地震属性分析技术

地震属性是指由迭前或迭后地震数据，经数学变换而导出的有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特征。地震信号的特征是由岩石物理特性及其变化引起的，地震数据中蕴藏着丰富的有关岩性、物性及储层含油气性的特征参数，如振幅、频率、相位、能量、波形和比率等。地震属性分析方法就是利用多种数学方法从地震数据体中提取各种地震属性，结合地质、钻井、测井资料对目的层的特征进行综合分析研究的方法。华北油田在二连盆地地层岩性油藏勘探实践中，在地震属性的提取、分析和解释上取得了成功的应用经验。

（一）地震属性的分类

所用的地震属性越多，地球物理学家在选择合适的地震性时就越难以确定，因此，对数量众多的地震属性进行合理分类，有利于理解和正确使用地震属性。前人在这方面已经做了大量工作。

地震波形的变化与地震波传播的物理机制、岩石物理特征和地层结构等因素密切相关。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，地震波形特征包含着地下储层的综合地质特征信息。地震属性的分类方法有很多，主要有以下四种：一是在我国学术界较为流行的分类方法，即从运动学与动力学的角度，将地震属性分为振幅、频率、相位、能量、波形和比率等几大类；二是按属性拾取的方法将地震属性分为层位属性和时窗属性两类的分类方法；三是由A.R.Brown于1996年提出“属性必须为基本的地震测量结果，所有可用的层位和地层信息属性不是互相独立的，而是表征和研究有限信息的方式不同，这些基本信息是时间、振幅、频率以及衰减特性”，将地震属性分为时间、振幅、频率和衰减4类的分类方法；四是由Q.Chen等人1997年以运动学与动力学为基础把地震属性分成振幅、频率、相位、能量、波形、衰减、相关、比值等几类。此外他还提出了按地震属性功能的分类方案，即把地震属性分为与亮点和暗点、不整合圈闭和断块隆起、油气方位异常、薄储层、地层不连续性、石灰岩储层和碎屑岩、构造不连续性、岩性尖灭有关的属性。

根据Q.Chen等人提出的基于储层特征的地震属性分类对于我国陆相油气藏储层预测来说并不一定全面，在实际工作中应注意在此基础之上，根据研究区地质情况的不同，增加其他一些有效的属性参数。

（二）地震属性分析基本原理

地下任何地质体及其性质的变化均反映在地震信息的相应变化上，这些变化主要体现在两方面：一类是常规属性，即我们常说的地震多参数的变化；第二类是地震波形，即地震相的变化。

（1）非线性多参数提取及综合分析：三维地震资料中蕴含着丰实的地震信息，这些地震信息是地下构造、地层结构、储层发育程度及物性、含油性等参数的综合反映。分析的难点在于任一地下地质参数与地震参数间并不存在简单的一一对应关系，采用单一地震参数分析的结果往往存在多解性。如何消除这种多解性：一是凭借解释人员对地下地质情况的认识程度，二是通过多参数综合分析，消除单参数分析的多解性。多参数综合预测成功的关键在于提取并优选与地质特性有关的地震属性。

（2）模式识别研究储层地震相：模式识别分析方法着眼于地震反射波形，目的是要确定地下储层的横向岩性变化，它的假设条件是：当沉积相单元发生变化时其地震反射特征（包括振幅、频率、相位、积分能谱、时频能量等）也必定有所变化，也就是我们所常说的地震相变化。地震相是一种比较特殊的地震属性，其类别划分主要利用地震道形状及波形特征对某一时窗内的地震道数据进行逐道对比，细致刻画地震信号的横向变化，运用自组织神经网络方法对地震道进行分类，得到地震波形异常即地震相图。由于地震道分类过程中波形信息包括了相位、频率、振幅等特征，因而更能反映出目的层属性的变化。

