地震属性技术综述

地震属性技术综述
魏　冬
（国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心，天津　３００３０４）
摘　要：对地震反射数据进行数学变换能够获得地震属性特征。

地震属性能够有效进行构造、地层、流体等地质解释。

基于地震属性进行地质解释在油气勘探中扮演着重要角色。

本文梳理了地震属性技术的发展，介绍了其技术类别和发展方向。

关键词：地震勘探；地质解释；地震属性；多属性分析
中图分类号：Ｐ６３１．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０２０）０３—００９５—０２
随着经济发展以及社会对油气资源的依赖度增大，油气勘探工作日益重要。

地震勘探是油气勘探技术中的重要组成部分，其主要目标是从地震数据中提取构造、地层信息，并利用这些信息进行构造、地层和流体解释。

当地震波在地下传播时，受地下介质的影响，地震波的物理性质将发生变化。

通过对叠前或叠后的地震反射数据进行数学变换，能够获得关于地震波几何学、运动学、动力学或者统计学的地震属性特征。

涉及的数学方法主要包括傅里叶变换、自相关函数、复数道分析以及自回归线分析等。

由于地震属性分析技术能够有效反映地下地质情况，因此在构造地层异常识别、烃类检测、储层预测等方面得到了广泛的应用，在油气勘探的各个阶段都扮演着重要角色。

１　地震属性技术发展
地震属性分析技术最早始于２０世纪６０年代，这一时期，主要通过“亮点”、“暗点”等振幅属性分析进行油气识别；到２０世纪８０年代，大量与地震波传播形态、运动特征相关的地震属性被提取应用，地震属性开始向储层预测，油气检测等领域延伸；到２０世纪９０年代，地震属性技术理论进一步完善，相干体、曲率等具有明确地质意义的地震属性为地震属性分析技术带来新的生机。

２　地震属性研究
地震属性研究主要包括属性提取、属性的标准化与优化、优化属性的转换与应用三个方面。

２．１　属性提取
地震属性的提取方式主要包括剖面属性的提取、层位属性的提取和三维体属性的提取。

剖面属性的提取是将地震剖面数据直接经过一些数学变换，计算地震波的反射信息或与岩性、物性相关的信息，可用于岩性解释和储层油藏预测。

层位属性的提取一般是指提取与目的层界面相关的属性，一般包括瞬时属性提取、单道分时窗提取和多道分时窗提取。

三维体积属性的提取方法也分为瞬时属性、单道时窗属性和多道时窗属性。

相干体属性就是一种多道时窗属性体。

地震属性提取过程中要选取合理的时窗。

如果时窗过大，地震属性将会包含过多冗余信息；如果时窗过小，则地震属性可能会缺失过多有用的信息。

具体时窗大小应根据地震工区的实际工况确定。

例如：对于厚层区域，可以以目的层顶、底界面作为时窗的上、下限，然后对目的层进行层间各种属性的提取；对于薄层区域，可以以目的层的顶界面作为上限或者以目的层的底界作为下限，同时以一个同相轴的时间作为时窗长度进行属性提取。

２．２　属性的标准化与优化
不同地震属性的属性值通常有几个数量级的差距。

因此，需要对不同的地震属性进行标准化处理，使其能够在同一个数量级上。

标准化方法通常包括：提取剩余异常、数据标准化、平滑处理等。

地震属性的优化分析就是利用人的经验或数学方法，优选出对所求解问题最敏感的、个数最少的地震属性或地震属性组合，其目的在于提高地震储层预测精度，从而改善与地震属性有关的方法的效果。

目前地震属性优化方法主要包括利用专家知识进行优化和利用数学方法进行自动优化。

２．３　优化属性的转换与应用
地质统计学根据相关性和概率原则，采用计算机算法，对地震属性进行内插和外推进行标定，并转换为具体的地质参数。

３　地震属性技术类别
３．１　ＡＶＯ技术
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　２０２０年第３期 内蒙古石油化工收稿日期：２０１９－１２－２２
２０世纪８０年代，地球物理学家在地震记录中发现，随着检波器离开炮点距离的加大，其接收到的反射能量反而越大。

