常用地震属性的意义之欧阳光明创编.docx

1、常用地震属性的意义之欧阳光明创编常用地震属性的意义欧阳光明（2021.03.07）地震反射波来自地下地层，地下地层特征的横向变化，将导致地震 反射波特征的横向变化，进而影响地震属性的变化，因此，地震属性 中携带有地下地层信息，这是利用地震属性预测油气储层参数的物理 基础。随着地震属性处理及提取技术的大量涌现，属性种类多达几百 种，实际应用人员应用起来遇到了很大困难，迫切需要按实用的角 度，总结各地震属性参数与储层特征参数间的内在联系，为进一步研 究建立地震信息与储层参数之间的关系提供可靠的前提条件，做到信 息提取有方向、有目标。为了达到这一目的，首先按类别较全面总结 了目前常用地震属性，从算法

2、开始，分析了各属性所表达的在地震波 波形上的意义，从正向上分析地震属性变化与油气储层特征变化的关 系，进而探讨总结了它的潜在地质应用。这类属性是按剖（或体）处理的，杲一个体文件（或剖面文 件），属性值对应空间位置，即（x、y、to、属性值），可以用于常 规地震剖面的方式显示与使用，常用的属性有：相干体（方差体、相 似体等）、波阻抗.道积分数据体，经希尔伯特变换得到的瞬时属性 体、倾角、倾向数据体等，这些属性体可以直接应用于解释，也可以 用解释层位提取出来转变为属性层，下表为常用属性体属性意义及潜 在地质应用一览表。属性名称（BCM同义词）左义在解释中的应用属性特征反射强度(Reflection

3、 Strength) 振幅包络( Amplitude Envelope) 瞬时振幅( Instaneous Amplitude ) REFLSTAN (缩人二収+力勺）用于振幅异常的品质 分析：用于检测断 层、河道、地下矿 床、薄层调谐效应;从复合波中分辨岀厚 层反射提供声阻抗差的信息。横 向变化常与岩性及油气聚 集有关。值总是正的写)瞬时相位 ( InstaneousPhase ) INSTPHAS (缩 写)(/) = tan-1-/(0进行地丧地层层序和 特征的识别；加强同 相轴的连续性，因此 使得断层、尖灭、河 道更易被发现。可对 相位反转成图，有可 能指示含气否描述了复相位图中实部和

4、 虚部之间的角度。它的值 总在180之间。瞬时相位 是不连续的，从+ 180到 -180的反转可引起锯齿 状波形瞬时频率 (Instaneous Frequency ) INSTFREQ (缩 写)dO(t)吨用于气体聚集带和低 频带的识别：确左沉 积厚度：显示尖火、炷水界面边界等突变 现象瞬时相位对时间的变化 率。值域为(一兔+ fjo然而，大多数瞬时相 位都为正。可提供同相轴 的有效频率吸收效应及裂 缝影响和储层厚度的信息正 交 道(Quadrature Trace) 希尔伯特变换 ( HilbertTransformQUADRATR (缩 写)h(t)是f(t)的希 尔伯特变换，也 是f

5、(t)的90相 移 加用于复数道分析的品 质控制当实地震道代表地震响应 中质点位移的动能时，正 交道相当于质点位移的势 能视极性 ( Apparent Polarity ) APPAPOLA (缩 写)在振幅包络峰值处实地震道的极性用于振幅异常的品质 分析为实地震道的符号位，假 设零相位子波、视极性与 反射系数的极性相同响应相位 ( Response Phase ) RESPPHAS (缩 写)在振幅包络峰值处的瞬时相位值地震地层层序的识 别、检测。由于流体 含量或岩性引起的横 向变化，在具有相似 的振幅响应时，用来 区分有利和不利带强调反射界而的主相位特 征。与瞬时相位的应用相 同响应频率

6、( Response Frequency ) RESPFREQ (缩 写)在振幅包络邮值 处的瞬时频率值识別与气藏聚集有关 的可能区带相应频率在区域上更具可 解释性。与瞬时频率的应 用相同反射强度交流 分 量(Perigram) PERIGRAM(缩写)消除了反射强度 中的均值(直流 分量)部分后的 偏差用于振幅异常的品质 分析。与反射强度的 应用相同，但更适合 于分析和处理，因为 它有正负这种显示使能量最大值的 泄位比在地震剖而上更明 显、更淸晰相位余弦(cosine of Phase)瞬时相位 余弦(cosineZG =久；用于地箴地层层序和 特征的识别，与瞬时 相位的应用相同，但 克服了