（三）地震属性分析的流程

随着地震属性提取能力的增加以及地层岩性油气藏重要性的不断增加，利用地震属性分析技术进行油气藏特征预测得到了广泛应用。地震属性分析的一般流程如下所示：

（1）确定钻井资料和地震资料的时深关系，即所谓的层位标定；

（2）层序界面追踪解释，确定时窗，并进行地震属性提取；

（3）地震属性优选，优选出用于预测的数量最少的属性组合；

（4）地震属性分析，建立地震属性与地质特征之间的统计关系，从而在密集的地震数据指导下对井间油藏特性进行预测。

（四）地震属性的提取

地下地质体及其性质的变化都将引起地震响应发生相应的变化，因此，利用各种地震属性可以获得地下地质体的岩性、物性、储集性能等信息。但由于每一种属性对地下地质信息变化反映的灵敏度不同，因此，必须对提取出的各种地震属性参数进行分析，优选出能够较好反映储层厚度、物性及含油气性的有效参数。

（1）剖面属性的提取：剖面属性提取就是在地震剖面上沿目的层拾取各种地震信息。通常采用三瞬处理、时频分析和波阻抗反演等方法。

（2）层面属性提取：沿着目的层的层面提取各种地震信息，是三维体属性提取的一种特殊方式（时窗长度为0），获得的是各类属性沿层面横向变化的信息。

（3）三维体属性提取：三维体属性提取就是在三维数据体中某一时窗内（时窗长度大于0）提取各种地震信息。常用的方式有两种，一种是以同一时间界面为起点、固定时窗长度的等时扫描；另一种为沿目的层的变时窗拾取方式。等时扫描方式一般用于对地震地质及油气情况认识相对较低的工作区；沿层拾取方式应用于井较多且对与油气有关的多种地震信息有所认识的地区。

（4）地震属性提取的时窗选取：地震属性分析首先要选择合理的时窗。时窗开得过大，包含不必要的信息；开得过小，则会出现截断现象，丢失有效成分。时窗选取应遵循的准则：①当目的层段厚度较大时，如果能够准确追踪顶底界面，则用顶底界面限定时窗，提取层间各种地震信息，如果只能追踪顶界面，则以顶界面限定时窗上限（作为时窗的起点），以目的层时间厚度作为时窗长度，以各道均包含目的层又尽可能少包含非目的层信息为准则；②当目的层为薄层时，因目的层的各种地质信息基本上集中反映在目的层顶界面的地震响应中，因此，时窗的选取应以目的层顶界面限定时窗上限，时窗长度尽可能小。

（五）地震属性优选

地震属性信息反映储层或含油性特征的灵敏度不同，对油气或储层特征敏感的地震属性组合也存在较大差别，一些属性对预测分类还起着干扰作用，由此需要在众多的地震属性中优选那些有用的信息。利用先进的数学方法，从大量的属性中选择有用的信息已成为解决问题的主要途径，但这些数学方法必须以地震模型分析和实践经验为指导。在地震属性优选过程中要求优选后地震属性集整体与研究对象具有某种相关性，能够对样本进行有效分类，要达到地震属性结构的最优化，以尽可能相互独立的变量组成尽可能低维的变量空间，使有用地震信息损失为最小，剔除起干扰作用的属性。

图7-22 太43井区砾岩体均方根振幅平面

图7-23 巴音都兰凹陷南洼槽阿四段Ⅱ砂组均方根振幅图

地震属性优选的基本程序可以概括以下三步：①根据研究区地质特征，建立地震地质模型，结合模型理论分析与实际经验对地震属性进行初选；②井旁道或连井剖面地震属性计算，并利用交绘图等方法，了解所提取属性的总体异常特征分布规律，对与储层特征或含油气性有明显对应关系的属性进行必要的预处理，形成地震属性集；③运用先进的数学方法，结合实钻资料，进一步分析地震属性与储层特征或含油气性的对应关系，对地震属性集进行优选，达到最优特征组合。

（六）地震属性分析的应用效果

二连盆地，在乌里雅斯太凹陷太参1井区的地震振幅属性的提取，清晰地刻画了具有长源供给水道湖底扇的平面展布形态（图7-22）。针对二连盆地巴音都兰凹陷巴19岩性油气藏含油层段集中、厚度大的特点，应用沿层地震属性提取技术，圈定了砂岩异常体的平面分布范围（图7-23）。