或或式中式中P为截距，反映垂直入射时的反射振幅；为截距，反映垂直入射时的反射振幅；G为梯为梯度，反映振幅随偏移距的变化率。利用度，反映振幅随偏移距的变化率。利用P和和G的线性的线性组合表示组合表示AVO 的属性的属性W，即：即：第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析a,b取不同的值取不同的值,赋予赋予W不同的物理意义不同的物理意义(见下表见下表)。比。比较较AVO属性属性P、G和岩石背景趋势的差异有助于提高和岩石背景趋势的差异有助于提高烃类识别能力。烃类识别能力。abW意义意义10PRp0,垂直入射的垂直入射的P波反射系数波反射系数-截距截距01G反射振幅随偏移距的变化率反射振幅随偏移距的变化率-梯度梯度1/21/2(P+G)/2RP0-RS0,纵横波差异纵横波差异1/2-1/2(P-G)/2RS0,横波垂直入射的反射系数横波垂直入射的反射系数G0指示振幅随偏移距增加而增加指示振幅随偏移距增加而增加AVO属性及物理意义属性及物理意义第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析上上述述分分析析与与理理论论试试算算表表明明：在在300 情情况况下下，入入射射角角对对反反射射系系数数的的影影响响不不是是很很大大，这这正正是是CMP叠叠加加的的理理论论基础，也是基础，也是AVO的应用区间。的应用区间。下下面面通通过过应应用用实实例例来来说说明明AVO属属性性在在烃烃类类检检测测或或油油气预测中的能力。气预测中的能力。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析利用利用AVO资料进行烃类检测的实例资料进行烃类检测的实例在在进进行行AVO分分析析之之前前，必必定定要要对对AVO资资料料进进行行相相应应的的处处理理。简简要要说说明明AVO资资料料处处理理中中两两个个阶阶段段应应该该注注意意的的问问题题。一一是是AVO资资料料的的预预处处理理阶阶段段。预预处处理理阶阶段段的的主主要要任任务务是是得得到到高高质质量量的的CMP道道集集记记录录，这这是是AVO处处理理成成功功的的关关键键。结结合合野野外外数数据据及及地地下下地地质质情情况况，AVO处处理理时时应应做做好好以以下下工工作作：精精细细的的波波前前扩扩散散补补偿偿；震震源源组组合合与与检检波波器器组组合合效效应应的的校校正正；反反滤滤波波；地地表表一一致致性性处处理理；叠叠前前去去噪噪处处理理；叠叠前前剩剩余余振振幅幅补补偿偿；精精细细的的初初至至切切除除、速速度度分分析析和和高高精精度度的的动动校校正正；叠叠前前时间偏移。时间偏移。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析二二是是AVO属属性性处处理理阶阶段段。AVO属属性性处处理理是是以以CMP道道集集为为输输入入，经经角角度度道道转转换换后后，不不同同角角度度道道组组成成一一个个角角度度道道道道集集，从从角角道道集集上上便便可可观观测测和和分分析析地地震震反反射射振振幅幅随随入入射射角角的的变变化化。以以角角道道集集为为输输入入，根根据据相相应应的的公公式式即即可可拟拟合合出垂直入射时的纵波反射、梯度及各种出垂直入射时的纵波反射、梯度及各种AVO属性剖面。属性剖面。AVO分分析析的的基基本本方方法法包包括括：AVO的的正正演演方方法法（如如反反射射系系数数曲曲线线分分析析法法、非非零零偏偏移移距距地地震震模模型型法法、流流体体替替代代模模型法等）和型法等）和AVO的反演方法。的反演方法。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析根根据据反反演演目目标标的的不不同同可可分分为为AVO属属性性参参数数反反演演、储储层层参参数数反反演演和和叠叠前前多多波波地地震震反反演演。例例如如，广广义义振振幅幅属属性性反反演演可可用用于于AVO交交汇汇图图分分析析；岩岩性性参参数数变变化化量量反反演演主主要要用用于于岩岩性性和和油油气气的的定定性性预预测测；弹弹性性参参数数反反演演主主要要用用于于定定量量储储层层预预测测；波波型型反反演演（如如利利用用纵纵波波AVO提提取取横横波波剖剖面面或或转转换换波波剖剖面面）常常用用于于改改善善烃烃类类检检测测能能力力。根根据据反反演演算算法法的的不不同同，AVO反反演演又又可可分分为为迭迭代代正正演演模模拟拟法法、线线性性反反演演和和非线性反演。非线性反演。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析图图1声阻抗声阻抗AI与弹性阻抗与弹性阻抗EI（300）反演曲线比较）反演曲线比较图图2(a)Sonic、AI反演反演图图2(b)Sonic、EI曲线和入射角等于曲线和入射角等于100时的时的反演曲线和入射角等于反演曲线和入射角等于角道集叠加剖面角道集叠加剖面300时的角道集叠加剖时的角道集叠加剖面面图图3墨西哥湾墨西哥湾MC619-1井的典型岩石物性显示井的典型岩石物性显示AI与含油饱和度与含油饱和度EI(300)与含油饱和度与含油饱和度图图4含油饱和度与含油饱和度与AI、EI(300)间的关系间的关系第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析关于关于AVO烃类指示因子烃类指示因子常常规规的的AVO分分析析方方法法（P，G两两参参数数）是是从从地地震震资资料料中中提提取取振振幅幅，并并通通过过截截距距P和和斜斜率率G两两种种属属性性将将振振幅幅随随偏偏移移距距的的变变化化与与岩岩石石物物性性联联系系起起来来。由由于于截截距距是是纵纵波波速速度度和和密密度度的的函函数数，斜斜率率是是横横波波速速度度和和纵纵波波速速度度的的函函数数，所所以以三三个个主主要要弹弹性性参参数数（、和和）彼彼此此依依赖赖，互互有有联联系系，不不能能分分离离。这这在在岩岩性性变变化化剧剧烈烈、产产层层含含气气饱饱和和度度低低的的情情况况下下就就可可能能导导致致两两参参数数AVO反反演演的的失失效效。为为此此，不不少少研研究究者者提提出出了了一一些些改改进进方方法法，如如Kabir建建议议利利用用密密度度差差异异作作为为含含气气饱饱和和度度的的指指示示因因子子，Skidmore等等采采用用三三参参数数（）的的AVO岩岩性性属属性性反反演演提提高高烃烃类类检检测测能能力。力。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析图图5(a)产油区的振幅层位切片产油区的振幅层位切片在振幅异在振幅异常中，除常中，除了了A5井外井外所有井都所有井都含气。含气。A5井为含水井为含水井，井，B1井井位于邻近位于邻近含水区的含水区的薄气层，薄气层，在振幅异在振幅异常中的灰常中的灰白区域则白区域则没有发现没有发现气藏气藏图图5(b)产油区的产油区的AVO层位切片层位切片在在AVO异异常中，除常中，除了了A5井外井外所有井都所有井都含气。含气。A5井为含水井为含水井，井，B1井井位于邻近位于邻近含水区的含水区的薄气层，薄气层，在在AVO异异常中的灰常中的灰白区域则白区域则没有发现没有发现气藏气藏图图5(c)产油区的密度异常层位切片产油区的密度异常层位切片在密度异在密度异常平面图常平面图上，上，A5井处在密井处在密度异常之度异常之外，外，B1井处在密井处在密度异常边度异常边缘上。缘上。图图6(a)墨西哥湾某开发区的振幅异常分布图墨西哥湾某开发区的振幅异常分布图右图为墨西右图为墨西哥湾一个开哥湾一个开发区的振幅发区的振幅异常分布图。异常分布图。研究区内研究区内4个个AVO异异常区块中的常区块中的3个已经钻个已经钻探并出气，探并出气，第四区块还第四区块还没有测试。没有测试。图图6(b)墨西哥湾某开发区的墨西哥湾某开发区的AVO异常分布图异常分布图在第一、第在第一、第二断块中的二断块中的3口井附近，口井附近，AVO异常异常明显。在第明显。在第三断块中的三断块中的AVO异常异常已被钻井证已被钻井证实仅发现少实仅发现少量的气，且量的气，且在开采几个在开采几个月后被关闭。月后被关闭。图图6(c)墨西哥湾某开发区的密度异常分布图墨西哥湾某开发区的密度异常分布图在第一至第三在第一至第三断块中的密度断块中的密度变化比较明显。变化比较明显。第四振幅异常第四振幅异常区还未钻探，区还未钻探，它在密度异常它在密度异常图上具有与振图上具有与振幅和幅和AVO相同相同的形状，表明的形状，表明具有良好的开具有良好的开采前景。采前景。Rutherford和和Williams的的四四类类气气层层分分类类法法：类类为为高高阻阻抗抗含含气气砂砂岩岩（C1）,其其AVO特特征征为为：零零偏偏移移距距振振幅幅强强，且且为为正正极极性性，AVO曲曲线线呈呈减减小小趋趋势势，当当入入射射角角足足够够大大时时可可看看到到极极性性反反转转。类类为为近近零零阻阻抗抗差差的的含含气气砂砂岩岩（C2）,其其AVO特特征征为为：零零偏偏移移距距振振幅幅很很小小，趋趋于于零零。故故在在零零偏偏移移距距附附近近不不易易检检测测，随随着着偏偏移移距距的的增增大大，其其AVO特特征征变变化化较较大大。此此类类气气层层又又可可分分为为C2P与与C2N。前前者者AVO曲曲线线开开始始大大于于零零，随随着着偏偏移移距距的的增增大大振振幅幅会会减减小小，并并出出现现极极性性反反转转；后后者者AVO曲曲线线都都小小于于零零，随随着着偏偏移移距距的的增增大大振振幅幅绝绝对对值值在在增增加加。类类和和类类为为低低阻阻抗抗含含气气砂砂岩岩（C3和和C4）。它它比比上上覆覆介介质质的的阻阻抗抗低低，其其AVO特特征征为为：零零偏偏移移距距振振幅幅很很强强，呈呈负负极极性性，AVO（指指振振幅幅绝绝对对值值）呈呈增增加趋势的为第加趋势的为第类；类；AVO呈减小趋势的为第呈减小趋势的为第类。类。图图7气层气层AVO分类分类模型模型图图8AVO的截距的截距A和梯度和梯度B交汇图交汇图11、各种变换和反演方法、各种变换和反演方法小小波波变变换换是是90年年代代比比较较活活跃跃的的地地震震属属性性提提取取方方法法，它它不不仅仅具具有有提提高高地地震震属属性性分分辨辨率率的的潜潜力力，而而且且能能优优化化属属性性提提取取的的时时窗窗长长度度。