时频分析方法对比及S变换在地震数据处理中的应用

时频分析 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 对比及S变换在地震数据处理中的应用 时频分析技术划分砂砾岩沉积期次方法探讨 ———以渤南洼陷北部陡坡带沙四段 —沙三段为例 1 , 2 2 2 2郭玉新 , 隋风贵 , 林会喜 , 刘雅利 ( 1. 中国科学院昆明分院 贵阳地球化学研究所 ,贵州 贵阳 550002; ) 2. 中国石化股份胜利油田分公司 地质科学研究院 ,山东 东营 257015 摘要 :基于米氏旋回分析 ,证实了渤南洼陷北部陡坡带沙四段 —沙三段砂砾岩发育高频沉积旋回 ;将小波变换时频 分析技术与 F ische r图解法相结合 ,对研究区砂砾岩进行了沉积期次划分和对比 。基于声波测井资料 ,采用 db4 小 波 ,通过小波变换将渤南洼陷北部陡坡带沙四段上亚段 —沙三段下亚段砂砾岩划分出 93 个高频沉积旋回 ,并在此 基础上编制了 F ische r图解 。 F ische r图解显示出研究层段发育了 8 个可容空间变化旋回 ,每个旋回的可容空间上 升初期和下降末期对应了厚层砂砾岩沉积 ,可容空间最大处湖侵泥岩明显增多 ,反映了一个完整的砂砾岩进积 — 退积沉积旋回 。据此 ,将研究层段砂砾岩划分为 8 个沉积期次 。在单井沉积期次划分的基础上 ,通过地震约束的 可容空间变化旋回对比 ,实现了连井沉积期次等时对比 。 关键词 :砂砾岩 ;沉积期次 ;时频分析 ;小波变换 ; F ische r图解 ;陡坡带 ;渤南洼陷 ( ) 文章编号 : 1009 - 9603 200905 - 0008 - 04 中图分类号 : TE111. 3 文献标识码 : A 沉积期次划分和对比是砂砾岩油气藏勘探开发南超 。埕南断层下降盘沙四段 —沙三段发育了厚度 的基础和关键 ,也是难点之一 。由于砂砾岩沉积物 800m 以上的近岸水下扇砂砾岩沉积 , 是重要的 达 中缺少古生物 ,测井曲线旋回特征不明显 ,并且地震 油气储层 。该砂砾岩储层非均质性较强 ,油气主要 资料分辨率较差 ,传统的古生物 、岩性及层序地层学富集于扇中 、扇端相带 ,沉积期次划分是寻找有利储 方法划分砂砾岩沉积期次存在着很强的主观性 ,不 集相带的基础 。 能实现等时对比 。 时频分析技术主要是通过地震和测井信号的频2 砂砾岩沉积的旋回性 谱特征随时间的变化 ,实现地层划分 、物源方向识别 [ 1 - 2 ] 和储层分布 预 测 等 目 的 。限 于 沉 积 相 带 变 化 砂砾岩沉积期次划分就是在砂砾岩段进行地层 快 、地震资料分辨率差等因素 ,时频分析技术在多井 对比 。利用时频分析技术进行地层划分和对比要求 地层层序对比方面存在较大的局限性 。基于高频沉 研究对象具有高频周期性 。大多数研究者认为 ,近 [ 8 ] (积旋回划分的 F ische r图解法则可以弥补这种局限 岸水下扇为事件性沉积 特别是陡坡带近岸水下 [ 3 - 7 ] ) 性 ,得到了很好的应用 。以渤南洼陷北部陡坡 扇更是如此 , 其周期性主要 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现为盆地沉降和回 带沙四段 —沙三段砂砾岩扇体为例 ,探讨了基于测 返所造成的低频次旋回 。笔者通过对研究区沙四段 F ische r图解划分砂,利用时频分析技术结合测井信号的频谱分析 ,对砂砾岩沉积的高频旋回性 井资料 进行了研究 。 砾岩沉积期次的方法 。 2. 1 测井曲线选择 为了能反映地层的旋回性 ,所使用的测井资料 1 地质概况 必须能体现地层的沉积特点 ,在砂泥岩地层剖面中 [ 9 ] 一般应用 自 然 伽 马 曲 线 ; 而 在 砂 砾 岩 沉 积 剖 面 渤南洼陷是济阳坳陷的一个三级构造单元 ,北 部以埕南断裂为界 ,沙四段沉积时期东西双断 、北断中 ,自然伽马曲线更多地反映了砾石本身的特征 ,不 收稿日期 2009 - 07 - 16;改回日期 2009 - 08 - 17。 ()作者简介 :郭玉新 ,男 ,高级工程师 , 1997 年毕业于石油大学 华东 煤田 、油气地质与勘探专业并获硕士学位 ,现为中国科学院昆明分院贵 ( ) 阳地球化学研究所地球化学专业在读博士研究生 ,从事油气勘探综合研究工作 。联系电话 : 0546 8715492 , E - m a il: guoyx@ slof. com。 ( )基金项目 :中国石化“十一 〃五 ”重点科技攻关项目“断陷盆地早期充填层系成藏要素与油气富集 ”P07008 能如实反映整个剖面的沉积特点 。声波和密度测井 曲线通过岩石速度和密度的变化能较好地反映砂砾 3 测井资料小波变换及高频沉积旋回 岩地层结构及旋回性 。笔者选择声波测井曲线进行 划分频谱分析 。 2. 2 频谱分析及砂砾岩旋回性由于研究者能力和经验的差异 ,人工划分砂砾 由义 284井沙四段 —沙三段砂砾岩段声波测井 岩高频旋回存在着很强的主观性 。通过对砂砾岩声 () 曲线频谱分析结果可见 图 1 ,频谱图反映出该井 (波测井信号的时频分析 , 可研究某一特征频率 即 的声波测井信号中包含了一些能量较高的频率 ,这)() 沉积旋回 在时间轴 即深度 上的分布 ,划分高频 () 些频率的倒数即为砂砾岩沉积的周期 沉积旋回 。 沉积旋回 。 该井发育了 25. 8 , 12. 8 , 10. 7 , 7. 6 , 6. 0 和 5. 1m 共 6 选取各井声 波 测 井 曲 线 , 采 用 db4 小 波 , 基 于(个高能量周期 除此之外 , 还有一些更小的高能量 M a tlab软件进行离散小波变换 。小波变换结果为近 ) 周期 。这些周期的比值序列为 25. 8 ?12. 8 ?10. 7 ?似信号和细节信号 2 个矩阵数据或 2 组曲线 ,分别 7. 6 ?6. 0 ?5. 1 ,可以写成 1 ?0. 50 ?0. 41 ?0. 29 ?0. 23 ? 包括 a1 —a12 和 d1 —d12 各 12 行 数 据 或 12 条 曲 0. 20 ,与米氏周期比值序列 1 ?0. 54 ?0. 4 1 ?0. 2 9 ? 线 。其中 a1 —a12近似信号曲线为声波测井曲线去 [ 10 - 12 ]0. 23 ?0. 19高度吻合 ,表明该砂砾岩中发育了 噪后的逐层近似 ,而 d1 —d12 细节信号曲线则为不 米氏周期控制的高频旋回 。义 282井亦显示了这种 同的频率在时间轴上的分布 ,每一条细节信号曲线 () 旋回性 图 2 ,表明研究区砂砾岩中的米氏高频旋 ()(都代表了一个特定的周期 或沉积旋回 在时间 深 回是普遍存在的 。 ) 度或井段 上的分布 。细节信号曲线是划分高频旋 回的基础 。 在编制 F ische r图解的过程中 ,要求所划分的高 (频沉积旋回必须有足够多的数目 划分出的高频沉 积旋回数大于 50 , 才能 保证 F ische r图 解划 分沉 积 ) 期次的客观性 , 因此 , 选择 d6 细节信号曲线所代 表的周期性进行高频沉积旋回划分 。 d6 细节信号 是沿能量零轴上下波动的正弦曲线 ,划分时取 d6信 号曲线与能量零轴的交点作为高频沉积旋回界面 , () 按曲线周期性依次进行划分 图 3 。第 1 个界面的 图 1 义 284井声波测井曲线频谱 识别较为重要 ,它影响着整个剖面高频沉积旋回划 分的准确性 。一般是在扇中或扇端相带结合自然伽 马 、声波 、中 子 、密 度 等 测 井 曲 线 进 行 确 定 。在 义 284 井沙四段 —沙三段砂砾岩层序中 , 利用上述方 法划分出 93 个高频沉积旋回 。每一个高频沉积旋 回都具有岩性由粗到细或由细到粗的变化 ,在声波 和自然伽马测井曲线上亦可识别 ,反映了在这个级 别的沉积周期中沉积物的退积或进积 。 