薄層調頻分析技術的製作方法
2023-06-13 17:35:16 1
專利名稱：薄層調頻分析技術的製作方法
技術領域：
本發明主要用於地震勘探中判斷、分析地層的薄層結構，推斷油氣信息，屬於G01V。
地下地質條件千變萬化，由於油氣聚集帶主要在沉積巖地區，那麼地層的沉積結構對地震信號會產生直接的影響。過去人們是把地震信號與地層結構一一對應，甚至不加區分。這是地震解釋過程中的極大錯誤。地震信號只是地震結構在一定的激發、接收方式下的特定表現形式，有些重要的地層信號在地震信號不能直接的顯現，這種結構就是薄層。這是因為它不能顯現，人們對它的認識是盲目的，也是無能為力的。油氣勘探又步步都離不開薄層，這樣，勢必大大降低油氣勘探的準確度。這就需要通過研究薄層結構對地震的影響規律來揭示薄層的結構，從而可以推斷油氣層的規律。
「薄層」在地震中的含義是小於1/4個地震波長厚度的地層。這就註定了薄層無法與地震信號一一對應。薄層分為兩大類，一類是韻律型薄層，如砂泥巖互層，在反射係數上表現為正負相間，另一類是遞變型薄層，如泥、粉砂、細砂、中砂、礫砂等，以旋迴沉積形式，表現在反射系統上為同號。我們定義由同一地質屬性的一系列薄層所構成的相對層集合為一個薄層系。即在一個薄層系中，要麼為韻律型，要麼為遞變型。由於人們過去將地震與地層結構一一對應，因此人們探討過地震波在不同的薄層中所表現的形式為韻律型薄層高通，遞變型薄層為低通這兩種簡單的特性。(И.И.Гурвич，1952，Прпкладная Геофиднка ВЫП.2)這種結構太粗，四十多年來，人們無法使用這種結果去指導生產。
我們用△t和△f分別表示時域和頻域的採樣長度，它們滿足關係△t·△f≥ 1/(2N)這個關係說明了時域和頻域，不能同步展開，即同時達到分辨極限。既然時域中薄層不能直接體現，我們就在頻域中研究，能量關係要考慮Parseval恆等式
Et＝ 1/(2π) Ef本發明從反射係數的角度，在頻率域中建立調頻函數，得到薄層頻譜圖，從而識別判斷薄層特徵。
設薄層系的總層數為N，薄層系總厚度為T，薄層系邊界反射係數值為R(為反射係數的絕對值)，薄層系內部反射係數為值r(為反射係數的絕對值)，因為油水介面為水平的，可以設計地質模型為水平介面，以一個薄層係為單元，建立調頻母函數， (fk代表薄層系中第k層中頻率，h(f)代表薄層系的譜規律)。
以薄層的反射強度為Y軸，以頻率為X軸得到頻率-強度譜圖。h(f)頻譜特徵具有光柵效應，反射強度最大(譜圖的峰頂)即為光柵中心
圖1 薄層系調頻函數譜分布示意2 考慮上伏介質影響，單一薄層中厚度T變化時譜分布系列圖a.T＝10ms，b.T＝20ms，c.T＝30ms，d.T＝40ms圖3 不考慮上伏介質影響，單一薄層中厚度T變化時譜分布系列圖a.T＝10ms，b.T＝20ms，c.T＝30ms，d.T＝40ms圖4 考慮上伏介質影響韻律型薄層系層數N變化時譜分布系列圖a.N＝1，b.N＝2，c.N＝3，d.N＝4圖5 不考慮上伏介質影響，韻律型薄層系層數N變化時譜分布系列圖a.N＝1，b.N＝2，c.N＝3，d.N＝4圖6 考慮上伏介質影響，韻律型薄層厚度T變化時，譜分布系列圖a.T＝10ms，b.T＝20ms，c.T＝30ms，d.T＝40ms
圖7 不考慮上伏介質影響，韻律型薄層系厚度T變化時譜分布系列圖a.T＝10ms，b.T＝20ms，c.T＝30ms，d.T＝40ms圖8 考慮上伏介質影響，韻律型薄層系邊界反射係數值R和內部反射係數值r比值變化時譜分布系列圖a.R＝r，b.R＝2r，c.R＝3r，d.R＝4r圖9 不考慮上伏介質影響，韻律型薄層系內部反射係數值r變化時譜分布系列圖a.r＝0.1，b.r＝0.2，c.r＝0.3，d.r＝0.4，N＝5，T＝50ms圖10 單一遞變型薄層厚度T變化時譜分布系列圖a.T＝10ms，b.T＝20ms，c.T＝30ms，d.T＝40ms圖11 遞變型薄層系層數N變化時譜分布係數圖a.N＝1，b.N＝2，c.N＝3，d.N＝4圖12 遞變型薄層系厚度T變化時譜分布係數圖a.N＝1，b.N＝2，c.N＝3，d.N＝4圖13 遞變型薄層系邊界反射係數值R與內部反射係數值r的比值變化時譜分布系列圖a.R＝r，b.R＝2r，c.R＝3r，d.R＝4r1.第一主光柵 2.第二主光柵 3、4、5.次光柵根據調頻母函數針對韻律型薄層系和遞變型薄層系分別可以得到不同的模型一、韻律型薄層系，泥巖互層，反射係數正負相間，其模型為
二、遞變型薄層系，砂、粉砂、細砂、粗砂、旋迴順序正反排列多層，其模型為 在以上模型中分別考慮N、T、R、等參數變化，得到譜分布規律1.單一薄層中總厚度T與譜分布圖，考慮上伏介質的影響，譜規律為①T反比於第一主光柵中心的位移，T越大，第一主光柵中心位移越小;