7、相位反转的跳它在正值和负值之间平滑 地振荡。它可能影响地爲 显示中同相轴的外观，更 便于用传统的彩色图进行of Instaneous Phase)道归一 化(Normalized Trace)断，可用于数据加强 处理分析反射强度交流 分量x相位余弦Perigramx cosine ofPhase） GRPXPERI （缩 写）当 Perigram0 时，反射强度交 流分量与相位余 弦的乘积：否则 为0强振幅、连续相位成 图，用于振幅异常分 析，与反射强度应用 相同将实际资料分离成振幅 （Perigram）和相位 （cosine of phase）两部 分，消除小于振幅能疑一 半的数据相干体计算

8、相邻地震道的互相关系数识别断层、裂缝带、 河道和砂体边界等时窗长度可以选择，还可 以选连续度处理和非连续 度处理。另外还有相干系 数的平均、均方、中值等 选项。相似体计算相邻地震道 的相似系数同上不但可以对三维体数据作 不连续分析，还可以对基 于层位的二维数据作相似 性预测，以及倾角、方位 角，边界检测和图象增强。还可以沿层解释的层位作 相似性分析波阻抗它将地震资料、 测井数据、地质 解释相结合，利 用测井资料具有 较高的垂向分辨 率和地震剖而有 较好的横向连续 性的特点，将地 後剖而“转换 成”波阻抗剖而用于储集层的研究， 识别砂体的分布特征 和范围将地震资料与测井资料连 接对比，能有效地对

9、地层 物性参数的变化进行研 究，对储层特征进行描述道积分对地震道进行积 分识別砂体、岩性尖火点等相对对数波阻抗倾角倾向数据体计算同相轴的倾 角识别尖灭点、不整合、了解地层产状2.沿层地震属性这种属性是用解释层位在地震数据体（剖）中提取出来的属性， 它的数值对应一个层位或一套地层，每个属性值对应一个x、y坐标。 提取方式有两类：沿一个解释层开一个常数时窗，在此时窗内提取地 震属性，提取方式有4种（图2-la） o用两个解释层提取某一段地层*欧阳光明*创编对应的地震属性，提取方式也有4种(图2-lb) o常用地震属性的计算方法总结如下：(1).均方根振幅(RMS Amplitude)均方根振幅是将

10、振幅平方的平均值开平方。宙于振幅值在平均前 平方了，因此，它对特别大的振幅非常敏感。(2)、平均绝对值振幅(Average Absolute Amplitude)平均绝对值振幅没有均方根振幅那样，对特别大的振幅敏感。 (3人最大波峰振幅(Maximum Peak Amplitude)物线，恰好通过最大正的振幅值和它两边的两个采样点，沿着玫曲线 内插可得到最大波峰值振幅值。PAL画一个使这三个采样点适合曲线并且沿这一曲线确定出最大值。MaximumPeak Amplitude = 125(4).平均波峰振幅(Average Peak Amplitude)平均峰值振幅是对每一道在分析时窗里的所有正

11、振幅值相加，得 到总数除以时窗里的正振幅值采样数得到的。(5)、最大波谷振幅(Maximum Trough Amplitude)最大波谷振幅的求取方法是，对于每一道，PAL在分析时窗里做一 抛物线，恰好通过最大负的振幅值和它两边的两个采样点，沿着这曲 线内插可得到最大波谷振幅值。PAL画一个适合这三个采样点的曲线并且沿着这一曲线确定出最大值。Maximum Trough Amplitude = 1-901 = 90(6).平均波谷振(Average Trough Amplitude)平均波谷振幅是对每一道在分析时窗里的所有负振幅值相加，得到 总数除以时窗里的负振幅值采样数得到的。(7)、最大绝

12、对值振If (Maximum Absolute Amplitude)计算每道的最大绝对值振幅的求取方法是，首先在分析时窗内计 算出波峰和波谷的值，得出最大的波峰或波谷值，然后，PAL画一抛 物线，恰好通过最大波峰或波谷振幅值和它两边的两个采样点，沿着 这曲线内插可得到最大绝对值振幅值。PAL画一个适合这三个采样点的曲线并且沿着这一曲线确定出最大值。Maximum Absolute Amplitude = 123.6(8).总绝对值振幅(Total Absolute Amplitude)总绝对值振幅是计算确定时窗内的所有道的绝对值振幅值。Total Absolute Amplitude = su

13、m of absolute values ofamplitudes=1045(9)、总振 (Total Amplitude)每一道的总振幅杲，在层内对采样点求取总的振幅值。Total Amplitude = sum of amplitudes= 559(10)、平均能量(Average Energy)对于每一道的平均能量的求取方法杲，对分析时窗内的振幅值平方相 加，对总数除以时窗内的采样数求得。(11).总能W(Total Energy)对于每一道总能量的求取方法是，对分析时窗内的振幅值平方相加求和得到的。Total Energy = sum of squared amplitudes= 83

