专利名称：一种应用地震多属性参数预测煤层厚度的方法
技术领域：
本发明涉及地震勘探中地震资料处理解释技术，具体地涉及一种应用地震多属性参数预测煤层厚度的方法。
背景技术：
在煤炭地震勘探领域，除了要查明采区内构造外，还要提供煤层厚度的变化情况。 随着综采技术的发展，煤厚的变化情况成了急需解决的问题，由于大部分煤层属于典型的薄层，垂向分辨率达不到解决煤厚的要求。如何利用地震信息，结合钻孔资料准确获取煤层厚度信息，是当前国内外许多学者正在研究的课题。如何由薄层反射波来估算薄层厚度一直受到国内外学者的重视，并进行过不少理论探讨，发表了相关研究论文。Ricker(195 从分辨率的角度提出了分辨地层的标准—— “雷克标准”。此标准是，在时间域内如果岩层上下界面的反射波的时差小于四分之一波长， 该层则不可分辨，只当作一个面看待。Widess (1973)根据簿层厚度和地震反射响应的关系提出，当薄层厚度小于地震波主波长的四分之一时，地震波的振幅与薄层厚度近似成正比， 首次突破了纯几何方法求取反射层厚度的界限，从动力学特点出发，给出了薄层定量化的具体定义。Ruter和kkpers (1978)，Koefoed和Voogd (1980)通过合成地震模型研究得出，薄层厚度和地震反射复合波的振幅之间存在着准线性关系(quasi-Linerarity)。在我国，煤田地震工作者根据Widess的薄层理论，采用振幅法进行煤层厚度变化趋势研究，尤其是在80年代后期，试用煤层反射波综合特征参数(包括振幅、能量、能量比)进行煤层厚度估算，取得了一定进展。戚敬华(1996)通过理论分析和模型试验，得出了利用振幅谱比和振幅谱平方比直接反演煤层厚度的表达式。但由于振幅、能量表示的都是反射波强度，因而常常受到野外激发、接收和资料处理过程中非煤厚因素的影响。致使计算结果弥散性较大，因此，不论国内和国外，目前都还没有一种实用的、较淮确的反演计算煤厚的方法。地震属性反应了地震波形的几何学、运动学、动力学和统计学特征，地震属性技术是通过应用研究、算法开发及综合软件系统来提取、储存、可视化、分析、验证及评价地震属性的技术。地震属性技术应用于地震解释处理、地震构造绘图、地震地层解释、地震岩性学和模拟、油藏描述和模拟等各个方面。20世纪90年代以来，地震属性技术已从单道瞬时属性计算，发展到多道沿层取时窗计算几十种参数，可以较为精确地确定诸如油水界面、岩性变化、厚度变化、裂缝检测和地震相等特征的位置和面貌。地震属性学正在成为油藏地球物理学的关键部分，并且在勘探地震学与开发地震学之间建立了一种特殊联系。应用地震属性预测薄层厚度包含两个方面一个是薄层地震属性的提取；一个是薄层厚度与这些属性的关系研究。研究的方法大致有两类一类是利用在调谐厚度内，振幅与薄层厚度近似呈线性关系；一类是利用振幅谱来预测煤层厚度。发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术至少存在以下不足这些方法由于使用单一参数，并且振幅的影响因素很多，无法克服地震信息的多解性，效果并不理想。有的尽管用了多属性预测，只是用理论和模型研究成果抽取地震属性，主要侧重在油气储层预测识别方法的研究，用一种或几种计算方法预测油气储层信息，没有结合研究区实际进行属性优选，由于各种地震属性信息间的组合方式以及各种属性反映厚度的灵敏度具有很大的不确定性，在不同地区、不同层位地震属性组合存在较大差别，使预测的可信度降低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种应用地震多属性参数预测煤层厚度的方法，通过应用地震多属性参数分析方法，从中优选出最有意义的地震属性作为煤厚预测模型基本参数，结合已知钻孔资料，建立地震属性与煤层厚度之间的预测模型，在煤炭资源勘探和开发中利用地震多属性对煤层厚度进行高精度预测。本发明实施例提供了一种应用地震多属性参数预测煤层厚度的方法，包括从地震资料中提取i个地震属性；其中，i为正整数；对所述i个地震属性进行归一化处理；从已知钻孔资料中提取煤层厚度值；对所述煤层厚度值进行归一化处理；对归一化处理后的 i个地震属性和归一化处理后的煤层厚度值进行相关分析，生成i个相关系数；从所述i个地震属性中提取j个地震属性，所述j个地震属性所对应的j个相关系数的绝对值大于预设的第一相关系数阈值；其中j为小于i的正整数；对所述j个地震属性进行互相关分析， 生成j2个互相关系数；从所述j个地震属性中提取k个地震属性，其中，k为小于j的正整数，所述k个地震属性与所述煤层厚度值的k个相关系数的绝对值大于预设的第二相关系数阈值，所述预设的第二相关系数阈值大于所述预设的第一相关系数阈值，并且所述k个地震属性中任意两个地震属性之间的互相关系数小于预设的互相关系数阈值；根据所述k 个地震属性和从已知钻孔资料中提取煤层厚度值，建立煤层厚度预测模型；利用所述煤层厚度预测模型，预测实际钻孔处的煤层厚度。本发明实施例的方法由于同时考虑了多属性参数，进行了相关分析和互相关分析，对属性进行了筛选，找出了与煤层厚度紧密相关的地震属性，因而得出的煤层厚度预测模型更完善、更接近实际，预测煤层厚度的效果更好，可信度及准确度更高。