王志龍 太文龍 黃孝斌

摘要：地震屬性中包含著大量有關(guān)地下結(jié)構(gòu)的信息，但是，傳統(tǒng)的地震屬性是基于線性模型，不能準(zhǔn)確地描述具有非線性特征的地震信號(hào)。該文嘗試將分形理論引入到地震數(shù)據(jù)的處理中，有效地識(shí)別了地下油氣異常，具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：地震勘探；分形；屬性提取；異常圈定

中圖分類號(hào)：TP301文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)22-5431-03

Attempt to Identify Seismic Attribute Anomalies with Fractal Theory

WANG zhi-long1, TAI Wen-long1, HUANG Xiao-bin2

（1. Department of Basic Teaching, The Engineering & Technical College of Chengdu University of Technology, Leshan 614000 ,China; 2. Department of Resources Prospecting and Civil Engineerin, The Engineering & Technical College of Chengdu University of Technology, Leshan 614000,China）

Abstract: Seismic attribute contains a great deal of information of underground structures. Traditionally, however, the seismic attributes is based on the linear model, which can not describe the nonlinear characteristics of the seismic signals accurately. This paper attempts to introduce the fractal theory to seismic data processing, and identified the underground oil and gas anomalies effectively, with some reference value.

Key words: seismic exploration; fractal; attribute extraction; anomalies identify

在油氣的勘探過(guò)程中，地震勘探技術(shù)是了解地下中深部地質(zhì)構(gòu)造的一種重要方法。而屬性提取又是地震數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)中的一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟，因?yàn)閷傩灾档淖兓鶎?duì)應(yīng)著地層的某些物性參數(shù)的變化，據(jù)此可以推斷出不同位置的地層構(gòu)造情況，具有非常重要的參考價(jià)值[1]。然而，在實(shí)際地震勘探中，大多數(shù)地震屬性與特定參數(shù)之間的關(guān)系并不是那么明顯。傳統(tǒng)的地震屬性提取方法一般都是把地質(zhì)構(gòu)造看作是一個(gè)線性系統(tǒng)。但是，越來(lái)越多的證據(jù)表明地震波具有非線性特征[2][3]，因此非線性模型才能準(zhǔn)確地描述地下結(jié)構(gòu)特征。分形維有很強(qiáng)的非線性映射能力，正是研究這類問(wèn)題的有效手段。分形維是通過(guò)自相似性來(lái)研究不規(guī)則對(duì)象的，已經(jīng)被用來(lái)描述地層的細(xì)微結(jié)構(gòu)，取得了許多成果。

1地震波的分形屬性

自從曼德?tīng)柌剂_特（B.Mandelbrot）在1975年提出分形維的概念后，迅速得到了廣泛的應(yīng)用。所謂分形是對(duì)那些沒(méi)有特征長(zhǎng)度，但在一定意義下具有自相似性或自仿射性的圖形、構(gòu)造以及現(xiàn)象等等的總稱[4]。理想的分形應(yīng)該具有嚴(yán)格的自相似性和跨越不同尺度的對(duì)稱性，即分形的維數(shù)在所有尺度下是不會(huì)變的，因此一個(gè)分形應(yīng)當(dāng)具有唯一的分維值。理論上，一個(gè)分形的特征用一個(gè)維數(shù)來(lái)刻畫(huà)即可。

油氣勘探的主要目的就是尋找地下沉積巖，但沉積巖并非呈非常規(guī)則的層狀，而是存在著很多大大小小不同層次的沉積旋回，在一個(gè)大旋回中可能包含若干個(gè)較小的旋回,而一個(gè)小的旋回中又可能包括一些更小的旋回。因此，在一定的沉積旋回的級(jí)別范圍內(nèi),存在著統(tǒng)計(jì)意義上的自相似性。這樣一來(lái),沉積旋回及其巖石物性等控制著油氣分布的因素具有一定的分形特征,可以運(yùn)用分形來(lái)檢測(cè)油氣資源[5][6]。

2幾種常用的分形維

3地震數(shù)據(jù)分形屬性的提取

3.1數(shù)據(jù)預(yù)處理

為更好地表現(xiàn)出地層中的細(xì)微結(jié)構(gòu)，對(duì)每一道數(shù)據(jù)作正規(guī)化預(yù)處理。具體處理可以按下式進(jìn)行：

4實(shí)際地震數(shù)據(jù)處理結(jié)果

圖1為某油田的一小塊地震記錄的剖面圖。該剖面共有620道地震記錄，每道記錄有451個(gè)采樣點(diǎn)，采樣間隔為2ms：在剖面第194道的地方有一口油井，對(duì)每一道計(jì)算其容量維和關(guān)聯(lián)維，得到的結(jié)果如圖2。

圖4瞬時(shí)容量維剖面圖

從圖2、圖3和圖4可以看出，在富含油氣的區(qū)域，分形維都出現(xiàn)了明顯的高值。另外，在580道附近也出現(xiàn)了高值，但這并非油氣異常，而是因?yàn)樵谶@個(gè)地方有一些小斷層。因此，在應(yīng)用分形維預(yù)測(cè)油氣時(shí)，需要特別注意。

5結(jié)論

1）一般而言，油氣資源會(huì)使得該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造變得復(fù)雜，分形維數(shù)也隨之變高。因而一個(gè)地區(qū)地震記錄的分維數(shù)越高，含油氣的可能性就越大；反之分維數(shù)越低，含油氣的可能性就越小。當(dāng)含有油氣時(shí)，產(chǎn)層頂?shù)讜?huì)有新的反射系數(shù)出現(xiàn)；

2）在出現(xiàn)斷層的地方，地質(zhì)結(jié)構(gòu)也會(huì)變復(fù)雜，導(dǎo)致計(jì)算得到的分維數(shù)變高。因此一個(gè)地區(qū)到底是含有油氣還是存在斷層，需要綜合其他方法來(lái)進(jìn)行考慮，盡量減少誤判。

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