与与小小波波变变换换有有关关的的地地震震属属性性包包括括：利利用用连连续续子子波波变变换换提提取取地地震震时时频频属属性性，时时频频分分解解能能以以低低频频成成分分提提供供较较高高的的频频率率分分辨辨率率，以以高高频频成成分分提提供供较较高高的的时时间间分分辨辨率率；低低频频成成分分可可用用来来识识别别储储层层中中的的油油气气，高高频频成成分分则则有有利利于于分分辨辨薄薄层层。利利用用离离散散小小波波变变换换提提取取振振幅幅、瞬瞬时时频频率率和和相相位位属属性性。小小波波变变换换为为属属性性计计算算中中采采用用多多尺尺度分析和去噪技术提供了潜力。度分析和去噪技术提供了潜力。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析二、地震属性的描述与适用性二、地震属性的描述与适用性通通过过以以上上讨讨论论我我们们知知道道：提提取取地地震震属属性性常常用用的的分分析析方方法法包包括括复复地地震震道道分分析析、相相关关分分析析、富富立立叶叶谱谱分分析析、功功率率谱谱分分析析、自自回回归归分分析析、数数理理统统计计分分析析等等。经经过过相相应应的的分分析析计计算算后后，可可得得到到一一系列地震属性参数，包括：系列地震属性参数，包括：1瞬瞬时时属属性性(Instantaneous Attributes)这这是是根根据据一一定定位位置置上上地地震震数数据据的的复复数数道道分分析析技技术术导出的一系列地震属性参数，主要包括：导出的一系列地震属性参数，主要包括：第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析(1).瞬时真振幅瞬时真振幅f(t)(2).瞬时积分振幅（正交道）瞬时积分振幅（正交道）h(t)(3).瞬时相位瞬时相位 (t)=tg-1h(t)/f(t)(4).瞬时相位的余弦瞬时相位的余弦cos( (t)(5).瞬时真振幅乘瞬时相位的余弦，瞬时真振幅乘瞬时相位的余弦，f(t)cos( (t)(6).瞬时频率瞬时频率(t)d (t)/dt(7).振幅加权瞬时频率振幅加权瞬时频率fa =(8).能量加权的瞬时频率能量加权的瞬时频率fe =(9).瞬时频率的斜率，瞬时频率的斜率，dd (t)/dt/dt(10).反射强度反射强度A(t)=(11).分贝表示的反射强度，分贝表示的反射强度，20lgA(t)第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析(12).反射强度的中值滤波能量反射强度的中值滤波能量(13).反射强度的斜率反射强度的斜率dA(t)/dt(14).视视极极性性定定义义为为实实际际地地震震道道在在反反射射强强度度波波峰峰处处的的极极性性，其其数数值值等等于于反反射射强强度度sign；sign为为反反射射系系数数的的正正负负符符号号。常常与与反反射射强强度度一一起起用用来来检检查查沿沿层层极极性性的的横向变化。横向变化。(15).响响应应相相位位是是从从围围绕绕反反射射强强度度叶叶瓣瓣的的瞬瞬时时相相位位中中导导出出的的；这这是是追追踪踪地地震震子子波波的的相相位位特特性性在在时时间间、空空间间上上改改变变的的一一种种替替代代方方法法。可可用用于于识识别别地地震震地地层层层层序序，检检测测岩岩相相或或流流体体含含量量的的变变化化，当当振振幅幅特特征征相相似似时时，可可以作为区域性特征的识别标准。以作为区域性特征的识别标准。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析(16).响应频率是从围绕反射强度叶瓣的瞬时响应频率是从围绕反射强度叶瓣的瞬时频率中导出的；这是追踪地震子波的优势频率频率中导出的；这是追踪地震子波的优势频率在时间、空间上改变的一种替代方法。可用来在时间、空间上改变的一种替代方法。可用来识别与气聚集而引起的频率异常；与瞬时频率识别与气聚集而引起的频率异常；与瞬时频率所起作用类似。所起作用类似。2单道时窗属性单道时窗属性(Single Trace Windowed Attributes)这是对单道、一定时窗的地震数据这是对单道、一定时窗的地震数据经振幅特征分析、相关分析、富立叶谱分析、经振幅特征分析、相关分析、富立叶谱分析、功率谱分析、自回归分析、数理统计分析和计功率谱分析、自回归分析、数理统计分析和计算后得到的一系列地震属性参数，包括：算后得到的一系列地震属性参数，包括：第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析(1).(1).平均振动能量平均振动能量 (2).(2).平均振动路径长度平均振动路径长度 (3).(3).最大波峰、波谷振幅最大波峰、波谷振幅 (4).(4).累积绝对振幅累积绝对振幅 (5).(5).复合绝对振幅复合绝对振幅 (6).(6).均方根振幅均方根振幅 (7).(7).复合包络差复合包络差 (8).(8).平均过零点平均过零点 (9).(9).带宽比带宽比 (10).(10).优势频率比优势频率比 (11).(11).中心频率比中心频率比 (12).(12).形心频率形心频率( (功率谱面积的中心所对应的频率功率谱面积的中心所对应的频率) )比比 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析(13).(13).第一、第二、第三峰值谱频率第一、第二、第三峰值谱频率 (14).(14).优势功率谱优势功率谱 (15).(15).优势功率谱的集中程度优势功率谱的集中程度 (16).(16).有限的或特定的带宽能量有限的或特定的带宽能量 (17).(17).特定的与有限的能量比特定的与有限的能量比 (18).(18).衰减敏感带宽衰减敏感带宽( (有限带宽能量值除以优势频率值有限带宽能量值除以优势频率值) ) (19).(19).功率谱对称性功率谱对称性( (频谱相对中心频率的形状对称性频谱相对中心频率的形状对称性) ) (20).(20).功率谱斜率功率谱斜率 (21).(21).相邻峰值比相邻峰值比 (22).(22).自相关函数的峰值比自相关函数的峰值比 (23).(23).地震记录分辨率的评价参数地震记录分辨率的评价参数 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析(24).样点的数学均值样点的数学均值(25).振幅斜率振幅斜率(26).振幅峭度振幅峭度(27).正负振动比正负振动比(28).样点值小于、大于门槛值的百分比样点值小于、大于门槛值的百分比(29).半能量时间半能量时间(30).正负振幅个数比正负振幅个数比(31).复赛谱分析算法求取对数衰减率复赛谱分析算法求取对数衰减率c(32).付立叶谱分析算法求取对数衰减率付立叶谱分析算法求取对数衰减率f(33).功率谱分析算法求取对数衰减率功率谱分析算法求取对数衰减率p(34).低频能量比低频能量比LERLE2/LE1第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析3.多多道道时时窗窗属属性性(Multi-Trace Windowed Attributes)这这是是对对多多道道（地地震震道道的的空空间间组组合合模模式式如如下下图图所所示示）、一一定定时时窗窗的的地地震震数数据据经经相相关关分分析析、主主元元素素分分析析或或KL变变换等处理后得到的一系列地震属性参数，包括：换等处理后得到的一系列地震属性参数，包括：(1).相关相关KLPC1 , KLPC表示主元素分析法表示主元素分析法(2).相关相关KLPC2(3).相关相关KLPC3 (4).相相关关KLPC比比,主主分分量量间间差差值值之之比比，即即(PC1- PC3)/(PC1-PC2) (5).相关长度相关长度定义为所有道互相关定义为所有道互相关值降到值降到0.50.5时用道数时用道数表示的平均距离。表示的平均距离。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析(6).(6).平均相关（多道时窗内互相关的平均值）平均相关（多道时窗内互相关的平均值） (7).(7).加权相关（做互相关时乘以不同权系数）加权相关（做互相关时乘以不同权系数） (8).(8).最小相关值（多道时窗内互相关的最小值）最小相关值（多道时窗内互相关的最小值）(9).(9).最大相关值（多道时窗内互相关的最大值）最大相关值（多道时窗内互相关的最大值） (10).(10).相关峭度（多道时窗内平均相关的相关峭度（多道时窗内平均相关的4 4次幂）次幂） (11).(11).相似系数相似系数 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析 上上述述属属性性中中，最最小小相相关关强强调调局局部部地地震震道道间间的的不不相相似似性性；最最大大相相关关用用于于检检测测大大的的地地层层边边界界；均均值值、中中值值、加加权权相相关关给给出出道道间间相相似似性性的的趋趋势势, ,对对噪噪音音有有压压制制作作用用，但但有有平平滑滑效效应应；最最大大相相关关与与最最小小相相关关之之差差、均均值值与与中中值值之之差差、方方差差给给出出局部相似性之间的差异。局部相似性之间的差异。 (12).(12).最大相关最小相关最大相关最小相关 (13).(13).中值中值 (14).(14).均值减中值均值减中值 (15).(15).方差方差 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析4. 沿沿 层层 构构 造造 属属 性性(Event Object Structure Attributes)包包括括倾倾角角分分析析，方方位位分分析析，边边缘缘检检测测，差差异异检检测测等等沿沿层层构构造造属属性性。这这些些沿沿层层构构造造属属性性可可以以揭揭示示细细小小断断层层、地地层层学学特特征征等等，另另外外，通通过过这这些些属属性性的的分分布情况，可以较为直观的展示目的层的构造分布。布情况，可以较为直观的展示目的层的构造分布。(1).倾角分析倾角定义为时间梯度的大小倾角分析倾角定义为时间梯度的大小:(2).方方位位分分析析定定义义为为y方方向向时时间间梯梯度度与与x方方向向时时间间梯梯度之比的反正切度之比的反正切:第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析 倾角倾角/ /方位分析示意图方位分析示意图 135-224315-4546-134225-314红红黄黄绿绿蓝蓝第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析夏一段倾角夏一段倾角方位分布图方位分布图N(3).