4 沉积期次划分和对比 图 2 义 282井声波测井曲线频谱 4. 1 F ische r图解法单井沉积期次划分 F ische r图解是 将传 统 的一 维岩 石 柱状 图通 过() 地球轨道三要素 偏心率 、黄赤交角 、岁差 的 2009年 9月油气地质与 采 收 率〃10〃 以旋回数做横坐标 ,平均厚度累积偏差做纵坐标 ,编 ( 制 F ische r图 解 。 F ische r图解 为 波状 起 伏 曲 线 图) 3 ,上升表示可容空间增大 , 下降表示可容空间减 小 。图中可识别出 8 个可容空间变化周期 ,据此划 分为 8 个沉积期次 。结合地震剖面沙三段底界的标 定 ,确定出沙三段和沙四段的分界 。据此 ,将沙四段 上亚段和沙三段下亚段分别划分为 4个沉积期次 。 义 284井中 ,砂砾岩体仅发育于沙四段上亚段 , 4砂组未钻穿 。从 1 —3 砂组的 F ische r图解曲线来 看 ,曲线上升段初始 期 发育 厚层 砂 砾岩 , 无 泥岩 隔 层 ,反映了一个沉积旋回初期扇根部位快速堆积的 特征 。曲线上升最 高点 处 为砂 砾岩 和 泥岩 互层 沉 积 ,反映了物源供给减弱 ,代表了沉积旋回中部扇中 和扇端相带沉积 。曲线下降末期 ,砂砾岩厚度增大 , 泥 岩 厚 度 减 小 , 反 映 沉 积 旋 回 末 期 的 进 积 特 征 。 F ische r曲线由上升到下降 ,反映了一个完整的沉积 旋回 。由此可以看出 ,利用 F ische r图解法 ,可以有 效地划分出砂砾岩沉积旋回和沉积期次 。 4. 2 多井砂砾岩沉积期次对比 以地震反射特征作为约束 ,将各井 F ische r图解 上可容空间变化旋回进行对比 ,相似的为同一期次 () 图 4 。渤南洼陷北部陡坡带砂砾岩体对比结果表 明 ,虽然不同井间可容空间变化旋回可以很好地对 比 ,但每个旋回内部的可容空间升降可能具有不同 的特点 。 在沙四段上亚段和沙三段下亚段沉积时期 ,研究区受埕南断裂带持续活动的影响持续下降 ,可容 空间的变化应具有一致性 。但在陡坡带沉积物供给 (充足的情况下 , 扇根相带表现为可容空间变小 多 )期水道向上变薄 的同时 ,由于扇体推进距离不大 , (扇中部位可表现为可容空间增大 多期水道向上变 ) 厚 ,各高频层序的平均厚度应为可容空间转换的 “交点 ”或“平衡点 ”。义 284 井和义 285 井之间存 () 在可容空间变化“平衡点 ”图 4 ,义 284 井沙四段 上亚段第 2期为可容空间变大到变小的完整旋回 , 反映了扇根处叠置水道向上变薄又变厚的正 —反复 合粒序 ; 而义 285 井上该期次则表现为可容空间持 图 3义 284井小波变换高频沉积旋回划分及 续变小 ,反映了向上变薄的正粒序 ,整体为进积 —退 F ische r图解沉积期次划分 积式叠置样式 。 [ 3 - 7 ] 古近系的地层划分中 。根据以上划分结果 ,计 通过图 4的剖面对比可见 ,研究区砂砾岩体在 算每个高频沉积旋回地层厚度和平均厚度 。由于砂 平行物源方向上自沙四段上亚段 —沙三段下亚段具 砾岩地层厚度受压实作用影响较小 ,无须进行厚度 有持续退积的特征 ,但每个沉积期次内都具有先进 校正 。将每个高频层序厚度减去平均厚度得平均厚积后退积的特点 ,每期砂砾岩体的中下部都是厚储 层发育的部位 。 度偏差 ,平均厚度偏差累积值为平均厚度累积偏差 。 图 4 渤南洼陷陡坡带义 285—义 110井沙四段上亚段 —沙三段下亚段砂砾岩体沉积期次对比 [ 5 ] 梅冥相 ,马永生 ,周洪瑞 ,等. 雾迷山旋回层的费希尔图解及其 在定义前寒 武纪 三级海 平面 变化中 的应 用 [ J ]. 地 球 学 报 ,5 结论 ( ) 2001 , 22 5 : 429 - 436. 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