地震属性分析技术

第一讲 地震属性概述
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 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 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 待在下列7方面进行不懈的研发： （1）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 的空间展布和流体特性随时间的变化得到可靠的 估计。
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5、属性研究从叠后向叠前推进，从纵波向弹 性波扩展。 6、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。 7、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。 8、属性技术的定量化进程加快，解释的臵信 度提高。
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2、Landmark Graphics公司的Arthur E. Barnes 对地震属性的定义是：“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 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 据的一个子集”。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 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 有的地震属性计算方法。
地震属性分析技术
第一讲 地震属性概述
一、地震属性的发展历程
二、地震属性的定义 三、地震属性的分类 四、地震属性的发展趋势
第一讲 地震属性概述
一、地震属性的发展历程
“地震属性（Seismic attribute）”一词于20 世纪70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 还有地震特征、地震参数、地震标志等等， 直到20世纪90年代初才基本统一称为地震 属性。
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1、属性分类呈现几何学、物理学（运动学和动 力学）、统计学并存,准属性（meta attribute） 倍受关注。
准属性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 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 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 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。
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地震属性的发展大致经历了以下3个阶段。 第1阶段：20世纪60年代末到70年代末，为起 步阶段。该阶段以“亮点”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 用亮点标志解释气藏。
Hale Waihona Puke Baidu
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第一讲 地震属性概述
以三维体可视 化方式检测强 振幅区域的工 作步骤：① 扫 描并识别地质 目标；② 应用 遮光度分析； ③ 分离要确定 的目标体；④ 振幅外延与构 造凸现；⑤ 内 部振幅变化； ⑥ 沉积标志。
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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Landmark公司的研究人员 利用光照原理，形象地展现地震属性分析结果。 休斯敦MagicEarth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20世纪80年代 的层位自动追踪，90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 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 能提高解释速度和精度。
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2、属性提取从线性（根据时窗数据提取的各种属 性，如振幅、频率、相关函数等）向非线性（如小波 变换的多尺度属性、应用照明技术生成的属性等）方 向发展。 3、属性分析智能化程度提高，多属性联合分 析流行。 4、属性反演（如波阻抗、弹性阻抗、AVO等）对 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。
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3、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 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 量。 在众多的地震属性中，有些对特定的油藏环 境比较敏感，有些对不易检测的地下界面异常 更有利，还有些直接用于烃类检测或油气预测 。
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5、到20世纪90年代末，Quincy Chen与Steve Sidney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 看成属性技术发展的2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 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4大类。统计学属性大多是采用统 计学方法获得的次生属性或导出属性，如相似性、 广义主分量（GPC）、边缘平滑（EPS）等。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。
地球资源与信息学院 王永刚
E-Mail:wangyg@hdpu.edu.cn wangyg-upc@mail.sina.com 电话：0546-8392830（办）
课程内容
第一讲 第二讲 第三讲 第四讲 第五讲 地震属性概述 地震属性提取与分析 地震属性优化处理 地震属性应用实例 储层预测结果评价与检验
第一讲 地震属性概述
（2）岩性或物性指示属性：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 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、AVO、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 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 或推算物性参数。
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四、地震属性的发展趋势
从20世纪60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，80年代的多 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）分析，直至21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。对地震属性近几年的新进展,分以下8个 方面加以简要介绍：
第一讲 地震属性概述
综合上述几种分类，我们倾向于如下分类： 1、建立在运动学、动力学基础上的地震属性 类型,包括振幅、波形、频率、衰减特性、相位、 相关分析、能量、比率等。 2、以油藏特征为基础的地震属性类型,包括表 征亮点、暗点、AVO特性、不整合圈闭或断块 隆起异常、含油气异常、薄层油藏、地层间断、 构造不连续、岩性尖灭、特殊岩性体等的地震 属性。
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三、地震属性的分类
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（6家）。
1、刘企英将地震属性分为振幅、频率、速度、 吸收衰减、波形与时间6大类。 2、 Alistair R. Brown将地震属性分为时间、 振幅、频率及衰减4大类。
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3、 20世纪90年代初Taner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 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， 主要有速度、振幅、频率、衰减等。 4、 1996年Brown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 震信号保真度和地震解释精度的日益重视。
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地震相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 内部的细节。 照明技术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， 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 地揭示各种构造细节，并弥补其他属性的不足。
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地震属性分析结果的另一个发展趋势是地质意 义更为明了。一方面，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 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 为地质相（层序体系、沉积相等）；另一方面， 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 成的属性体本身就具有直观的地质意义，而3D可 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更加地质化而不是地 球物理化。
总之，地震属性分析技术的发展已进入三维 体属性分析时代，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 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 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。三维可视 化和虚拟现实技术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， 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。
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二、地震属性的定义
对地震属性的定义主要有以下几种： 1、Western Altlas International公司的Quincy Chen与Steve Sidney所给出的定义：“地震属 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”。这一定义基本属于纯 数学定义。
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6、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 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 所理解，也更具有地球物理学的特征。根据这 一思路，曹辉等将地震属性分为下列2大类：
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（1）多尺度结构属性：包括相干、倾角、方 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 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 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。
第2阶段：20世纪70年代末到80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 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 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 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 意义进行分析与解剖。
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第3阶段：20世纪90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。90年 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 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/倾向，相干异常指 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 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 化方向健康发展。
第一讲 地震属性概述
3、不同数据对象的地震属性类型，包括①以 剖面为基础的属性，如传统的瞬时类属性，或 经速度、声阻抗等特殊处理后的剖面；②以同 相轴为基础的属性，提供了在地质分界面上或 分界面之间的地震属性的变化信息，如沿层或 层间瞬时属性、单道时窗的沿层或层间属性、 多道时窗的沿层或层间属性。③以数据体为基 础的属性，由三维地震数据体得到的相关类型 的属性体具有很大的研究价值，例如可提供地 震信号相似性和连续性方面的最佳信息。
第一讲 地震属性概述
（2）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。 （3）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。 （4）开展动态储集性能（如相对孔渗饱参数） 的地震预测研究。