(3).倾角倾角/ /方位分析方位分析 (4).(4).边缘检测边缘检测 从从上上面面的的讨讨论论可可知知，从从地地震震资资料料尤尤其其是是三三维维地地震震数数据据体体中中确确实实可可以以提提取取很很多多很很多多的的地地震震属属性性参参数数，这这些些属属性性参参数数都都是是地地下下地地层层、岩岩性性、物物性性特特征征的的具具体体反反映映，例例如如有有反反映映储储层层含含油油气气特特征征的的地地震震属属性性参参数数；有有反反映映局局部部高高振振幅幅带带的的地地震震属属性性参参数数；有有反反映映油油藏藏厚厚度度或或断断层层特特征征变变化化的的地地震震属属性性参参数数；也也有有反反映映储储层层频频率率吸吸收收衰衰减减的的地地震震属属性性参参数数；还还有有研研究究储储层层裂裂缝缝及及其其发发育育带带的的地地震震属属性性参参数数，如如反反映映储储层层吸吸收收衰衰减减特特性性的的各各种种属属性性参参数数、沿沿层层倾倾角角方方位位检检测测的的有有关关属属性性参参数数，如如倾倾角角分分析析，方方位位分分析析，边边缘缘检检测测等沿层构造属性参数。等沿层构造属性参数。 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析 1 1、相干体的概念、相干体的概念 计计算算地地震震相相干干数数据据体体的的目目的的主主要要是是对对地地震震数数据据进进行行求求同同存存异异, ,以以突突出出那那些些不不相相干干的的数数据据。通通过过计计算算纵纵向向和和横横向向上上局局部部的的波波形形相相似似性性, ,可可以以得得到到三三维维地地震震相相关关性性的的估估计计值值。在在出出现现断断层层、地地层层岩岩性性突突变变、特特殊殊地地质质体体的的小小范范围围内内, ,地地震震道道之之间间的的波波形形特特征征发发生生变变化化, ,进进而而导导致致局局部部的的道道与与道道之之间间相相关关性性的的突突变变。通通过过三三维维相相关关属属性性体体的的提提取取, ,就就可可以以把把三三维维反反射射振振幅幅数数据据体体转转换换成成三三维维相相似系数或相关值的数据体。似系数或相关值的数据体。 三、相干属性体及其应用三、相干属性体及其应用第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析互相关分析算法：互相关分析算法：1995年由年由Bahorich,M.S.和和Farmer,S.L.提出的，它是基于互相关的相干体提出的，它是基于互相关的相干体算法；算法；相似性分析算法：相似性分析算法：1998年由年由Marfurt,K.J.,KirlinR.L.和和Farmer,S.L.提出的，提出的，主要利用地主要利用地震道的相似性来得到相干属性；震道的相似性来得到相干属性；特征值分析算法：特征值分析算法：1999年由年由Gersztenkorn,A.和和Marfurt,K.J.提出的，提出的，即通过计算协方差矩阵即通过计算协方差矩阵的特征值来得到相干属性。的特征值来得到相干属性。下表给出了三种相干体方法的基本特征比较。下表给出了三种相干体方法的基本特征比较。2、相干体的主要算法、相干体的主要算法算法名称算法名称算法描述算法描述贡献者贡献者计算公式计算公式互相关分互相关分析算法析算法将将纵纵、横横测测线线的的各各道道数数据据与与中中心心道道进进行行简简单单的的互互相相关关，得得到到相相关关系数。系数。1995年年 ， 由由 Bahorich和和Farmer引引入入到到地地震震属属 性性 提提 取取 中中 ， 早早 前前Taner和和Koehler在在速速度分析中已有应用。度分析中已有应用。相似性分相似性分析算法析算法通过构建协方差通过构建协方差矩阵来计算多道矩阵来计算多道数据的相似系数，数据的相似系数，计算过程采用求计算过程采用求和运算。和运算。1998年，由年，由Marfurt、Kirlin等提出，其等价等提出，其等价的计算公式可追踪到的计算公式可追踪到1984年年Sheriff的求和的求和公式。公式。特征值分特征值分析算法析算法计算协方差矩阵计算协方差矩阵的特征值，将其的特征值，将其中最大值与矩阵中最大值与矩阵迹的比值作为相迹的比值作为相干值。干值。1999年，由年，由Gersztenkorn和和Marfurt给出了详细的给出了详细的讨论，此前已有多人讨论，此前已有多人对这种基于特征值的对这种基于特征值的方法进行了研究。方法进行了研究。相干体算法的基本特征比较相干体算法的基本特征比较(1)InitialAlgorithmC1相干体分析技术的发展相干体分析技术的发展(2)SemblanceC2(3)EigenStructureC3C1C1是互相关分析是互相关分析法。下图展示了法。下图展示了盐丘周围的放射盐丘周围的放射状断层以及峡谷，状断层以及峡谷，用相干体的等时用相干体的等时切片展示其形态切片展示其形态十分有利。十分有利。C3C3标准的标准的 ( (左左) )与高与高分辨率本分辨率本征结构征结构( (右右) )的相的相干体切片干体切片比较。比较。C2C2大大改善了大大改善了信噪比和稳定信噪比和稳定性；性；C3C3对断层对断层和地层特征的和地层特征的成像可用相同成像可用相同参数序列且对参数序列且对其形态无任何其形态无任何损害。损害。(a)(a)为原始数据体切片为原始数据体切片 (b)(b)是互相关分析算法是互相关分析算法(c)(c)是相似性分析算法是相似性分析算法 (d)(d)是特征值分析算法是特征值分析算法相相干干体体切切片片(e)(e)是局部结构熵是局部结构熵(LSE)(LSE)算法算法 (f)(f)是超级地震道高阶统是超级地震道高阶统 计学相干计学相干(ST-HOSC)(ST-HOSC)算法算法多种相干算法的相干体切片多种相干算法的相干体切片(t=2000 ms)(t=2000 ms)比较比较 相干体的算法简介相干体的算法简介普通三维切片普通三维切片相干体切片相干体切片3 3、相干体的应用概述、相干体的应用概述（1 1）展示断层发育细节）展示断层发育细节目目标标层层Ng相相干干体体沿沿层层属属性性平平面面图图北北东东向向断断层层十十分分发发育育，并并收收敛敛于于西西南南部部胜利油胜利油田潜山田潜山油藏顶油藏顶面沿层面沿层相干切相干切片片+ +信信噪比迭噪比迭合图合图(a)常规地震数常规地震数据体的相干切据体的相干切片；片；(b)波阻抗波阻抗体的时间切片；体的时间切片；(c)由波阻抗数由波阻抗数据体计算的相据体计算的相干切片干切片展示断层的常展示断层的常规数据与波阻规数据与波阻抗数据的对比抗数据的对比常规数据体与相干数据体常规数据体与相干数据体t=2.4s的水平切片的水平切片比较（据比较（据GeoEnergy公司资料）公司资料）（2 2）研究礁研究礁体结构体结构（3 3）检测裂缝）检测裂缝发育带发育带胜利油田罗家地区沿层相干切片胜利油田罗家地区沿层相干切片 地面地震时间地面地震时间-振幅切片振幅切片相干体切片相干体切片地面地震相干切片地面地震相干切片展示断层和裂缝发育带的相干体切片展示断层和裂缝发育带的相干体切片2 2、相干体的应用概述、相干体的应用概述全方位全方位和不同和不同方位角方位角的相干的相干体切片体切片 （4 4）控制三维）控制三维资料处理质量资料处理质量（a）粗叠加处理）粗叠加处理（b）剩余静校正）剩余静校正（c）偏移处）偏移处理理经过不同处理过程的常规数据体时间经过不同处理过程的常规数据体时间-振幅振幅切片与相干体时间切片的比较切片与相干体时间切片的比较2 2、相干体的应用概述、相干体的应用概述（5 5）估计偏移速度场）估计偏移速度场(6)(6)展展示示可可能能含含气气砂砂岩岩位位置置（7）地质灾害预测）地质灾害预测2 2、相干体的应用概述、相干体的应用概述指明浅水指明浅水流动沙和流动沙和直线状河直线状河道特征的道特征的相干切片相干切片(408ms) (408ms) 北西北西- -南东南东向直线状向直线状河道，物河道，物源来自西源来自西北角的岩北角的岩丘丘表明坍塌特征的相干切片（表明坍塌特征的相干切片（725ms）图中箭头所指处为具有冲刷痕迹的坍塌特征图中箭头所指处为具有冲刷痕迹的坍塌特征 首首先先在在相相干干数数据据体体上上进进行行浏浏览览, ,作作小小断断层层以以及及特特殊殊岩岩性性体体的的调调查查, ,了了解解其其空空间间分分布布, ,这这项项工工作作不不需需要要进进行行地地震震反反射射层层位位的的解解释释就就可可实实现现。一一般般地地说说, ,高高连连续续性性数数据据对对应应连连续续的的地地层层；中中等等宽宽连连续续性性数数据据对对应应层层序序特特征征, ,如如海海侵侵/ /海海退退序序列列；窄窄条条带带低低连连续续性性对对应应断断层层、岩岩性性的的变变化化或或特特殊殊岩岩性性体体的的边边界界；宽宽条条带带低低连连续续性性对对应应数数据据质质量量不不好好或或无无反反射射层层位位。然然后后对对相相干干数数据据体体切切片片进进行行解解释释, ,这这种种解解释释与与常常规规解解释释思思路路不不同同, ,不不需需要要先先观观察察垂垂直直剖剖面面, ,只只需需在在相相干干数数据据体体切切片片上上对对不不相相干干数数据据带带进进行行解解释释。最最后后, ,要要进进行行地地质质分分析析, ,搞搞清清地地层层关关系系, ,分分析析工工区区内内影影响响地地震震反反射射波波连连续续性性的的因因素素, ,并并结结合合地地震震纵纵测测线线、地地质质、测测井井资资料料对对相相干干体体数数据据进进行行综综合合解解释。释。 4 4、相干数据体解释的三大步骤、相干数据体解释的三大步骤 很很显显然然，断断面面上上一一般般没没有有反反射射同同相相轴轴，它它是是以以不不连连续续或或无无资资料料区区为为特特征征的的，而而这这些些不不连连续续性性或或无无资资料料的的区区域域追追踪踪是是比比较较困困难难的的，但但也也正正是是数数据据体体因因为为断断层层的的存存在在而而产产生生的的不不连连续续性性形形成成了了追追踪踪不不连连续续性性的的相相干体技术。干体技术。5 5、断面的自动拾取、断面的自动拾取第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析三维相干数据体的静态显示三维相干数据体的静态显示 相相干干体体技技术术在在追追踪踪不不连连续续性性的的断断面面时时, ,一一般般有有两两种种方方法法：其其一一是是利利用用初初始始解解释释结结果果作作为为被被追追踪踪断断面面的的种种子子拾拾取取点点的的方方法法；其其二二是是利利用用预预先先处处理理来来创创建建突突出出不不连连续续性性的的数数据据体体, ,如如差差异异法法, ,微微商商法法和和多多属属性性分分析析法法等等, ,以以实实现现对对不不连连续续性性进进行行追追踪踪形形成成断断面面。