发生扩散，使得两个分量之间发生交叠。而Sync虹osqueezing变换的结果可 W很好地区分两个信号分量，准确描述频率随时间的变化规律。
[0129] 如图3,测试信号和采用不同时频分析方法的结果，和传统的加窗傅里叶变换与小 波变换相比，Synchrosqueezing变换可W得到更加精细的时频分布，清晰地区分开两个分 量，准确地刻画出每个分量的频率随时间的变化过程
[0130] 二、实际地震资料
[0131] 下面，将不同的时频分析工具用于实际地震数据。图4展示了一个S维数据体的 地震剖面。该剖面共有400道，每道500个采样点，采样间隔为2ms，其中在第60道到第120 道之间，1. 22s左右，W及第255道到第305道之间，1. 25s左右有典型的河道特征，分别用 楠圆标注。
[013引如图4所示，地震剖面，楠圆指示了河道的位置。
[0133] 通过抽取第90道进行时频分析，该道经过左边的河道。该道数据及其加窗傅里叶 变换、小波变换和Sync虹osqueezing变换如图5所示。从中可W看出由于地层的吸收作用 带来的频率衰减趋势。其中位于1. 22s左右的30化的异常区域对应着该河道的位置。由 于加窗傅里叶变换和小波变换的能量扩散，其变换域谱图较为模糊，隐藏了不同信号分量 的频率变化特征。而Synchrosqueezing变换产生了一个更为稀疏的时频分布，有着更高的 时频分辨率，揭示了信号频率的局部变化特征，指示出和储层对应的异常区域。
[0134] 如图5为地震道的时频分析。Sync虹osqueezing变换的结果具有更加稀疏的分 布和更高的时频分辨率，反映出信号不同分量的频率的局部变化特征，清晰地指示出1. 25s 左右和河道相关的30化的异常区域。
[01巧]接下来，对整个地震剖面进行时频分析。从小波变换和Sync虹osqueezing变换的 结果中提取30化的频率切片，如图6所示。Synchrosqueezing变换的频率切片不像小波变 换的频率切片一样平滑，有一些类似于"噪声"的特征，然而，正是由于它有着更加稀疏的分 布，有着较高的时频分辨率，可w更加清晰地刻画地质体的特征。图中用楠圆指示了河道的 位置，可见Synchrosqueezing变换的结果很清晰地反映出河道的位置和边界。而小波变换 由于小波函数的影响，在时频图上的能量扩散造成不同频率的分量发生交叉、混叠，表现为 单频切片的分辨率下降，图中河道所在位置的能量和两边连成一片，无法分辨河道的边界。
[0136] 如图6为图2中地震剖面的30化频率切片。Sync虹osqueezing变化的结果具有 更高的时频分辨率，准确地指示了河道的位置和边界。
[0137] 最后，对整个S维数据体进行时频分析。分别采用加窗傅里叶变换和 Sync虹osqueezing变换，得到30化的频率数据体，然后提取一个沿层切片，如图7所示。可 W看出河道（红色箭头指示部分）和断层（绿色箭头指示部分）的特征在前者图上变得十 分模糊，而由于很高的时频分辨率，Synchrosqueezing变换的结果能够清晰地反映出河道 和细小断层的特征。
[013引如图7为30化数据体的沿层切片，其中红色箭头和绿色箭头分别指示了河道和断 层的位置，Synchrosqueezing变换的结果更加清晰地反映了断层和河道的特征。
[0139] 将本发明提出的基于Sync虹osqueezing变换的地震衰减估计方法用于某致密砂 岩=维实际资料的衰减估计。该致密砂岩储层主要表现为孔隙度小于10%的低渗透率的砂 体储层特征，有效砂体分布比较分散，规模小，连续性差，波阻抗差异小，给储层预测带来困 难。该工区底图如图8(a)所示，目标层位如化）所示。该区域分布六口井，自北向南分别 用肥LL1到肥LL6表示，其中东北方向的肥LL3和西南方向的肥化4、肥化5、肥LL6为I类 和II类产气井，I类为高产井，II类次之，在图中用藍色标注，西北方向的肥LL1和肥LL2为 III类井，即为干井或者产气量极低，在图中用黄色标注。
[0140] 通过将基于Sync虹osqueezing变换的地震衰减估计方法用于处理该区域的地震 资料。经过频谱分析后，分别选用10化作为低频，40化作为高频，利用Sync虹osqueezing 变换得到衰减结果W后，沿（b)所示的目的层进行切片，如（C)所示。可见WE化3、WE化4、 肥LL5和肥LL6附近表现出强衰减特性，该与其为I类和II类产气井是完全符合的，在 肥化1和肥LL2附近基本上观察不到明显的衰减，该和它们是III类井是吻合的。总之，基于 Sync虹osqueezing变换的衰减估计结果和钻井结果有着比较好的一致性，在一定条件下可 W作为碳氨储层的指示因子，帮助地质人员进行井位确定和储层含气量估计。
[0141] 如图8为某致密砂岩储层=维数据体的地震衰减估计图。
[0142] 本发明效果总结：