14、, 945(12).平均振幅(Mean Amplitude)对于每一道的平均振幅的求取方法是，对分析时窗内的振幅值相 加，总数除以非零采样点数得到的。(13).振幅的平方差(Variance in Amplitude)对于每一道的振幅的平方差的求取方法是，对分析时窗内的每个振V =匹(“-M=召工(-34.94)2=J-64414.8816=4025.93(14).振幅的立方差(Skew in Amplitude)对于每一道的振幅的立方差的求取方法是，对分析时窗内的所有 采样点求取平均值，然后减去每道的平均值，计算差值的立方，求出 这些值的总和，除以采样点数就可得到。(15).振幅的峰态(Ku

15、rtosis in Amplitude)对于每一道的振幅的峰态的求取方法杲，对分析时窗内的所有采样 点求取平均值，然后减去每道的平均值，计算差值的四次方，求出这 些值的总和，除以采样点数就可得到。(16)、有效带宽(Effective Bandwidth)数据体时窗的有效带宽杲由数据体的零延时的自相关除以采样周期与水欧阳光明*创编道两边所有自相关的总和之积而求得的。r(t) = the two-sided auto-correlation of the data in thewindowT = sample periodWindow length= M+l有效带宽被看作是定量化的相似数据体。狭

16、窄的带宽就杲比较相似 的数据体；而较宽的带宽是不太相似的数据体。因此，宽的带宽表示 不均质的反射特征，被认为是复杂的地层；窄的带宽表示的是较简单 的或平滑的反射特征，认为是均质的地层模式。带宽能帮助我们在数 据体中识别噪声区，有噪声的数据体比没有噪声的纯数据体有很明显 宽的带宽。应用地震地层学的方法，可以从与其它属性相配合的有效带宽中推断 出一系列地震反射所代表的沉积环境。如一个狭窄的带宽区域，低振 幅，高频，连续的平行反射代表了低能量沉积环境，认为是深海页 ULJ-too(17).弧长(Arc Length)弧长杲作为地震道的波形长度来定义的，它是在时窗内对所有地震 道的变化范围的比例测量。

17、假想，用道的波形样式绘制地震道曲线， 然后想象一根绳子放在地震道上跟着每个波形波动。地震道的弧长就 是当绳子伸展开的总长度。a(i)= amplitude at the zth sampleT = sample periodN = number of samples in the window弧长是用于高振幅高频率和高振幅低频率之间与低振幅高频率和低振幅低频率之间的区别。如因为页岩和砂岩的界面，一般有一些突变 和高阻抗的反差，弧长就用于页岩层序和含砂量较高的层序之间的识 别，带宽越小，弧长就越接近总绝对值振幅。这一属性相似于反射的非均质性。过零值平均频率的计算方法是通过数据体时窗中的过零点的个

18、数(Nzc),和求出第一个通过零值的反射时间和最后一个通过零值的反 射时间，根据下式计算出过零点平均次数(fzc) Ot 1 = tim f =三 ossingJzc 2(/2-/,) 6t 2 = time of last zero crossing对于过零值平均频数的用途相似于瞬时频率，由于它不会有尖脉 冲，并且它的值不会为负值或无穷大，因此它是一个比较稳定的量。 当时窗比较小时，过零值平均频数对波形中较小的变化比平均瞬时频 率敏感。(19). Dominant Frequency Series Fl F2. F3 (主频系列 Fl、F2. F3)对于所确定时窗的每一个输入道的估算值是由能

19、量谱中的三个最主 要频率分量组成，如下图中的Fl、F2、F3。其中F1是低频段中的峰 值，F2是中间频段中的峰值，F3杲高频段中的峰值。运行这些属 性，PAL就合用最大燔方法，对每道进行谱分析，六次多项式杲用于 能量谱模式和识别它的三个峰值。它应用的优点是能够输入有限的数 据得到可靠的估算值。对于一定的输出格式必须由40ms的数据，当分析时窗在40ms以下时，PAL将合输出无效值。 水欧阳光明*创编上图所绘的能量谱图是通过对所有道进行快速傅立叶变换得到的， 主频估算值是在50ms的分析时窗中得到的。最大焰方法是在有限的 时间时窗内得到可靠的估算值，但这些是对三个主频的数学方法佶算 值，并且这些