后后者者中中的的差差异异法法主主要要是是利利用用振振幅幅、三三瞬瞬、波波阻阻抗抗等等数数据据体体来来进进行行连连续续性性的的比比较较, ,具具有有很很高高的的分分辨辨能能力力和和边边界界检检测测功功能能。微微商商法法实实际际上上是是对对差差异异法法的的补补充充, ,如如对对瞬瞬时时相相位位作作空空间间微微商商计计算算, ,即即可可寻寻找找相相位位横横向向上上的的突突变变点点, ,而而这这些些突突变变点点常常常常与与断断层层、地地层层边边界界和和同同相相轴轴的转折有关联。的转折有关联。 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析断块静态立体显示断块静态立体显示第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析1、油气藏的地震异常特征、油气藏的地震异常特征(1)振幅异常振幅异常亮点亮点,暗点暗点,平点及平点及AVO特征等；特征等；(2)能量异常能量异常含油气储层与围岩相比具有较含油气储层与围岩相比具有较高的吸收系数高的吸收系数,导致能量的变化导致能量的变化;(3)频率异常频率异常油气藏存在使地层频率响应发生油气藏存在使地层频率响应发生变化变化,表现为低频趋势表现为低频趋势;(4)速度异常速度异常储层岩石弹性性质的改变引起油储层岩石弹性性质的改变引起油藏部位上出现速度异常和纵横波速度比的改变藏部位上出现速度异常和纵横波速度比的改变;四、地震属性的物理意义四、地震属性的物理意义第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析 (5)(5)时间厚度异常时间厚度异常储层部位速度的降低导储层部位速度的降低导致油藏底面反射波旅行时的延长；致油藏底面反射波旅行时的延长； (6)(6)地震记录特征异常地震记录特征异常与油藏物性复杂分与油藏物性复杂分布相联系布相联系, ,在油藏部位可能出现记录面貌和反在油藏部位可能出现记录面貌和反射特征的异常。射特征的异常。 据此，可采用一系列分析方法获取众多的据此，可采用一系列分析方法获取众多的地震属性参数。地震属性参数。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析 沿层属性是沿目的层段开一时窗，对窗内的记沿层属性是沿目的层段开一时窗，对窗内的记录作自相关、功率谱、傅立叶谱、自回归及其它统计录作自相关、功率谱、傅立叶谱、自回归及其它统计特征分析，来提取出相关的地震属性，下面从以下特征分析，来提取出相关的地震属性，下面从以下7 7类阐述这些属性（类阐述这些属性（3232种）的地质含义。种）的地质含义。 （1 1）地震波频率属性；（）地震波频率属性；（2 2）地震波振幅或能量属）地震波振幅或能量属性；（性；（3 3）地震波波形属性；（）地震波波形属性；（4 4）地震记录自相关函）地震记录自相关函数的属性；（数的属性；（5 5）分辨率属性；（）分辨率属性；（6 6）信噪比属性）信噪比属性 ；（7 7）其它属性。）其它属性。2 2、单时窗沿层地震属性的地质含义、单时窗沿层地震属性的地质含义 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析序号序号地震属性地震属性序号序号地震属性地震属性1 1功率谱上功率谱上25%25%对应的频率对应的频率2323整波形面积整波形面积2 2功率谱上功率谱上50%50%对应的频率对应的频率2424整波形能量整波形能量3 3功率谱上功率谱上75%75%对应的频率对应的频率2525波形正半周面积波形正半周面积4 4平均中心频率平均中心频率2626波形正半周能量波形正半周能量5 5振幅谱主频振幅谱主频2727波形正半周平均振幅波形正半周平均振幅 6 6频带宽度频带宽度2828有效段均方根频率有效段均方根频率7 7记录能量记录能量2929全谱平均频率全谱平均频率8 8自相关函数第一零值点位置自相关函数第一零值点位置3030全谱均方根频率全谱均方根频率 9 9自相关函数第二零值点位置自相关函数第二零值点位置3131有效段带宽频率有效段带宽频率 1010自相关函数极小值与主极值之比自相关函数极小值与主极值之比3232全谱带宽频率全谱带宽频率1111自相关函数旁极值面积与总面积之比自相关函数旁极值面积与总面积之比3333最大振幅之比最大振幅之比1212频谱二阶距频谱二阶距 3434均方根振幅之比均方根振幅之比1313时窗内波峰数时窗内波峰数 3535能量之比能量之比1414相对分辨率相对分辨率3636主频之比主频之比1515信噪比信噪比3737波峰数之比波峰数之比1616L L模模3838自相关函数主瓣面积之比自相关函数主瓣面积之比1717峭度峭度3939自相关函数旁瓣面积之比自相关函数旁瓣面积之比1818自回归系数比自回归系数比a a2 2/a/a1 1；4040复赛谱算法对数衰减率复赛谱算法对数衰减率 1919自回归系数比自回归系数比a a3 3/a/a1 1；4141傅立叶谱算法对数衰减傅立叶谱算法对数衰减2020自回归系数比自回归系数比a a4 4/a/a1 1；4242功率谱算法对数衰减率功率谱算法对数衰减率2121自回归系数比自回归系数比a a5 5/a/a1 1；4343低频能量之比低频能量之比2222最大振幅值最大振幅值（1）地震波频率属性）地震波频率属性功率谱上功率谱上25%对应的频率对应的频率f25；功功率谱上率谱上50%对应的频率对应的频率f50；功率谱上功率谱上75%对应的频率对应的频率f75；平均中心频率平均中心频率fAV；振幅谱主频振幅谱主频f0；有有效段均方根频率效段均方根频率fR；全谱平均频率全谱平均频率fCQ；全全谱均方根频率谱均方根频率fRQ。上面上面8个属性主要反映了地层厚度、岩性及含流个属性主要反映了地层厚度、岩性及含流体成分的变化，常用来检测由于上覆地层异常体成分的变化，常用来检测由于上覆地层异常如气饱和或裂缝存在所致的选频吸收，也可识如气饱和或裂缝存在所致的选频吸收，也可识别由于地层学特征、岩相等改变而引起的细小别由于地层学特征、岩相等改变而引起的细小的频率变化。的频率变化。（2）地震波振幅或能量属性）地震波振幅或能量属性记记录录能能量量ACF(0)；最最大大振振幅幅值值Amax；整整波波形形能能量量ENZ；波波形形正正半半周周能能量量EN；波波形形正正半半周周平均振幅平均振幅AVA。上上面面5个个属属性性反反映映了了目目标标层层内内波波阻阻抗抗、地地层层厚厚度度、岩岩石石成成分分、地地层层压压力力、孔孔隙隙度度及及含含流流体体成成分分的的变变化化。可可用用来来识识别别振振幅幅异异常常或或用用于于层层序序特特征征分分析析；也也可可用用来来追追踪踪地地层层学学特特征征，如如三三角角洲洲、河河道道、各各种种扇扇或或特特殊殊岩岩性性体体；还还可可用用于于识识别别岩岩性性变变化化、不不整合、气体以及流体的聚集等。整合、气体以及流体的聚集等。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（3）地震波波形属性）地震波波形属性时时窗窗内内波波峰峰数数；整整波波形形面面积积SGT,Z；波波形正半周面积形正半周面积SGT；上上面面3个个属属性性反反映映了了目目标标层层内内波波阻阻抗抗的的变变化化规规律律、沉沉积积层层序序、地地层层层层理理特特征征、古古代代剥剥蚀蚀面面、古古构构造造特特征征、沉沉积积过过程程及及其其连连续续性性、沉积盆地的大小等。沉积盆地的大小等。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（4）地震记录自相关函数的属性）地震记录自相关函数的属性在在一一般般情情况况下下，自自相相关关函函数数主主极极值值幅幅度度代代表表着着记记录录段段的的能能量量；主主极极值值宽宽度度与与记记录录的的视视周周期期有有关关，频频率率低低的的信信号号,主主极极值值宽宽度度大大；频频率率高高的的信信号号,主主极极值值宽宽度度窄窄；旁旁极极值值的的幅幅值值和和面面积积表表示示地地震震记记录录的的重重复复性性及及延延续续时时间间的的长长短短。当当反反射射层层具具有有薄薄互互层层结结构构,反反射射记记录录出出现现干干涉涉现现象象时时,自自相相关函数幅值和面积增大。这类属性有：关函数幅值和面积增大。这类属性有：自自相相关关函函数数第第一一零零值值点点位位置置1；自自相相关关函函数数第第二二零零值值点点位位置置2；自自相相关关函函数数极极小小值值振振幅幅与与主主极极值值振振幅幅之之比比ACF(min)/ACF(0)；自自相相关函数旁极值面积与总面积之比关函数旁极值面积与总面积之比S234/St。上上面面4个个属属性性反反映映了了沉沉积积条条件件的的稳稳定定性性、地地层层分分界面的光滑度。界面的光滑度。（5）分辨率属性）分辨率属性频频带带宽宽度度fband；相相对对分分辨辨率率R；有有效效段段带带宽宽频频率率fb；全谱带宽频率全谱带宽频率fbQ。上上面面4个个属属性性反反映映了了地地震震记记录录分分辨辨地地层层厚厚度度的的能能力力，通通常常在在大大套套均均匀匀岩岩层层中中夹夹有有反反射射性性能能强强的的夹夹层层，则则在在地地震震记记录录上上可可以以见见到到在在较较平平静静的的记记录录背背景景上上，有有少少量量清清晰晰反反射射波波出出现现，此此时时记记录录分分辨辨率率参参数数较较大大；当当反反射射层层为为薄薄互互层层结结构构，相相邻邻反反射射层层反反射射波波相相互互干干涉涉，形形成成复复杂杂波波组组时时，地地震震记记录录分分辨辨率率参参数数较较小小，频带宽度较窄。频带宽度较窄。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（6）信噪比属性）信噪比属性信信噪噪比比也也经经常常取取作作有有效效波波平平均均振振幅幅Aq与与干干扰扰的的均均方方振幅之比：振幅之比：信信噪噪比比属属性性反反映映了了地地震震记记录录上上的的干干扰扰背背景景强强弱弱，也也可可反反映映地地质质条条件件的的变变化化，如如油油藏藏部部分分经经常常有有地地震震记记录录规律性变差、信噪比降低这一特点。