[发明专利]一种突出含气储层低频地震异常的地震信号时频分析方法

说明书

本发明提供了一种突出含气储层低频地震异常的地震信号时频分析方法，该方法在对地震信号进行时频分解时，时频分析方法采用了增强低频端分辨率的不对称分析窗，使得即使在地震信号中包含了强振幅高频成分时，基于本发明的地震信号时频分析方法计算的储层流度剖面中，由含气储层引起的流度幅值变化趋势呈现出随着频率升高而逐渐减弱直至消失的单调变化，从而有助于准确可靠地识别出与油气储层有关的低频地震异常。

技术领域

本发明属于油气地震勘探领域，涉及一种突出含气储层低频地震异常的地震信号时频分析方法。

背景技术

地震波在地下介质传播过程中，由于地下介质为非理想弹性体、岩石孔隙中充填的流体的作用，使地震波的部分能量不可逆转地转化为热能，引起地震波吸收衰减。尤其是当地震波穿过含气储层时，其高频成分会发生明显的衰减，而低频成分衰减相对较小，这种吸收程度的差异，常使含气储层表现为低频地震异常。因此，在油气地震勘探中，常将这种低频地震异常作为指示油气藏的一种标志。

储层流体流度定义为岩石的渗透率与流体粘度之比，可以通过基于地震资料的储层流体流度参数计算，提取含气储层引起的低频地震异常，而合适的地震信号时频分析方法，是计算储层流体流度，有效识别油气储层低频异常的关键。在对地震信号进行时频分解中，目前所用的大多数加窗类时频分析方法(如S变换、广义S变换等)，均是采用了对称的分析窗函数，如高斯函数。使用对称的分析窗使得时频分析方法兼顾了低频端和高频端的分辨率，但是，当地震信号中包含强振幅的高频成分时，含气储层在流度剖面中常表现为首先随着频率的增高而消失，然后随着频率进一步升高又出现增强的情况(即非单调变化)，不利于充分利用储层流体流度特性，准确地识别油气储层的低频地震异常。

发明内容

本发明的目的在于提供一种突出含气储层低频地震异常的地震信号时频分析方法，其原理是，建立了增强低频端分辨率的不对称分析窗，使得即使在地震信号中包含了强振幅高频成分时，基于本发明的地震信号时频分析方法计算的储层流度剖面中，由含气储层引起的流度幅值异常变化趋势能呈现出随着频率升高而逐渐减弱直至消失的确定性变化(即单调变化)。本发明方法包括以下主要步骤：

(1)输入地震数据集，对数据集中的每一道地震记录x(t)进行傅里叶变换，得到其频谱X(f)，其中，x(t)包含N个采样点，t为时间，单位是秒(s)，f为频率，单位是赫兹(Hz)；

(2)给定低频控制参数σ_L和高频控制参数σ_H，按照下式构建第j个频率f_j对应的分析窗：

式中，j＝0,1,…,N-1，

(3)按照下式对w(f_j,τ_a,τ_b)进行能量归一化处理：

式中，δ(j-f)是单位脉冲函数，*表示褶积运算；

(4)计算能量归一化分析窗与X(f)的哈达玛积，即：

式中，⊙表示两个向量的哈达玛积运算，[·]^T表示列向量；

(5)重复步骤(2)至(4)，直至对所有频率值都进行了相应的计算，最终得到N阶矩阵X(f',f)＝[X(f₀,f),…,X(f_j,f),…,X(f_N-1,f)]；

(6)沿着矩阵X(f',f)的第一频率轴f'的方向进行反傅里叶变换，得到x(t)的时频分析结果X(t,f)。