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例中煤层厚度调谐曲线；图2为本发明实施例的方法的整体流程图；图3为本发明实施例中BP神经网络煤层厚度预测模型的结构形式；图4为本发明实施例中淮南潘东试验区13-1煤层厚度预测分布图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供了一种应用地震多属性参数高精度预测煤层厚度的方法，以解决煤炭资源勘探和开发中的煤层厚度问题。本发明实施例的方法首先较佳地应用例如 Landmark公司的PAL模块，在三维偏移数据体中选取合适的时窗，从中提取振幅类、频率类、瞬时类等地震属性数据，建立地震属性数据库，然后，执行地震属性与煤层厚度的相关分析，并且进一步地对这些地震属性进行互相关分析，从中优选出最有意义的多个地震属性作为煤厚预测模型的基本参数，然后，结合已知钻孔资料，利用多元多项式回归方法和/ 或BP人工神经网络方法，建立各地震属性与煤厚之间的多元多项式回归模型和BP人工神经网络模型，进一步地，本发明实施例还对上述煤层厚度预测模型进行误差分析，以使着预测精进一步提高。本发明实施例的方法由于同时考虑了多属性参数，因而得出的计算模型更完善、更接近实际，预测煤层厚度的效果更好，可信度及准确度更高。以下描述煤层复合波的振幅频率特性。煤层作为地震勘探中通常定义的“薄层”λ/4)，其反射波是煤层顶底板界面反射，层间多次波及转换波等共同作用的叠加复合波，随煤层厚度的变化合成反射波存在调谐点。在粘弹性体内，煤层复合波的振幅频率特性为
权利要求
1.一种应用地震多属性参数预测煤层厚度的方法，其特征在于，所述方法包括 从地震资料中提取i个地震属性；其中，i为正整数；对所述i个地震属性进行归一化处理； 从已知钻孔资料中提取煤层厚度值； 对所述煤层厚度值进行归一化处理；对归一化处理后的i个地震属性和归一化处理后的煤层厚度值进行相关分析，生成i 个相关系数；从所述i个地震属性中提取j个地震属性，所述j个地震属性所对应的j个相关系数的绝对值大于预设的第一相关系数阈值；其中j为小于i的正整数； 对所述j个地震属性进行互相关分析，生成j2个互相关系数； 从所述j个地震属性中提取k个地震属性，其中，k为小于j的正整数，所述k个地震属性与所述煤层厚度值的k个相关系数的绝对值大于预设的第二相关系数阈值，所述预设的第二相关系数阈值大于所述预设的第一相关系数阈值，并且所述k个地震属性中任意两个地震属性之间的互相关系数小于预设的互相关系数阈值；根据所述k个地震属性和从已知钻孔资料中提取煤层厚度值，建立煤层厚度预测模型；利用所述煤层厚度预测模型，预测实际钻孔处的煤层厚度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述i个地震属性进行归一化处理是基于以下算法
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对归一化处理后的i个地震属性和归一化处理后的煤层厚度值进行相关分析，生成i个相关系数是基于以下算法
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述j个地震属性进行互相关分析，生成j2个互相关系数是基于以下算法
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤层厚度预测模型是多次多项式回归模型，根据所述k个地震属性和已知钻孔资料中提取煤层厚度值，建立多次多项式回归模型包括对已知钻井资料中的煤层厚度与所述k个地震属性分别进行归一化处理； 建立归一化处理后的煤层厚度与归一化处理后的述k个地震属性之间的m次多项式回归方程；所述方程为
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤层厚度预测模型是BP神经网络模型，根据所述k个地震属性和已知钻孔资料中提取煤层厚度值，建立BP神经网络模型包括选用Sigmoid函数
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对所述煤层厚度预测模型进行误差分析；所述对所述煤层厚度预测模型进行误差分析包括 计算标准估计误差，使所述准估计误差小于预设的第一阈值； 计算决定系数，使所述决定系数大于预设的第二阈值。
全文摘要
本发明实施例提供了一种应用地震多属性参数预测煤层厚度的方法，该方法在三维偏移数据体中选取合适的时窗，从中提取振幅类、频率类、瞬时类等地震属性数据，建立地震属性数据库，然后，执行地震属性与煤厚的相关分析，并且进一步地对这些地震属性执行互相关分析，从中优选出最有意义的多个地震属性作为煤厚预测模型的基本参数，然后，结合已知钻孔资料，利用多元多项式回归方法和BP人工神经网络方法，建立各地震属性与煤厚之间的多元多项式回归模型和BP人工神经网络模型，利用上述模型预测煤层厚度。本发明实施例的方法由于同时考虑了多属性参数，因而得出的计算模型更完善、更接近实际，预测煤层厚度的效果更好，可信度及准确度更高。
文档编号G06N3/08GK102478668SQ20101056827
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者林建东, 狄帮让 申请人:中国石油大学(北京), 中国石油天然气集团公司