规律性变差、信噪比降低这一特点。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（7）其它属性）其它属性这这是是用用数数学学方方法法定定义义的的属属性性参参数数，无无明明显显的的物物理理意意义义，这这类类属属性性有有：频频谱谱二二阶阶距距FBD2；L模模；峭峭度度表表征征地地层层岩岩性性纯纯度度，是是一一种种用数学方法定义的属性参数；用数学方法定义的属性参数；自自回回归归分分析析使使用用AR模模型型，将将地地震震记记录录表表示示为为本本身身样样点点的的线线性性组组合合，用用多多项项式式的的系系数数来来表表达达地震记录的反射特征。地震记录的反射特征。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析3、地层平均吸收属性、地层平均吸收属性分分析析的的方方法法有有傅傅立立叶叶谱谱、功功率率谱谱和和复复赛赛谱谱等等。除除了了谱谱比比法法外外，还还可可用用特特征征值值法法，利利用用地地震震记记录录相相邻邻时时窗窗的的自自相相关关函函数数特特征征值值、振振幅幅特特征征值值的的变变化化来来判判断断目目的的层层吸吸收收性性质质的的相相对对变变化化。利利用这些方法，最终提取了以下用这些方法，最终提取了以下11个属性：个属性：（1）最大振幅）最大振幅Amax比；比；（2）均方根振幅）均方根振幅Arms比；比；（3）ACF(0)比；比；（4）主频）主频f0之比；之比；（5）波峰数之比；）波峰数之比；（6）自相关函数主瓣面积）自相关函数主瓣面积S1之比；之比；（7）自相关函数旁瓣面积）自相关函数旁瓣面积S234之比；之比；（8）傅立叶谱算法对数衰减率）傅立叶谱算法对数衰减率f；（9）复赛谱算法对数衰减率复赛谱算法对数衰减率K；（10）功率谱算法对数衰减率功率谱算法对数衰减率P；（11）低频能量比。低频能量比。根根据据地地层层吸吸收收性性质质与与岩岩相相、孔孔隙隙度度、含含油油气气成成分分等等的的密密切切关关系系，可可以以用用它它来来预预测测岩岩性性、预预测测砂砂泥泥岩岩分分布布，在在有有利利的的条条件件下下可可以以用用来来预预测测石石油和天然气的存在。油和天然气的存在。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析4、地震属性体沿层属性的地质含义、地震属性体沿层属性的地质含义我们从众多的地震属性中选取以下我们从众多的地震属性中选取以下9种属性体：种属性体：（1）瞬时真振幅；（）瞬时真振幅；（2）瞬时相位；（）瞬时相位；（3）瞬）瞬时频率；（时频率；（4）道积分；（）道积分；（5）道微分）道微分；（6）能量半时；（能量半时；（7）线积分；（）线积分；（8）噪信比；）噪信比；（9）均方根振幅比。）均方根振幅比。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（1）瞬时真振幅：）瞬时真振幅：这是所选样点上各道时间域这是所选样点上各道时间域振动幅值，即为地震道数据的隐含表示。广泛振动幅值，即为地震道数据的隐含表示。广泛用于地震资料的构造和地层岩性解释，常与其用于地震资料的构造和地层岩性解释，常与其它振幅属性一起用于分离高幅区或低幅区，如它振幅属性一起用于分离高幅区或低幅区，如亮点和暗点技术，也可用于地震相划分。亮点和暗点技术，也可用于地震相划分。（2）瞬时频率：）瞬时频率：定义为瞬时相位对时间的导数，定义为瞬时相位对时间的导数，用度用度/ms或弧度或弧度/ms表示。经常用来估计地震波表示。经常用来估计地震波在地下介质中的衰减变化；往往油气的存在引在地下介质中的衰减变化；往往油气的存在引起高频成分的衰减，故可用这一属性检测油气。起高频成分的衰减，故可用这一属性检测油气。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（3 3）瞬时相位：）瞬时相位：表示在所选样点上各道的相表示在所选样点上各道的相位值，以度或弧度表示。主要用于地震资料地位值，以度或弧度表示。主要用于地震资料地质解释中的同相位追踪对比，同时也增强了油质解释中的同相位追踪对比，同时也增强了油藏内弱同相轴，不利之处是对噪音也有放大作藏内弱同相轴，不利之处是对噪音也有放大作用；最终成图的彩色色标应考虑到结果的周期用；最终成图的彩色色标应考虑到结果的周期性，即由于油气的存在经常引起相位的局部变性，即由于油气的存在经常引起相位的局部变化，所以这一属性常和其它属性一起用作油气化，所以这一属性常和其它属性一起用作油气检测的指标之一；也可用于测定薄层的相位特检测的指标之一；也可用于测定薄层的相位特征，其横向变化与流体含量变化及薄层组合有征，其横向变化与流体含量变化及薄层组合有关。关。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（4 4）道积分：）道积分：方法的计算简单快捷，计算的结方法的计算简单快捷，计算的结果反映了波阻抗相对变化，而相对波阻抗数值果反映了波阻抗相对变化，而相对波阻抗数值的横向变化反映了储层特性、岩石物性、流体的横向变化反映了储层特性、岩石物性、流体性质等的空间变化，所以该参数在储层横向预性质等的空间变化，所以该参数在储层横向预测和油藏描述中具有较好的应用价值。测和油藏描述中具有较好的应用价值。 （5 5）能量半时：）能量半时：它定义为在给定的分析时窗内，它定义为在给定的分析时窗内，计算能量达到计算能量达到1/21/2时的相对时间位置。能量半时时的相对时间位置。能量半时可用来测定分析时窗内能量累积的速度，可以可用来测定分析时窗内能量累积的速度，可以指示岩相和岩性的相对变化。指示岩相和岩性的相对变化。 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（6）道微分：）道微分：其实是地震道的另一种描述方其实是地震道的另一种描述方式，它记录了相邻采样点之间的幅值之差。式，它记录了相邻采样点之间的幅值之差。因而，可以用它作为提取其他一些属性的原因而，可以用它作为提取其他一些属性的原始数据。道微分剖面则不存在受浅层干扰的始数据。道微分剖面则不存在受浅层干扰的问题。道微分处理后剖面的高频成分增多，问题。道微分处理后剖面的高频成分增多，可以更加细致地反映地层内部的细节，有利可以更加细致地反映地层内部的细节，有利于地震相和沉积相研究。于地震相和沉积相研究。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（7）线积分：）线积分：这是将时窗内的地震波包络线的这是将时窗内的地震波包络线的长度作为一种属性。这种属性的计算公式为：长度作为一种属性。这种属性的计算公式为：，式中，式中，N是采样点是采样点数，数，T是采样间隔（是采样间隔（ms），），a是离散振幅值。是离散振幅值。S的大小体现了地震剖面上振幅和频率的变化，的大小体现了地震剖面上振幅和频率的变化，它可以反映岩相、岩性和地震波衰减的特征。它可以反映岩相、岩性和地震波衰减的特征。通常通常S值的增大对应着高水位期的细岩性，而较值的增大对应着高水位期的细岩性，而较小的小的S值对应着低水位期的粗岩性。剥蚀面或断值对应着低水位期的粗岩性。剥蚀面或断层面上通常对应着高层面上通常对应着高S值。值。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（8）噪噪信信比比：计计算算三三维维地地震震数数据据体体的的噪噪信信比比三三维维属属性性，再再按按照照目目标标层层提提取取沿沿层层噪噪信信比比属属性性，用用于于储储层层研研究究。噪噪信信比比主主要要反反映映分分析析数数据据的的资资料料品品质质，沿沿层层噪噪信信比比反反映映了了分分析析时时窗窗内内目目标标层层反反射射信信息息的的稳稳定定性性，同同相相轴轴的的连连续续性以及噪音所占的比值。性以及噪音所占的比值。（9）均均方方根根振振幅幅比比：其其沿沿层层切切片片反反映映了了特特定定时时窗窗内内地地震震波波振振幅幅的的平平均均变变化化水水平平，其其数数值值的的大大小小与与储储层层性性质质、岩岩石石成成分分和和流流体体性性质质等等有关，还可反映地层的平均吸收特性。有关，还可反映地层的平均吸收特性。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析在在属属性性体体的的提提取取过过程程中中，采采用用不不同同道道空空间间组组合合模模式式提提取取的的多多道道地地震震属属性性有有两两方方面面的的优优越越性性：第第一一，由由于于可可得得到到各各道道互互相相关关值值，主主元元素素等等分分析析方方法法就就可可应应用用于于相相关关矩矩阵阵，以以便便获获取取反反映映地地震震或或地地质质信信息息是是否否连连续续的的映映像像,同同时时也也减减少少了了属属性性提提取取中中的的随随机机干干扰扰的的影影响响；第第二二，用用于于互互相相关关分分析析的的不不同同空空间间组组合合模模式式有有助助于于揭揭示示油藏构造、裂缝或断层方式的各向异性特征。油藏构造、裂缝或断层方式的各向异性特征。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析五、地震属性间的相关性五、地震属性间的相关性1 1、地震属性的分析研究方法、地震属性的分析研究方法2 2、地震属性的标准化、地震属性的标准化3 3、地震属性与地质参数的相关性、地震属性与地质参数的相关性第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析1 1、地震属性的分析研究方法、地震属性的分析研究方法 用于构造细节、储层和油气特性解释的地震用于构造细节、储层和油气特性解释的地震属性分析研究方法包括：属性分析研究方法包括：（1 1）属性剖面和切片分析三瞬剖面、相干体）属性剖面和切片分析三瞬剖面、相干体切片；切片；（2 2）属性平面作图各种沿层属性平面图；）属性平面作图各种沿层属性平面图；（3 3）属性聚类通过各种属性的复合相关、聚）属性聚类通过各种属性的复合相关、聚类并由井标定，预测或描述已知地质特点的平类并由井标定，预测或描述已知地质特点的平面分布；面分布；第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析（4 4）属性拉平将某一属性沿解释层位拉平，）属性拉平将某一属性沿解释层位拉平，用于检测储层特征及其横向变化，称之为层拉用于检测储层特征及其横向变化，称之为层拉平切片技术；平切片技术；（5 5）属性可视化分析采用）属性可视化分析采用3D3D可视化技术不仅可视化技术不仅从各个角度、方位立体地观察和分析地震属性，从各个角度、方位立体地观察和分析地震属性，还可通过调节显示参数更有效、准确的分析储还可通过调节显示参数更有效、准确的分析储层特性，发现在剖面、切片和平面图难于看到层特性，发现在剖面、切片和平面图难于看到的地质现象。