[0143] (1)本发明提出基于Sync虹osqueezing变换进行地震信号时频分析的方法， 测试信号的例子表明，和传统的时频分析工具，如加窗傅里叶变换、小波变换等相比， Sync虹osqueezing变换通过对变换域系数的重排，可W得到更加聚集的时频分布，准确地 刻画出每个分量的频率随时间的变化过程。
[0144] (2)在时频图上，Sync虹osqueezing变换产生了一个更为稀疏的时频分布，有着 更高的时频分辨率，揭示了信号频率的局部变化特征，指示出和储层对应的异常区域；
[014引 （3)在地震剖面的单频切片上，Sync虹osqueezing变换的结果可W更加清晰地反 映出河道的位置和边界；
[0146] (4)在数据体的沿层切片上，Sync虹osqueezing变换的结果更加清晰地反映了断 层和河道的特征；
[0147] (5)本发明提出基于Sync虹osqueezing变换的地震衰减估计方法，给出其实现流 程，并将该方法用于某油田致密砂岩储层=维数据体的衰减估计，估计结果和钻井结果有 较好的一致性，可W作为含气储层的直接指示因子，用来帮助地质人员进行储层含气量估 计和井位确定。
【主权项】
1. 基于Synchrosqueezing变换的地震资料时频分析方法，其特征在于： Synchrosqueezing变换具体包括以下步骤： 步骤a :连续小波变换 信号/(〇 e L2 (R)的小波变换时域和频域分别表示为：其中Φ⑴为基本小波，a和b分别为尺度因子和平移因子，F(?)和Ψ(ω)为f(t)和 Φ (t)的Fourier变换；假设小波函数几乎没有负频率分量，即当ω < 〇时，Ψ (ω) ~ 〇 ; 步骤b :FM解调频率的计算步骤c :时间-尺度域到时间-频率域的映射 (1) 连续形式通过公式（7)，在时间-尺度域所有和频率ω对应的小波系数进行组合，在时间-频率 域重新将能量"挤压"到频率ω所在的位置； (2) 离散形式 进行数值计算时，需要对公式（7)中的尺度a和频率ω进行离散；离散化后的尺度记 为{ak}，其中BkSalrf，尺度间隔为Bk-B lrf= (Aa) k;对频率进行划分，记为{ω J，其中％ > ?卜1,频率间隔为ω!-ω卜1= Δ ω ;Synchrosqueezing变换的离散形式表示为：地震资料时频分析方法具体包括以下步骤： 步骤1 :在三维数据体地震剖面中选取典型道，对该道数据进行Synchrosqueezing变 换，找出异常区域对应频率； 步骤2 :对整个地震剖面进行Synchrosqueezing变换，提取异常区域对应频率切片； 步骤3 :对整个三维数据体进行Synchrosqueezing变换，得到频率数据体，然后提取一 个沿层切片，供地质人员进行地震资料解释。2. 基于Synchrosqueezing变换进行地震衰减估计的方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1 :确定目标层范围，对目标层附近的三维地震数据体进行频谱分析，选取合适的 高频fH和低频 步骤2 :利用Synchrosqueezing变换得到高频的单频数据体T (X，y, t, fH)和低频的单 频数据体T (X，y, t, ; 步骤3 :在目标层上方的层位Ha(x，y)附近，将高频和低频的幅度差异预先消除； 步骤4 :估计目标层附近的衰减。3. 根据权利要求2所述的基于Synchrosqueezing变换进行地震衰减估计的方法，其特 征在于：所述步骤1中，高频f H的幅度和低频f ^的幅度大致相同。4. 根据权利要求2所述的基于Synchrosqueezing变换进行地震衰减估计的方法，其特 征在于：所述步骤3中，利用公式（14)计算修正因子a (x，y)并做平滑；5. 根据权利要求2所述的基于Synchrosqueezing变换进行地震衰减估计的方法，其特 征在于：所述步骤4中，通过公式（15)估计目标层附近的衰减AS(x，y，t); AS (x, y, t) =T (x, y, t, fL) - α (χ, y) T (χ, y, t, fH) (6)。
【专利摘要】本发明公开了一种基于Synchrosqueezing变换的地震资料时频分析和衰减估计方法，首次将新的时频分析工具Synchrosqueezing变换用于地震资料时频分析，该变换通过对变换域系数的重排，获得一个更加聚集的时频表示，时频分辨率大大提高，将其用于实际地震资料分析和致密砂岩模型含气性检测，能够准确界定储层的位置，指示河道与断层等地质结构，进而有利于进一步的资料解释和井位确定；提出基于Synchrosqueezing变换的地震衰减估计方法，并给出具体实现流程，对某油田致密砂岩储层三维数据体的衰减估计结果和钻井结果有着较好的一致性，该方法可以帮助地质人员指示含气储层，确定钻井位置。
【IPC分类】G01V1/28
【公开号】CN104880730
【申请号】CN201510140952
【发明人】高静怀, 王平
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年3月27日