一种基于频率衰减的煤层气预测方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于频率衰减的煤层气预测方法，属于油气与煤层气地震勘探与开发领域。本发明包括：(1)输入地震数据x(t)；(2)对地震数据x(t)进行脉冲反褶积提频处理得到提频后的地震记录S(t)；(3)对提频后的地震记录S(t)进行小波变换频谱分解得到煤层顶、底的频谱；(4)获取煤层顶、底的频谱差值，进行煤层与频谱差值的对比分析，得到煤储层的频率衰减结果；(5)输出煤储层的频率衰减结果。本发明应用脉冲反褶积提频技术有效地提高了地震资料的主频，拓宽了有效频带，为分析地震波频率吸收衰减特征提供了资料保证。
【专利说明】一种基于频率衰减的煤层气预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气与煤层气地震勘探与开发领域，具体涉及一种基于频率衰减的煤 层气预测方法，用于煤层气有利储层含气性的综合预测研究。
【背景技术】
[0002] 散射理论的研究表明，当地震波穿过含油气地层时会发生地震波的能量衰减，这 涉及到地层对地震波的摩擦作用以及地层中油气对地震波的能量吸收。实验证明，地震波 的能量衰减是随着地震波传播距离的增加而增大的，含油气储层对地震波造成的能量衰减 则表现为高频能量衰减较快，低频能量衰减较慢，从而造成穿过含油气储层的地震波频带 变窄。
[0003] 煤层气储层属于一种非常规油气储层，其特征不同于一般的油气储层。对煤层气 储层的研究近年来得到了一定的发展，但是涉及到的地球物理相关技术还不是特别成熟， 迫切需要有针对性较强的煤层气储层预测技术的出现与发展，因此在这里研究基于地震波 能量衰减的煤层气预测技术，希望推动煤层气储层含气性预测的精度。
[0004] 目前针对这种衰减的研究主要是通过高频能量衰减的特征表现出来，这些不规则 的衰减对烃类指示非常有用。因为瞬时频谱分析可以提取地震道每个样点的频率谱，地震 频率衰减可以被描述为基于频率的频谱变化，利用频谱变化能够检测与高频衰减有关的油 气藏。
[0005] 频谱成像技术过去通常采用以离散傅里叶变换为基础的算法，但是该方法存在着 明显的局限性，这是因为估算的地震振幅谱的重要特征是所选时窗长度的函数。如果所选 择的时窗较短，振幅谱会与变换函数褶积，从而失去频率的局部化特征；另一个缺点是，较 短的时窗会使子波的旁瓣呈现为单一反射的假象。增加时窗长度能够改善频率的分辨率， 但是如果所选择的时窗过长，时窗内的多个反射会使振幅谱以槽痕为特征，很难分清单个 反射的振幅谱特征，所以傅里叶变换相关算法的时窗问题会使振幅谱的估算产生偏差。在 实际运用中，难以掌握好时窗的选择，而且无法定量分析时窗长度产生的偏差。在这种情况 下，以小波变换为基础的时频分析技术成为了非平稳性信号的重要分析工具，在很多实际 运用中取代了傅里叶变换分析方法。通过理论计算，对比小波变换与快速傅里叶变换、离散 傅里叶变换和最大熵方法等分频技术，结果证明了以小波变换为基础的瞬时谱分析能够得 到精确的时频分析结果，同时能够避免时窗问题；同时，消除时窗后的瞬时频谱分析能够最 好的逼近时间和频率位置，频谱成像得到的能量和相位谱可以更好地描述储层的时间厚度 变化并指示横向的地质不连续。因此，基于小波变换频谱分析进行频率衰减研究是可行的， 将该方法创新性地用于煤层气储层含气性预测分析属于先例，具有领先性，能够为煤层气 预测技术研究提供支持。
[0006] 煤层气是一种吸附性较强的非常规油气，与常规油气储层特征区别较大，主要表 现为它的游离性、吸附性等。直接利用针对常规油气储层的含气性预测技术进行煤层气的 预测研究存在盲目性和不针对性。开发研究针对性较强及有效的煤层气预测技术是非常规 油气勘探与开发的迫切需要。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于频率衰减的煤 层气预测方法，提高预测效果。
[0008] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0009] -种基于频率衰减的煤层气预测方法，包括：
[0010] (1)输入地震数据X⑴；
[0011] (2)对地震数据x(t)进行脉冲反褶积提频处理得到提频后的地震记录S(t);
[0012] (3)对提频后的地震记录S(t)进行小波变换频谱分解得到煤层顶、底的频谱；
[0013] (4)获取煤层顶、底的频谱差值，进行煤层与频谱差值的对比分析，得到煤储层的 频率衰减结果；
[0014] (5)输出煤储层的频率衰减结果。
[0015] 所述步骤（2)是这样实现的：
[0016] 输入地震数据x(t)，根据公式（2)得到频率域地震记录Χ(ω)，然后根据公式（18) 得到新的地震记录S(t)，即为提频后的地震记录；
[0017]x(t) =b(τ)*ξ⑴，(2)
[0018] 对两边求傅里叶变换，则得到频率域地震记录Χ(ω):
[0019]X(ω) =B(ω) *ξ(ω)，（3)
[0020] Χ(ω)、Β(ω) ξ (ω)分别为地震频谱、子波频谱和反射系数的频谱；
[0021] S(t) =a(t)*x⑴， (18) 「m--l苴由.dt) 士应滤姑田罕.县诵彳寸Π7)才步犋的.