的地质现象。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析2 2、地震属性的标准化、地震属性的标准化 由于不同地震属性的单位、量纲以及数值大由于不同地震属性的单位、量纲以及数值大小、变化范围是不相同的，如果对原始数据直小、变化范围是不相同的，如果对原始数据直接使用，就会突出绝对值大的属性，而压低那接使用，就会突出绝对值大的属性，而压低那些绝对值小的属性的作用。为克服数据中存在些绝对值小的属性的作用。为克服数据中存在的这种不合理现象，因此，在对这些地震属性的这种不合理现象，因此，在对这些地震属性进行分析时，应首先将各种属性的观测值变换进行分析时，应首先将各种属性的观测值变换到某种规范尺度之下，即定量数据的标准化。到某种规范尺度之下，即定量数据的标准化。 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析标标准准化化的的方方法法很很多多,我我们们通通常常采采用用极极差差标标准准化化，它它是是将将变变量量的的每每个个观观测测值值减减去去该该变变量量所所有有观观测测值值的的平平均均值值，再再除除以以该该变变量量观观测测值值的的极极差差。对对每每个个变变量量观观测测值值变变换换后后，极极差差均均为为1。具具体体变变换换公式为：公式为：式中：式中：xij为变换后的数据；为变换后的数据；xij是变换前的数据；是变换前的数据；xj表示第表示第j个变量观测值的平均值，即个变量观测值的平均值，即（j=1，2，m）。）。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析3、地震属性与地质参数的相关性、地震属性与地质参数的相关性为为了了说说明明两两者者的的相相关关性性，我我们们设设计计了了包包含含楔楔形形体体、砂砂泥泥岩岩互互层层的的地地质质模模型型，模模型型中中选选用用的的子子波波为为雷雷克克子子波波，地地震震子子波波的的主主频频30Hz，采采样样间间隔隔1ms，子波长度为子波长度为60ms。第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析地质模型的地震响应合成地震剖面地质模型的地震响应合成地震剖面褶积理论褶积理论波动理论波动理论楔形体楔形体(080米米,内部内部小层数为小层数为3层层)顶底反顶底反射记录段的射记录段的43种地震种地震属性剖面属性剖面,该剖面主要该剖面主要反映了楔形体厚度从反映了楔形体厚度从80米递减到米递减到0米时各地米时各地震属性的变化情况。震属性的变化情况。从图中可以清楚地看从图中可以清楚地看到到,地层厚度的横向变地层厚度的横向变化对地震属性的影响化对地震属性的影响是比较明显的是比较明显的,因为生因为生成该模型时没有考虑成该模型时没有考虑速度、密度的横向变速度、密度的横向变化。化。褶积模型褶积模型地层厚度地层厚度与地震属与地震属性之间的性之间的关系图关系图褶积模型褶积模型 无噪音情况下的无噪音情况下的砂泥岩互层段砂泥岩互层段(互互层厚度层厚度50m，内，内部小层数为部小层数为20层层)顶底反射记录段顶底反射记录段的地震属性剖面。的地震属性剖面。褶积模型褶积模型砂泥岩互层段砂泥岩互层段地震属性与地地震属性与地震波速度震波速度之间之间的关系。很显的关系。很显然砂泥岩互层然砂泥岩互层段的地震属性段的地震属性在横向上的变在横向上的变化比较复杂。化比较复杂。褶积模型褶积模型楔形体厚度楔形体厚度与地震属性与地震属性间的关系间的关系波动理论波动理论砂泥岩互层砂泥岩互层段地震属性段地震属性与地震波速与地震波速度之间的关度之间的关系系波动理波动理论论含有尖灭、断层和薄层的地质模型含有尖灭、断层和薄层的地质模型 2900m/s2800m/s3000m/s模拟的地面地震成像结果模拟的地面地震成像结果固定时固定时窗地面窗地面地震属地震属性与厚性与厚度的关度的关系系(1)信噪比信噪比;(2)道积分道积分;(3)道微分道微分;(4)能量半时能量半时;(5)线积分线积分;(6)波峰振幅波峰振幅;(7)多道相似性多道相似性;(8)瞬变幅度瞬变幅度;(9)瞬变相位瞬变相位;(10)瞬变波数瞬变波数;(11)自相关函数自相关函数主极值幅度主极值幅度;(12)自相关函数极小值自相关函数极小值/极大值极大值;(13)自相关函数第一过零点自相关函数第一过零点;(14)自相关函数第二过零点自相关函数第二过零点;(15)旁瓣面积旁瓣面积/主瓣面积主瓣面积;(16)双时窗能量比双时窗能量比;(17)双时窗主瓣面积比双时窗主瓣面积比;(18)双时窗旁瓣面积比。双时窗旁瓣面积比。顶底时顶底时窗地面窗地面地震属地震属性与厚性与厚度的关度的关系系(1)信噪比信噪比;(2)道积分道积分;(3)道微分道微分;(4)能量半时能量半时;(5)线积分线积分;(6)波峰振幅波峰振幅;(7)多道相似性多道相似性;(8)瞬变幅度瞬变幅度;(9)瞬变相位瞬变相位;(10)瞬变波数瞬变波数;(11)自相关函数自相关函数主极值幅度主极值幅度;(12)自相关函数极小值自相关函数极小值/极大值极大值;(13)自相关函数第一过零点自相关函数第一过零点;(14)自相关函数第二过零点自相关函数第二过零点;(15)旁瓣面积旁瓣面积/主瓣面积主瓣面积;(16)双时窗能量比双时窗能量比;(17)双时窗主瓣面积比双时窗主瓣面积比;(18)双时窗旁瓣面积比。双时窗旁瓣面积比。地面地震属性地面地震属性与厚度间关与厚度间关系的对比与分析：固定时系的对比与分析：固定时窗窗(上上)与顶底时窗与顶底时窗(下下)关关系相似的属性是：系相似的属性是：5，6，11，14，说明此类属性与，说明此类属性与时窗的取法关系不大。时窗的取法关系不大。属属性与厚度关系性与厚度关系表述为：表述为：固定时窗的属性固定时窗的属性2,3,4,7,14,15,16,17,18与厚度关系不与厚度关系不明显明显；顶底时窗的属性顶底时窗的属性与厚度关系总体上比固定与厚度关系总体上比固定时窗的要明显；时窗的要明显；两种时两种时窗方式的瞬时类属性与厚窗方式的瞬时类属性与厚度关系基本一致；度关系基本一致；振幅振幅或能量类属性与厚度也存或能量类属性与厚度也存在调谐现象。在调谐现象。包含河道砂体的沿层地震属性间交会分析图包含河道砂体的沿层地震属性间交会分析图 波形正半周平均振幅波形正半周平均振幅 波形正半周能量波形正半周能量 有效段均方根频率有效段均方根频率 全谱平均频率全谱平均频率 全谱均方根带宽频率全谱均方根带宽频率 全谱带宽频率全谱带宽频率 有效段带宽频率有效段带宽频率 课程内容课程内容第一讲第一讲 地震属性概述地震属性概述 第二讲第二讲 地震属性提取与分析地震属性提取与分析第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 第四讲第四讲 地震属性应用实例地震属性应用实例第五讲第五讲 储层预测结果评价与检验储层预测结果评价与检验第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 一、地震属性优化原则与方法一、地震属性优化原则与方法二、聚类分析方法二、聚类分析方法三、主因子分析方法三、主因子分析方法四、四、RS决策分析方法决策分析方法五、五、GA-BP算法算法地震属性分析技术地震属性分析技术一、地震属性优化原则与方法一、地震属性优化原则与方法 1 1、用于模式识别、油藏描述中的地震属性参、用于模式识别、油藏描述中的地震属性参数的总体选择原则数的总体选择原则 不同的研究区域应根据本区的地质特点，不同的研究区域应根据本区的地质特点，并在试验的基础上选择相应的属性参数；并在试验的基础上选择相应的属性参数； 需要解决的地质目标（如岩性、地层、含需要解决的地质目标（如岩性、地层、含油气性、断裂带、目标层埋深等）不同，选择油气性、断裂带、目标层埋深等）不同，选择的属性参数应有所不同；的属性参数应有所不同； 选择反映异常特征最敏感、物理意义最明选择反映异常特征最敏感、物理意义最明确的属性参数参预运算或用作综合研究；确的属性参数参预运算或用作综合研究；第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 在在众众多多的的地地震震属属性性参参数数中中，反反映映异异常常特特征征相相似似的的若若干干个个参参数数中中，只只选选其其中中之之一一，即即同同类类或相似属性不可重复选用；或相似属性不可重复选用； 根根据据实实践践和和经经验验，参参预预综综合合分分析析或或处处理理的的属性参数一般在属性参数一般在3 3至至9 9个为佳。个为佳。 在在优优选选地地震震属属性性之之前前必必须须仔仔细细研研究究分分析析井井（测测井井、录录井井资资料料，钻钻采采资资料料，井井中中地地震震信信息息等等）信信息息，研研究究地地震震属属性性与与岩岩石石特特性性之之间间的的关关系，做好标定工作。系，做好标定工作。 在在有有条条件件情情况况下下应应该该做做些些理理论论研研究究，即即研研究究并并分分析析地地震震属属性性与与地地质质特特征征之之间间的的相相关关性性，或研究地震属性的物理含义。或研究地震属性的物理含义。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 2 2、地震属性的优化方法、地震属性的优化方法 随着地震属性应用的不断深入，提取的属随着地震属性应用的不断深入，提取的属性参数越来越多，但并不是多多益善，这是因性参数越来越多，但并不是多多益善，这是因为：为：有些地震属性可能与目的层本身无关，有些地震属性可能与目的层本身无关，而反映了其它地层的变化，这些属性只能对目而反映了其它地层的变化，这些属性只能对目的层的预测起干扰作用的层的预测起干扰作用;属性的增加会给计算属性的增加会给计算带来困难，占用大量存储空间和计算时间带来困难，占用大量存储空间和计算时间;众众多地震属性彼此间必有相关成分，造成信息的多地震属性彼此间必有相关成分，造成信息的重复和浪费重复和浪费;属性个数是与训练样本数有关，属性个数是与训练样本数有关，就模式识别而言，当样本数一定时，属性数过就模式识别而言，当样本数一定时，属性数过多会造成分类效果的恶化。