②T反比於光柵寬度;
2.單一薄層中總厚度T與譜分布圖，不考慮上伏介質的影響，譜規律為①T反比於第一主光柵中心的位移;
②T反比於光柵寬度;T越大，光柵寬度越小;
3.韻律型薄層層數N與譜分布規律，考慮上伏介質影響，譜規律為①N＝1時，只有一個界面，沒有薄層，全通;
②N增加時，第一主光柵中心離零頻位移增加;
③N增加時，次光柵也越多;
4.韻律型薄層層數N與譜分布規律，不考慮上伏介質，其譜規律為①N＝1時，全通;
②N增加時，第一主光柵中心離零頻位移增加;
③N增加時，次光柵也越多。次光柵數等於(N-2)。
5.韻律型薄層厚度T與譜的關係，考慮上伏介質的影響，其譜規律為①T越大時，第一光柵中心位移減小;越靠近零頻。
②T越大時，光柵寬度越窄;
6.韻律型薄層，系厚度T與譜的關係，不考慮上伏介質的影響，譜規律為;
①T越大時，第一光柵中心位移越小;
②T越大時，光柵寬度越窄。
7.韻律型薄層，薄層邊界反射係數值R與譜的關係，考慮上伏介質影響，其譜規律為①當邊界值相對於內部值比值變化時，主光柵的寬度不變;
②主光柵位置不變。
8.韻律型薄層邊界反射係數值與譜的關係，不考慮上伏介質影響，其譜規律為①當邊界值相對於內部值比值越大時，主光柵不明顯;
②比值越大，光柵寬度不變;
③比值變化時，主光柵中心位置不變9.單一遞變型薄層厚度T與譜關係，譜規律為①T增加時，第一主光柵中心不變，第二主光柵中心位移減小;
②T增加時，光柵寬度變窄。
10.遞變型薄層層數N與頻譜的，關係譜規律為①N＝1時，全通;
②N增加時，第一光柵中心位置不變;
③N增加時，光柵寬度不變;
④N增加時，次光柵也增加(N-2)個。
11.遞變型薄層厚度T與頻譜的關係，譜規律為①當T增加時，第一主光柵中心位移不變，光柵寬度變窄;
②當T增加時，第二主光柵中心向低頻方向漂移。
12.遞變型薄層，薄層系邊界值R與內部值r(反射係數的絕對值)的比值與頻譜的關係，譜規律為①當比值變化時，主光柵的中心位置不變;
②比值增大時，主光柵的寬度相應變窄。
本發明從分析地層反射強度出發，建立一個調頻母函數h(f)，以頻率為X軸，以反射強度為Y軸，繪製頻率-強度的頻譜圖，從圖上可以看出薄層系的調頻特徵為光柵效應。強度最大為光柵中心，也說是譜線的峰頂，因此，①只要譜圖光柵效應存在，就可以判斷薄層系的存在，②若主光柵中心在零頻上(即X軸為0處)，則可以確定為遞變型薄層系，否則為韻律型薄層系，③次光柵數越多，表明薄層系薄層層數越多，薄層層數N等於次光柵數加2。④薄層系越薄反射係數的譜也越寬，⑤相對於薄層內部反射係數而言，上伏介質的影響程度較小。
本發明對地層進行調頻分析，得到薄層存在的特徵，完善了薄層的理論。而且油氣往往儲集於薄層中，油水介面又是水平的，有無油必定對T、N以及譜的表現形式產生重要影響。因此本發明對分析薄層結構判斷油氣展布規律具有實用意義。
權利要求
1.一種薄層調頻分析技術，是地震勘探中識別薄層的分析方法，設薄層系層數N，薄層系總厚度T以及薄層系邊界反射係數值R，薄層系內部反射系值r四個參數，其特徵是建立調頻函數h(f)h(f)=k=0N(-1)k+1(1-r2)ke-j2fvTN]]>+[R-rr][1+(-1)N-1e-j2fv·TN]]>以頻率為X軸，以地層反射強度為Y軸繪製頻譜圖，它具有光效應，譜圖中峰頂為光柵中心，次光柵越多薄層系薄層層數越多，薄層層數等於次光柵數加2。
2.根據權利要求1所述的一種薄層調頻分析技術，其特徵在於遞變型薄層系第一主光柵中心在零頻上。
3.根據權利要求1或2所述的一種薄層調頻分析技術，其特徵還在於a.韻律型薄層系，當薄層層數N增加，第一主光柵中心離零頻位移增加，薄層系厚度T越大，第一主光柵中心位移越小，光柵寬度越窄;b.遞變型薄層系，薄層系層數N增加，第一主光柵中心位置不變，光柵寬度也不變，當薄層系厚度T增加，第一主光柵中心位置不變，光柵寬度越窄。
全文摘要
一種薄層調頻分析技術，是地震勘探中識別薄層的分析方法，從分析反射係數出發，建立調頻母函數h(f)＝N、T分別為薄層係數和總厚度，R為薄層系邊界反射係數，r為薄層系內部反射係數。以頻率為X軸，以強度為Y軸作頻譜圖，得到薄層的調頻特徵為光柵效應，次光柵越多，薄層層數越多，層數等於次光柵數加2，從而判斷薄層系的存在性質。
文檔編號G01V1/30GK1099142SQ9311673
公開日1995年2月22日 申請日期1993年8月20日 優先權日1993年8月20日
發明者張雙喜 申請人:地質礦產部西北石油地質局, 中國地質大學(武漢)