这种现象被称为ＡＶＯ技术。

ＡＶＯ技术是通过研究地震反射振幅随炮点与接收器之间的距离的变化特征来探讨反射系数响应随炮检距的变化，进而确定反射界面上覆、下伏介质的岩性特征及物性参数。

ＡＶＯ技术能够有效评估孔隙度、密度、岩性与流体含量等地下介质属性。

３．２　均方根振幅
振幅属性可以指示岩性、流体性质，刻画不同类型地质体，反映地层层序变化，描绘断裂、不整合、地层调谐等地质现象。

均方根振幅是对各振幅先平方，再求取平均值和开方。

通常，当地层稳定时，均方根振幅值最大；对于杂乱沉积地层，均方根振幅值最低；对于不同岩性互层地层，均方根振幅值介于两者之间。

振幅变化能够有效反映地层的连续性，均方根振幅属性能够有效区分三角洲、河道、含气砂岩等不同地质体引起的振幅异常。

３．３　三瞬属性
对地震数据实施希尔伯特变换，能够得到复地震道属性。

这类地震属性能够有效分析岩性、流体性质，指示断裂以及不整合面，同时也能反映地层序列和地层调谐效应。

瞬时振幅是地震道的包络函数，是反射强度的度量方式，能反映地震波能量的瞬时变化情况，广泛运用于构造、层序解释，可指示亮点或暗点。

瞬时相位是度量地震反射波同相轴连续性的参数。

地震波在各向同向介质中时瞬时相位连续，在地质异常处，瞬时相位发生突变。

因此，瞬时相位能够有效追踪层位尖灭、普通断层以及河道扇体等地质情况。

此外，烃类聚集往往也带来相位变化，故可以作为烃类指示因子。

瞬时频率来源于瞬时相位，是瞬时相位随时间的变换率，它能够反映地层岩性的变化情况，有助于识别地层。

含油气储层经常引起高频衰减，瞬时频率属性可反映地震波衰减特征，估计地层的周期性。

３．４　相干属性
相干体技术是通过对三维地震数据施加一种算法进而比较地震波形的相似性，来判断地下地质体连续性，可以发现断层、岩层边缘以及地层边界等地质情况。

针对地震反射波形，利用相邻的信号间的相似性反映地层和岩性横向不均匀性，进而确定地层横向岩性的变化。

在地下地质结构中，若是地质连续性较好，则其相干值较高；若是地质连续性较差，则其相干值较低。

通过将相干体数据进行水平切片，可以发现断层，地层边界，岩层边缘等地质现象，为油气藏描述提供有力证据。

相干属性算法包括互相关分析算法、相似性分析算法、特征值分析算法、ＧＳＴ算法等。

３．５　曲率属性
曲率属性是地震反射面几何变化情况的量度。

在地震剖面上，地震反射层位是一条条曲线，随着地层的起伏变化，曲率也随之变化：当地层出现向斜构造时，曲率为负数；地层出现背斜构造时，曲率为正数；地层为平层结构或单斜层时，曲率为零。

因此，曲率属性在寻找断层、裂缝、岩层弯曲等构造特征方面具有重要作用。

常用的曲率参数包括：平均曲率、高斯曲率、极大曲率和极小曲率、最大正曲率和最小负曲率等。

曲率属性的计算方法主要包括：曲率曲面差分求解法、曲率频域估算求解法、倾角与方位角的曲率估算法、曲率多谱段估算求解法。

３．６　多属性分析
自上世纪６０年代地震属性分析技术发展至今，由于不同的地震属性对地质特征敏感度不同，单一的地震属性分析已经不能满足当前的地震资料解释。

因此，地震属性融合技术变得尤为重要。

地震属性融合技术是在地质规律的指导下，综合考虑不同地震属性的物理意义，选取能够表征地质特征的多个地震属性，将这多个地震属性经过一定的数学运算融合在一起，使融合属性能同时考虑每一种地震属性对地质现象的影响，从而更好的进行地质解释。

通过地震属性融合，在充分挖掘地震数据内含信息的同时，能够有效去除重复冗杂信息，降低地质解释的多解性，提高地质解释的精度。

４　结束语
地震属性分析的最终目的是对地震数据所反映的地下构造、地层、流体等进行准确、精细的解释。

近些年，随着人工智能、计算数学、图像处理、信号处理等技术领域的迅速发展以及在地震属性分析中的广泛应用，地震属性分析技术也得到了进一步发展。

同时，在生产实践中综合测井、录井等信息能够更精确进行地质解释。

［参考文献］
［１］　魏冬，王宏语，杜羽书，等．地震多属性储层预测技术在辽河滩海东部凹陷的应用［Ｊ］．油气
藏评价与开发，２０１２，２（２），６～１１．
［２］　齐虹，许辉群．地震属性及其在储层预测中的应用［Ｊ］．内蒙古石油化工，２００８，（９），１９１～
１９２．
［３］　王永刚，乐友喜，张军华．地震属性分析技术［Ｍ］．东营：中国石油大学出版社，２００７．
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９内蒙古石油化工 ２０２０年第３期　。