多会造成分类效果的恶化。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 L.Kanal就模式识别总结过以下经验就模式识别总结过以下经验:样本个数样本个数N不能小于某个客观存在的不能小于某个客观存在的界限界限;样本数样本数N与属性数与属性数D之比应该足够之比应该足够大大;如果样本数如果样本数N已经确定，那么当属已经确定，那么当属性数性数D增加时，分类性能先是得到改善，增加时，分类性能先是得到改善，但是当但是当D达到某个最优值后，分类性能便达到某个最优值后，分类性能便会变坏会变坏;通常，样本数通常，样本数N应是属性数应是属性数D的的510倍倍;第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 我国学者陈季镐在一定的假设条件下，用统我国学者陈季镐在一定的假设条件下，用统计模式识别方法得到了样本数计模式识别方法得到了样本数N、属性维数属性维数D与与平均识别准确率的关系曲线（下图），图中结平均识别准确率的关系曲线（下图），图中结果表明：当果表明：当N20时，最优属性数为时，最优属性数为5；当；当N100时，最优属性数为时，最优属性数为8。尽管这些结论尽管这些结论不一定具有普不一定具有普遍性，但这对遍性，但这对地震属性优化地震属性优化任有一定的参任有一定的参考价值。考价值。关于地震属性的优化方法，大体上可以分为关于地震属性的优化方法，大体上可以分为两大类两大类：地震属性降维映射和地震属性选择。：地震属性降维映射和地震属性选择。地震属性降维映射地震属性降维映射通常使用通常使用K-L变换和主分量变换和主分量分解法，从大量原有地震属性出发，构造出少分解法，从大量原有地震属性出发，构造出少数有效的地震属性子集。其缺点是原来地震属数有效的地震属性子集。其缺点是原来地震属性的物理意义已经不明确。性的物理意义已经不明确。地震属性选择地震属性选择是通过已有经验或数学方法进是通过已有经验或数学方法进行属性优选，在地震属性选择前必须先设计好行属性优选，在地震属性选择前必须先设计好目标函数，而目标函数的设计要根据储层预测目标函数，而目标函数的设计要根据储层预测方法和地震属性选择方法灵活确定，不同的优方法和地震属性选择方法灵活确定，不同的优选方法具有不同的目标函数。选方法具有不同的目标函数。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 地震属性的优化方法还可分为：地震属性的优化方法还可分为： 专家优化专家优化一般来说，油田专家对研究一般来说，油田专家对研究区域的储层信息与地震属性之间的关系比较区域的储层信息与地震属性之间的关系比较了解，可凭经验进行地震属性选择。有时专了解，可凭经验进行地震属性选择。有时专家可能提出几组较优的地震属性或属性组合，家可能提出几组较优的地震属性或属性组合，但哪一种最优难下结论，此时可以通过计算但哪一种最优难下结论，此时可以通过计算误识率（如各类模式识别方法）或预测误差误识率（如各类模式识别方法）或预测误差（如函数逼近或神经网络方法），并加以比（如函数逼近或神经网络方法），并加以比较，选取误识率或预测误差最小者为最优的较，选取误识率或预测误差最小者为最优的地震属性或地震属性组合。地震属性或地震属性组合。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 自动优化自动优化由于所解问题与地震属性的关由于所解问题与地震属性的关系比较复杂，难于凭经验选取，为了取得储系比较复杂，难于凭经验选取，为了取得储层预测的最优效果，需要优选地震属性组合，层预测的最优效果，需要优选地震属性组合，衡量最优的标准就是使误识率或预测误差最衡量最优的标准就是使误识率或预测误差最小。为此的万无一失方法就是枚举法，将共小。为此的万无一失方法就是枚举法，将共有有2D1个属性组合的误识率或预测误差进行个属性组合的误识率或预测误差进行比较，选取最优组合。其工作量取决于比较，选取最优组合。其工作量取决于D的大的大小。目前自动优化的方法较多，如小。目前自动优化的方法较多，如RS（RoughSet）理论决策方法、遗传理论决策方法、遗传(GA)算算法、法、GABP联合方法等。联合方法等。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 混合优化混合优化为了克服专家知识与经验的局为了克服专家知识与经验的局限性，减少自动优化的计算量，可将专家优限性，减少自动优化的计算量，可将专家优化与自动优化结合起来进行地震属性优化。化与自动优化结合起来进行地震属性优化。由上讨论可知，准确确定最佳地震属性组合由上讨论可知，准确确定最佳地震属性组合是比较困难的，但实践经验表明，一个简单是比较困难的，但实践经验表明，一个简单的属性优化方法都可能得到比随机选择属性的属性优化方法都可能得到比随机选择属性更好的结果。更好的结果。下面介绍几种自动优化方法下面介绍几种自动优化方法第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 1 1、聚类分析的基本概念、聚类分析的基本概念 聚聚类类分分析析又又称称点点群群分分析析。它它是是按按照照客客体体在在性性质质上上或或成成因因上上的的亲亲疏疏关关系系，对对客客体体进进行行定定量量分类的一种多元统计分析方法。分类的一种多元统计分析方法。 按按照照聚聚类类分分析析方方法法原原理理，又又可可分分为为聚聚合合法法聚类分析聚类分析和分解法聚类分析等。和分解法聚类分析等。二、聚类分析方法二、聚类分析方法第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 相似系数相似系数 ：相关系数相关系数 ：距离系数距离系数 ：2 2、聚类统计量、聚类统计量聚类统计量是指用于衡量客体间相似（或相聚类统计量是指用于衡量客体间相似（或相关）程度的某种指标。关）程度的某种指标。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 3 3、聚类分析的步骤、聚类分析的步骤（1 1）开始聚类时，每个样品或变量自成一类；）开始聚类时，每个样品或变量自成一类；（2 2）按某种聚类统计量，计算客体间的亲疏关）按某种聚类统计量，计算客体间的亲疏关系，把最亲近的两个客体合并成一类，形成一系，把最亲近的两个客体合并成一类，形成一个由两个客体为一类的客体集团（类）；（个由两个客体为一类的客体集团（类）；（3 3）计算某一类与其余类之间的亲疏关系，把最亲计算某一类与其余类之间的亲疏关系，把最亲近的两个类合并成新的一类；（近的两个类合并成新的一类；（4 4）如果分类的）如果分类的总数目仍大于，则对上一步中合并成的新类总数目仍大于，则对上一步中合并成的新类计算各类间的亲疏关系，按新类的亲近程度继计算各类间的亲疏关系，按新类的亲近程度继续合并新类，直到把全部客体聚合为一个大类续合并新类，直到把全部客体聚合为一个大类为止。（为止。（5 5）最后按归类情况作出谱系图。）最后按归类情况作出谱系图。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理聚类分析流程图聚类分析流程图每个客体、样品或变量自成一类每个客体、样品或变量自成一类计算客体间的亲疏关系计算客体间的亲疏关系, ,最最亲近的两个客体合成一类亲近的两个客体合成一类计算类间亲疏关系计算类间亲疏关系, ,最亲最亲近的两类合并成新类近的两类合并成新类按新类的亲近程度继续并类按新类的亲近程度继续并类, ,直到直到把全部客体聚合为一个大类为止把全部客体聚合为一个大类为止绘制聚类平面图绘制聚类平面图低低 相似系数相似系数 高高通过谱系图的分析可以看到：胜通过谱系图的分析可以看到：胜利油田樊家地区砂泥岩薄互层的利油田樊家地区砂泥岩薄互层的18个深度域地震属性大致可以划个深度域地震属性大致可以划分为以下四类：分为以下四类：第一类：第一类：1、2、4、9、10、15；第二类：第二类：16、17、18；第三类：第三类：5、6、8、11；第四类：第四类：3、12、13、14；其其它：它：7。类别划分的类别划分的粗细尺度粗细尺度(1)信噪比信噪比;(2)道积分道积分;(3)道微分道微分;(4)能量能量半时半时;(5)线积分线积分;(6)波峰振幅波峰振幅;(7)多道相似多道相似性性;(8)瞬变幅度瞬变幅度;(9)瞬变相位瞬变相位;(10)瞬变波瞬变波数数;(11)自相关函数主极值幅度自相关函数主极值幅度;(12)自相关自相关函数极小值函数极小值/极大值极大值;(13)自相关函数第一过零自相关函数第一过零点点;(14)自相关函数第二过零点自相关函数第二过零点;(15)旁瓣面旁瓣面积积/主瓣面积主瓣面积;(16)双时窗能量比双时窗能量比;(17)双时窗双时窗主瓣面积比主瓣面积比;(18)双时窗旁瓣面积比。双时窗旁瓣面积比。1 1、因子分析的基本概念、因子分析的基本概念 因因子子分分析析是是研研究究变变量量间间相相关关关关系系、样样品品间间相相似似关关系系、变变量量与与样样品品间间成成因因联联系系以以及及探探索索它它们们之之间间产产生生上上述述关关系系的的内内在在原原因因的的一一些些多多元元统统计分析方法的总称。计分析方法的总称。 根据它们的研究对象，因子分析大致可分根据它们的研究对象，因子分析大致可分为：（为：（1 1）型因子分析；（）型因子分析；（2 2）型因子分析；）型因子分析；（3 3）对应分析。）对应分析。三、主因子分析方法三、主因子分析方法第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 L400测线主因子分量曲线图测线主因子分量曲线图基于基于RS（粗集）理论的地震属性优化方法是波粗集）理论的地震属性优化方法是波兰理工大学教授兰理工大学教授Z.Pawlak（1991）等提出。等提出。RS理论理论为研究对不完整数据进行分析、推理，发现数据间为研究对不完整数据进行分析、推理，发现数据间的关系，提取有用属性，简化信息处理，研究不精的关系，提取有用属性，简化信息处理，研究不精确、不确定知识的表达、学习、归纳方法等提供了确、不确定知识的表达、学习、归纳方法等提供了一个有力的工具。同时，一个有力的工具。