一种基于多维梯度属性的岩溶储层预测方法与应用

本发明涉及物理勘探，具体涉及一种基于多维梯度属性的岩溶储层预测方法与应用。

背景技术：

1、在地震处理解释中，一些储层的厚度与振幅的梯度相关。利用地震信号的能量梯度能够指示一些储层的厚度和一些异常的地质体识别等。传统的瞬时振幅能够实现储层的分布和特征体的识别，但是瞬时振幅只从单一地震道出发，没有考虑地质构造对地震信号能量带来的影响，计算得到的结果抗噪能力较差，并且在横向上的分辨率较低。基于其他时频变换的地震信号能量计算虽然能够实现对各频段的能量进行分配，但是由于一些分解方法只能针对有限的频带宽度，会损失部分高频能量，或对噪声有放大功能。因而会造成信噪比和横向分辨率不高。

2、现有中国专利文件cn201110198688.5，公开了多方位地震能量梯度差碳酸盐岩溶洞型储层识别方法，首先利用hilbert变换将叠后地震数据转换为地震能量数据体，根据碳酸盐岩溶洞型储层的空间特征选择2个不同的方位，利用最小二乘法进行梯度估算，然后求取不同方位的梯度差。本技术方案相比于现有技术，利用互相关方法计算倾角时差，而无需利用最小二乘方法进行梯度估算，节省计算时间，计算过程更加稳定，并且提高了计算效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于多维梯度属性的岩溶储层预测方法，通过将地震数据进行希尔伯特变换得到地震信号的虚部，利用设计的面元计算方向能量的加权系数，而后利用互相关计算倾角时差，带有倾角时差的地震信号的振幅值。最后，根据面元的大小和设定的时窗长度按照得到的加权系数进行叠加，达到计算方向局部能量的目的。本发明提出基于多维梯度属性的岩溶储层预测能够具有较高的精度和较好的抗噪性，有利于特征地质体检测和描述。

2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

3、一种基于多维梯度属性的岩溶储层预测方法，包括以下步骤：

4、s1：根据原始地震数据s(t)，对地震数据进行希尔伯特变换，得到地震信号的虚部h(s(t))；

5、s2：设计n*n的面元，根据相邻道计算公式和其中ri和rj分别为沿主测线方向和沿联络侧线方向的权重系数，生成权重向量(ri,rj)，计算面元内每一个点的权重系数,i∈[1,n],j∈[1,n]，其中xi和yj分别为面元中主测线和联络测线距离中心点的分量；

6、s3：利用互相关公式和计算沿主测线方向和联络测线方向的相邻道的倾角时差δti和δtj，δti＝max(ci)，δtj＝max(cj)，其中si(t)为沿主测线方向的地震信号，sj(t)为联络测线方向的地震信号，si-1(t)为沿主测线方向的相邻地震信号，sj-1(t)为沿联络测线方向的地震信号，τ为互相关扫描时差，k为互相关时窗的大小；

7、s4：设计计算面元和方向，计算面元的大小通常为3*3，梯度的方向通常为沿主测线方向和联络侧线方向，或者自定义方向。计算局部能量的时窗长度l，根据倾角时差和时窗长度生成面元内的局部能量其中

8、

9、s5：计算整个数据体的方向局部能量，选择梯度方向和相应的梯度角度，计算能量梯度，整个数据体的能量梯度；其中，能量梯度的计算公式为：

10、

11、其中，θ为梯度角度，p和q分别为沿x方向和沿y方向的梯度时窗大小，最后输出整个能量梯度数据体grade；根据能量梯度数据体，阈值范围的设定选择能量梯度值大于全值的80％(＞0.8*grade)部分，继而最终确定岩溶储层的厚度。

12、另一方面，本发明提出上述方法在复杂地质构造岩溶储层厚度监测中的应用。

13、本发明的有益效果：

14、本发明根据地震波在穿过岩溶储层时产生横向上的振幅异常的现象，利用希尔伯特变换计算地震信号虚部，根据互相关准则计算倾角时差。将带有倾角时差的相邻道组成面元，设置特定的时窗长度后，计算面元时窗内的能量，最后对整个数据体进行计算后，根据梯度方向确定能量梯度的结果，输出能量梯度数据体。该方法在计算局部能量时具有很好的抗噪性和横向分辨率。本方案相比于现有技术，利用希尔伯特变化方式计算地震信号能量，计算结果更为准确。计算过程无需最小二乘法计算梯度，因而计算过程更为稳定。通过设定面元的方式进行局部能量的计算，具有更好的抗噪性，保持了地震信号的横向分辨率。通过设定阈值的方式，相比于现有的方法，能有有效地确定岩溶储层纵向和横向的范围。

15、希尔伯特变换的应用：通过希尔伯特变换获得地震信号的虚部，本发明能够更有效地利用地震数据，揭示地震波穿过岩溶储层时产生的振幅异常现象。希尔伯特变换能够为地震信号提供解析表达，让地震信号的瞬态特性和相位信息得到完整表述，为后续的梯度计算和能量分析提供了更加丰富和精确的数据基础。

16、多维梯度属性与互相关计算：本发明引入多维梯度属性，利用互相关准则计算倾角时差，这一步骤是实现高精度岩溶储层预测的关键。通过计算沿主测线方向和联络测线方向的相邻道的倾角时差，能够有效捕捉到岩溶储层内部的复杂地质构造变化，提高了地质体的识别精度。与此同时，互相关的应用能够有效减少噪声的影响，提高信噪比。

17、面元内局部能量的精细计算：通过在特定的时窗长度下，计算面元内的局部能量，本发明能够更精细地捕捉岩溶储层内的能量分布特征。相较于传统方法，这种计算方式能够在保持较高抗噪性的同时，显著提升横向分辨率，使得岩溶储层的预测更加精确。

18、能量梯度数据体的生成和阈值设定：最终输出的能量梯度数据体能够直观地反映岩溶储层的空间分布和厚度变化。通过设定合理的阈值范围，可以更有效地识别和定量岩溶储层的厚度，这一步骤的创新在于能够综合考虑地震信号能量的多维分布和变化趋势，为岩溶储层的精确预测提供了强有力的工具。

19、综上所述，本发明的基于多维梯度属性的岩溶储层预测方法，提高了地震信号处理的精度和效率，还为复杂地质构造下的岩溶储层预测提供了一种新的视角和手段，具有重要的理论意义和实际应用价值。

20、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种基于多维梯度属性的岩溶储层预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述方法在复杂地质构造岩溶储层厚度监测中的应用。

技术总结本发明涉及物理勘探技术领域，具体涉及一种基于多维梯度属性的岩溶储层预测方法，本发明根据地震波在穿过岩溶储层时产生横向上的振幅异常的现象，利用希尔伯特变换计算地震信号虚部，根据互相关准则计算倾角时差。将带有倾角时差的相邻道组成面元，设置特定的时窗长度后，计算面元时窗内的能量，最后对整个数据体进行计算后，根据梯度方向确定能量梯度的结果，输出能量梯度数据体。该方法在计算局部能量时具有很好的抗噪性和横向分辨率，相比于传统的瞬时振幅，具有更高的精度。技术研发人员：徐文礼,文华国,霍飞,梁金同,罗涛,李龙生,彭罗鸿受保护的技术使用者：成都理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12