20、估算值可能不总是于与你在实际能谱上看到的峰值一 样。这三组属性帮助你在数据时窗内来确定主频特征，在任意或所有主 频系列属性里的侧向变化可能有由油气饱和度或断裂导致的频率吸收 效应的特征。例如，油气饱和的砂体削弱了较高的频率，这样你就会 看到较低的一个或所有的主频。虽然同样的是计算峰值谱频率，因为它可以显示在振幅谱中的最重 要的三个点，所以主频系列有更多的信息。通过更多的振幅谱特征， 主频系列可以揭示与地层或岩性有关的频率趋势。(20)、峰值谱频率(Peak Spectral Frequency)对于所确定时窗内的每一输入道，峰值谱频率的估算值是由能量谱 中单一的最主要的频率组分组成。峰值谱频率

21、相似于主频系列，主频 系列估算值是由能量谱中的三个最主要的频率段组成。大体上，峰值 谱频率将描述的是主频系列(Fl、F2、F3)中所给任意道的最主要的 谱组分。运行这些属性，PAL就会用最大熔方法，对每道逬行谱分析，多系 数多项式是用于能量谱模式和识别它的最重要的峰值谱频率。它的应 用的优点是能够输入有限的数据得到可靠的估算值。对于一定的输出 格式必须由40ms的数据，当分析时窗在40ms以下时，PAL将合输 出无效值。上图所绘的能量谱图杲通过对所有道进行快速傅立叶变换得到的，主 频估算值是在50ms的分析时窗中得到的。最大焰方法是在有限的时 间时窗内得到可靠的估算值，但这些杲峰值谱频率数学方

22、法估算值， 并且这些估算值可能不总是于与你在实际能谱上看到的峰值一样。峰值谱频率提供了一种追踪主频特征的方法，主频特征可能由油气 饱和度、断裂、岩性、地层的变化有关现象导致的频率吸收效应所带 来的的特征。例如，油气饱和砂体吸收了较高的地震频率，这样你可 能看到较低的峰值谱频率值。任何大于门槛值的频率都将从峰值谱频率分析中被排除的。在数据体 中设定门槛值为最大有效频率，一般来说，这个值是信噪比为1的频 率值。在这个频率值以上，许多的噪声的存在比信息多。因此这个数 据不会对整个时间道有建设性的作用。(21).从谱的峰值到最高频率的斜率(Spectral Slope from Pfak toMaxi

23、mum Frequency)这个属性表明了在分析时窗内高频成分被吸收的特点。你确定了一个 感兴趣的最大值，PAL就计算出在谱中的峰值频率到你设定的门槛值 衰减比率。如果斜率是一个高值，高频成分很快被吸收；如果斜率是 个低值，就没有信息被吸收。对每一输入道，PAL会用最大焰方法计算峰值谱频率，多系数多顷 式是用于能量谱模式和识别它的最主要的峰值。这个过程是用最小二次方回归法确定一个线性关系，适合于在峰值 频率和对于谱估算的最大频率之间的所有能量谱模式的线性关系。斜 率用db/HZ表示。下图实例中，所绘的能量谱图是通过对所有道进行快速傅立叶计算 得到的，波峰谱频率和从波峰到70HZ最大频率的斜率是

24、用PAL在 50ms的分析时窗中得到的。这个属性想通过对能量谱的衰减的估算，用频率在典型的能量谱内 定量表示频率的吸收效应。谱斜率的侧向变化可能由于油气饱和度或 断裂或与岩性或地层的变化有关现象导致的频率吸收效应所带来的特 征。例如，油气饱和砂体衰减了较高的地震频率，谱斜率就会比较陡 峭。谱估算的最大频率值用于规定了峰值谱频率的上限，也就是，当峰 值谱频率计算出来时，任何高于这个门槛值的频率都会被排除。在数 据体中设定门槛值为最大有效频率，一般来说，这个值是信噪比为1 的频率值。在这个频率值以上，存在的噪声比信息多。因此这个数据 不会对整个时间道有建设性的作用。(22).大于门槛值百分比(Pe

25、rcent Greater than Threshold)对于每一道来说，在分析时窗中，大于设定的门槛值的采样个数除 以总采样个数，乘以100。Threshold = 90当在时窗内振幅属性采样率为平均采样率时，为求得的振幅大值 或小值所占比例，大于门槛值的百分比就决定了大于设定的振幅门槛 值的采样数的多少。在某种意义上，你所计算的主要是在时窗中的相 对高振幅部分。这一方法的优点是，它杲对某一层统计计算，并且对 数据体特征中的侧向变化是非常敏感的。小于门槛值的百分比主要用于分析地层的延伸，海逬和海退垂直 序列层序合在高振幅砂岩面和低振幅页岩面之间产生。通过计算大于 门槛值的振幅百分比，你可以确