同时，RS理论还为信息科学和认理论还为信息科学和认识科学提供了新的科学逻辑和研究方法，并且为智识科学提供了新的科学逻辑和研究方法，并且为智能信息处理提供了有效的处理技术。能信息处理提供了有效的处理技术。四、四、RS决策分析方法决策分析方法第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 方法优点：方法优点：RS理论具有无需提供除问题所需处理的理论具有无需提供除问题所需处理的数据集合之外的任何先验信息，仅根据观测数数据集合之外的任何先验信息，仅根据观测数据删除冗余信息，比较不完整知识的程度粗据删除冗余信息，比较不完整知识的程度粗糙度、属性间的依赖性与重要性，抽取分类规糙度、属性间的依赖性与重要性，抽取分类规则等的能力；则等的能力；自组织神经网络具有较强的自自组织神经网络具有较强的自组织能力。将组织能力。将RS理论与自组织神经网络结合理论与自组织神经网络结合起来可以实现地震属性的起来可以实现地震属性的RS决策分析方法。决策分析方法。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 属属性性样样本本输入输入自自组组织织神神经经网网络络量量化化条条件属性件属性RS理理 论论优优化化条条件件属性组合属性组合井井样样本本输输入入自自组组织织神神经经网网络络量量化化决决策属性策属性决决策策表表的的形形成成地震属性优化中的地震属性优化中的RS决策分析框图决策分析框图第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 条件属性量化的最优化准则：条件属性量化的最优化准则：用最少的条件量化参数，使量化后的用最少的条件量化参数，使量化后的数据表相容。因此，我们选用自组织神经数据表相容。因此，我们选用自组织神经网络对条件属性进行分类，其分类结果即网络对条件属性进行分类，其分类结果即为该条件属性的量化结果。为该条件属性的量化结果。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 具体实现步骤：具体实现步骤：（1）用自组织神经网络方法对条件属性值进行分类，）用自组织神经网络方法对条件属性值进行分类，其分类结果即为该条件属性的量化结果；其分类结果即为该条件属性的量化结果；（2）对井点的储层参数（如孔隙度值）进行分类，）对井点的储层参数（如孔隙度值）进行分类，做决策属性；做决策属性；（3）在井旁选取）在井旁选取N道，将道，将N道的地震属性与决策属性道的地震属性与决策属性组成决策表；组成决策表；（4）采用）采用RS理论优选出地震属性个数最少的属性组理论优选出地震属性个数最少的属性组合；合；（5）用优化的地震属性组合进一步提取决策规则的）用优化的地震属性组合进一步提取决策规则的核值。核值。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 RS决策表的处理流程如下：决策表的处理流程如下：（1）删除重复的样本；）删除重复的样本；（2）删除多余的属性；）删除多余的属性；（3）对每个样本删除多余的属性值；）对每个样本删除多余的属性值；（4）求出最小约简表；）求出最小约简表；（5）根据最小约简表，求出决策规则。）根据最小约简表，求出决策规则。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 RS理论决策分析方理论决策分析方法的处理流程图法的处理流程图1、GA的原理简介的原理简介遗传算法是一种群体型操作，该操作以群体遗传算法是一种群体型操作，该操作以群体中的所有个体为对象，经过选择、交叉、变异中的所有个体为对象，经过选择、交叉、变异三个主要遗传操作，使遗传算法具有与其它传三个主要遗传操作，使遗传算法具有与其它传统方法所没有的特点。遗传算法中包括了如下统方法所没有的特点。遗传算法中包括了如下几个步骤：（几个步骤：（1）参数编码；（）参数编码；（2）生成初始群）生成初始群体；（体；（3）设计适应度函数；（）设计适应度函数；（4）遗传操作的）遗传操作的设计；（设计；（5）确定遗传的控制参数。）确定遗传的控制参数。五、五、GA-BP算法算法第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 遗传算法的基本流程遗传算法的基本流程 编码和初始群体的生成编码和初始群体的生成群体中个体适应度的检测评估群体中个体适应度的检测评估选择选择交叉交叉变异变异满足结束条件满足结束条件算法结束算法结束NoNoYesYes第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 1）参数编码）参数编码遗传算法的编码技术比较多，遗传算法的编码技术比较多，我们采用的是常用的一维染色体编码技术。即我们采用的是常用的一维染色体编码技术。即在遗产空间中，用以表示个体的字符集中的要在遗产空间中，用以表示个体的字符集中的要素构成了字符串。一维染色体编码中常用的符素构成了字符串。一维染色体编码中常用的符号集是二值符号集号集是二值符号集0,1。基于此符号集的个。基于此符号集的个体呈二值码串。体呈二值码串。注意：属性组合与遗传算法中的二进制编码的对应关注意：属性组合与遗传算法中的二进制编码的对应关系为：染色体长度与地震属性个数相同，每个属性分系为：染色体长度与地震属性个数相同，每个属性分别与每个基因相对应。每个基因用二进制表示只能取别与每个基因相对应。每个基因用二进制表示只能取0或或1，因此，当某个基因为，因此，当某个基因为1时，表示其对应的属性时，表示其对应的属性被选用；否则不参与属性组合。被选用；否则不参与属性组合。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 2）生成初始群体）生成初始群体遗传算法中初始群体中的个体是遗传算法中初始群体中的个体是随机产生的。随机产生的。随机生成一定数目的个体，然后从中挑随机生成一定数目的个体，然后从中挑出最好的个体加到初始群体中。这种过程不断迭代，出最好的个体加到初始群体中。这种过程不断迭代，直到初始群体中各数达到了预先确定的规模。直到初始群体中各数达到了预先确定的规模。3）设计适应度函数）设计适应度函数遗传算法在进化搜索基本上不遗传算法在进化搜索基本上不用外部信息，仅用目标函数即适应度函数为依据。对目用外部信息，仅用目标函数即适应度函数为依据。对目标函数的唯一要求是，针对输入可计算出能加以比较的标函数的唯一要求是，针对输入可计算出能加以比较的非负结果。这一特点使得遗传算法应用范围很广。非负结果。这一特点使得遗传算法应用范围很广。4）遗传操作的设计）遗传操作的设计遗传操作包括以下三个基本遗遗传操作包括以下三个基本遗传算子（传算子（geneticoperator）：（）：（1）选择选择(selection)；（2）交叉交叉(crossover)；（；（3）变异变异(mutation)。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 5）确定遗传的控制参数）确定遗传的控制参数（1）群体规模）群体规模n群体规模影响遗传优化群体规模影响遗传优化的最终结果以及遗传算法的执行效率。的最终结果以及遗传算法的执行效率。一般取一般取n从从10到到160之间。之间。（2）交叉概率）交叉概率交叉概率控制着交叉操作被交叉概率控制着交叉操作被使用的频度。一般取从使用的频度。一般取从0.25到到1.0之间。之间。（3）变异概率）变异概率变异在遗传算法中属于辅助变异在遗传算法中属于辅助性的搜索操作，它的主要目的是维持解群体的性的搜索操作，它的主要目的是维持解群体的多样性。通常取变异概率为多样性。通常取变异概率为0.001左右。左右。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 2、BP神经网络基本原理简介神经网络基本原理简介BP网络是一种层状结构的前馈神经网络，由于网络是一种层状结构的前馈神经网络，由于误差的计算过程是始于输出层的反向传播的递误差的计算过程是始于输出层的反向传播的递推过程，因此称之为推过程，因此称之为“误差反向传播算法误差反向传播算法”。BP网络由输入层、输出层和一个或几个隐层网络由输入层、输出层和一个或几个隐层（也叫中间层、隐蔽层）组成。（也叫中间层、隐蔽层）组成。BP网络结构如网络结构如下图：下图： K 输入层输入层 J 隐层隐层 L 输出层输出层第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理 3、GA-BP算法的具体算法过程算法的具体算法过程设解空间为设解空间为在解空间中取一群点（即初始群体），作为遗传算法在解空间中取一群点（即初始群体），作为遗传算法的开始的第一代。每个点用一个二进制的数字串（基因的开始的第一代。每个点用一个二进制的数字串（基因串）表示，其优劣的程度用一适应度函数来衡量。适应串）表示，其优劣的程度用一适应度函数来衡量。适应度大，表明那个点好，容易在遗传中生存下去。度大，表明那个点好，容易在遗传中生存下去。对当对当前一代的每个数字串，根据由其适应度决定的概率复制前一代的每个数字串，根据由其适应度决定的概率复制到配对池中。好的数字串以高的概率被复制下来，劣的到配对池中。好的数字串以高的概率被复制下来，劣的数字串被淘汰掉。数字串被淘汰掉。将配对池中的数字串任意配对，并将配对池中的数字串任意配对，并对每一对数字串进行交叉操作，产生新的数字串。对每一对数字串进行交叉操作，产生新的数字串。对对新的数字串的某一位进行变异新的数字串的某一位进行变异,这样就产生了新的一代。这样就产生了新的一代。重复重复到到，直到满足终止条件。，直到满足终止条件。方法的优点：方法的优点：遗传算法采用并行搜索，因此搜索效率高。遗传算法采用并行搜索，因此搜索效率高。GA本质上属于随机寻优过程，不存在局部收本质上属于随机寻优过程，不存在局部收敛问题。这就是说，敛问题。这就是说，GA具有快速收敛于全局具有快速收敛于全局最优解的能力，这一能力恰好弥补了最优解的能力，这一能力恰好弥补了BP算法算法容易局部收敛的缺陷。同时，与容易局部收敛的缺陷。同时，与BP算法相结算法相结合，也解决了单独利用合，也解决了单独利用GA往往只能在短时间往往只能在短时间内寻找到接近全局最优解这一问题。内寻找到接近全局最优解这一问题。第三讲第三讲 地震属性优化处理地震属性优化处理