【权利要求】
1. 一种基于频率衰减的煤层气预测方法，其特征在于：所述方法包括： (1) 输入地震数据X(t); (2) 对地震数据x(t)进行脉冲反褶积提频处理得到提频后的地震记录S(t); (3) 对提频后的地震记录S(t)进行小波变换频谱分解得到煤层顶、底的频谱； (4) 获取煤层顶、底的频谱差值，进行煤层与频谱差值的对比分析，得到煤储层的频率 哀减结果； (5) 输出煤储层的频率衰减结果。
2. 根据权利要求1所述的基于频率衰减的煤层气预测方法，其特征在于：所述步骤（2) 是这样实现的： 输入地震数据x(t)，根据公式（2)得到频率域地震记录Χ(ω)，然后根据公式（18)得 到新的地震记录S(t)，即为提频后的地震记录； x(t) = b( τ )* ξ ⑴， (2) 对两边求傅里叶变换，则得到频率域地震记录X ( ω ): Χ(ω) = Β(ω)*ξ (ω)，⑶ Χ(ω)、Β(ω) ξ (ω)分别为地震频谱、子波频谱和反射系数的频谱； S (t) = a (t) *x ⑴， (118 其中，a(t)为反滤波因子，是通过（17)式求得的： Γχχ(〇) rxx(l) ... rxx(m) Γ a(0) ΓΙ' Γχχ(1) rxx(0) ... rxx(m -1) a(l) = 0 ⑴） Jxx(m) r^Cm -1) ... rxx(0) La(m)J L〇- (17)式中的Γχχ(τ)是地震记录x(t)的自相关。
3. 根据权利要求2所述的基于频率衰减的煤层气预测方法，其特征在于：所述步骤（3) 是这样实现的： 利用公式（19)分别对煤层顶、底的地震记录S(t)进行基于小波变换的频谱成像分析， 得到煤层顶、底对应的频谱P上、PT ; WTx(a, b) = ^ J_+* x(t)￥* dt = J_+? x(t)￥*b(t)dt (19 ) 计算？±时，用煤层顶的地震记录S(t)代替公式（19)中的x(t)进行计算，计算PT时， 用煤层底的地震记录S(t)代替公式（19)中的x(t)进行计算。
4. 根据权利要求3所述的基于频率衰减的煤层气预测方法，其特征在于：所述步骤（4) 是这样实现的： 将煤层顶对应的频谱P±与煤层底对应的频谱？7进行相减得到频谱差值PhT，然后分 析煤层对应的P h 7值的大小与煤层的对应关系，P h τ的值大表明煤层的频率衰减大，反之 则表明煤层的频率衰减小；频率衰减大及对应的值较大的区域为优先选择的煤层气 含气有利带。
【文档编号】G01V1/30GK104237941SQ201310241659
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月18日 优先权日:2013年6月18日
【发明者】陈勇, 关达, 袁联生, 刘玉琦, 孙振涛, 杨江峰, 徐佳, 冉琦 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院