26、定这些垂直变化和绘出横向变化的范 围图O同样的，这一属性可以帮助你区分出整合基底（高振幅）、丘状 起伏基底（较低振幅）和杂乱反射基底（低振幅）之间的不同。号一个应用杲在层序或沿确定的反射层内可以画出异常振幅图， 例如由油气或流体的聚集，不整合和调谐效应所导致的异常。（23）.小于门槛值百分比（Percent Less than Threshold）对于每一道来说，在分析时窗中，小于设定的门槛值的采样个数除 以总采样个数，结果乘以100。Threshold = 90当在时窗内振幅属性采样率为平均采样率时，为求得的振幅的大 值或小值所占比例，小于门槛值的百分比就决定了，小于设定的振幅 门槛值的采样

27、数的多少。在某种意义上，你所计算的杲在时窗中的相 对低振幅部分。这一方法的优点是，它杲对某一层的统计计算，并且 对数据体特征中的侧向变化是非常敏感的。小于门槛值的百分比主要是用于地层走向方面的。在特定的第三 纪盆地内，三角洲层序是从富含砂，高均方根振幅，到富含页岩前三 角洲或深海平原里廂的低振幅来划分的。这些油页岩比率的变化通过于50%o当从砂岩向下到页岩层序分层时，能量半衰时将小于50%o 能量半衰时中的横向变化图可以帮助整个地层解释。能量半衰时也能对振幅异常描述由帮助。例如，亮点和暗点与油 气含量有关，当这些异常在分析时窗内改变了能量的分布时，你可以 看到能量半衰时中的变化。对于可以被检测

28、出来的在中心的能量分布 的时移，时窗必须包括最前或尾部的数据体作为异常振幅的参考。(25)、能量半袞时斜率(Slope at Energy Half-Time)能量半衰时斜率所计算的杲当所累计的能量是总能量的一半时所需 时间的能量曲线的斜率。Slope at Energy Half-Time= E(nhalf) - E(nhalf-l)E (energy) = amplitude squaredof the tracenhalf = sample where accumulated energy is one-half the energy inthe gate 下面是一道的例子：Slope

29、at Energy Half-Time= 872 - 762=7569 - 5776=1793能量半衰时斜率的用途与能量半衰时相似。然而，能量半衰时斜率 时更敏感的显示工具。当层中的能量一致时，它的值很容易归零。当 能量向下增加时，它的值为正值。当能量向下减少时，它的值为负 值。(26).正采样点数与负采样点数的比率(Ratio of Positive to Negative Samples)在分析时窗内对于每一道正采样数到负采样数的比率杲由正采样数除水欧阳光明*创编 2021.03.07以负采样数得到的。在所给时窗内，正采样点数与负采样点数比率的变化，与地层的变化相联系的，因此可用于分析地层

30、厚度变化。(27)* 波峰数(Number of Peaks)波峰数计算的是分析时窗内的正波峰数。这个结果总是整数。因为 波峰在这里被认为杲任意相对的最大值。Number of Peaks = 3它主要用于相邻层理间的集中部分很明显而不是其它方面。对最简 单的频率属性，它对分层是敏感的，它们通常在过零频率或平均瞬时 频率中是发现不了的。(28).波谷数(Number of Troughs)波谷数计算时窗内负波谷数。这个结果总是整数，因为波谷在这里 被认为是任意相对的负最小值。波谷数属性与波峰数属性是相同的。虽然，对波峰数的说明也可 以用于波谷数。实际上，它们的不同也杲很明显的，这取决于在分析

31、时窗里的地震子波和反射系数两方直因素。因此，波谷数属性与波峰 数属性相配合使用杲更可取的。可以用地震层位的计算与这两个属性 起用。Number of Troughs = 3(29)、协变系数(Covariance Coefficient to Next CDP)协变性系数是由两个相邻道之间所求的标准互相关计算得到的。这个属性用于计算指定道和它相邻两道的相似性。值为0时，表示两道完全不相关。值为L0时表明杲相同的道。作为对信噪比的估算值，这个属性图叠到另一张图上，作为在所 给范围内相对地震资料品质的预测。(30)* 相关时移(Correlation Window Time Shift to NextCDP)选择这个属性是用于计算时移的，杲在一道和它的相邻道之间互 相关。当这个属性值突然变化时，表示断层关系、不整合和挤压。(31).平均信噪比(Average Signal toNoise Ratio)平均信噪比是在层间计算时窗中多道的中心道平均信噪比。这一属