地震三瞬属性

2010-04-21 13:16阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1364629883

三瞬属性是所有其它衍生类属性的基础，三瞬属性包括瞬时振幅、瞬时频率和瞬时相位。已经有许多专家和研究人员对三瞬属性在储层分布形态、地震沉积分析、异常体识别等多方面的应用做出研究和分析，并有许多成果文献发表，对于刚接触地震属性的人来说，还是有必要了解三瞬属性的来源。由于地震数据实际上也类属于信号，所以许多有关信号处理的方法和概念都被引入到地震数据的处理当中，包括小波分频变换处理、褶积与反褶积等。
三瞬属性主要是利用了Hilbert变换的信号处理方法。如下摘自于高静怀教授（2005）等《利用地震瞬时谱属性进行薄互层分析》（发表在《煤田地质与勘探》）对三瞬属性的表述：

地震三瞬属性

瞬时振幅是反射强度的量度，所以一般软件中出现的envelope也就是瞬时振幅的含义，其用法与瞬时振幅一样。从计算公式来看，就是解析信号的实部与虚部总能

量的平方根，主要反映能量上的变化，可以突出特殊岩层的变化。
瞬时相位是地震剖面上同相轴连续性的量度，无论能量的强弱，它的相位都能显示出来，即使是弱振幅有效波在瞬时相位图上也能很好的显示出来。当波在各向异性的均匀介质中传播时，其相位是连续的；当波在有异常存在的介质中传播时，其相位将在异常位置发生显著变化，在剖面图中明显不连续。因此，利用瞬时相位能够较好的对地下分层和地下异常进行辨别。当瞬时相位剖面图中出现相位不连续时，就可以判断该处存在分层或异常。
瞬时频率是相位的时间变化率，它能够反映组成地层的岩性变化，有助于识别地层。当地震波通过不同介质界面时，频率将会发生明显变化，这种变化在瞬时频率图像剖面中就能显示出来。
对于同一探测对象，三种瞬时信息在同一位置发上明显变化就可能反映探测对象在该处的物性变化。在三个参数中，瞬时相位谱的分辨率最高，而瞬时频率和瞬时振幅谱的变化也较为直观，可以利用这两者来确定地下异常的大概位置，用瞬时相位来确定分层的边界。
如下图对某个地震信号进行Hilbert变换处理，右侧依次为Hilbert结果、瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率。

地震三瞬属性

注意观察图中用黑色虚线标注的层段，在振幅上层段的顶为一个强波谷，底为零值，中间包括一个强波峰，考虑子波相位为零相位时，该层段岩性阻抗比上覆岩层阻抗高，底与下伏岩层接近，其顶部为高阻抗岩性。
在进行Hilbert变换后，原有的信号为解析信号，其振幅的变化幅度正好与原始信号的相反。层段上覆地层振幅为正值，层段原强波峰段在此变为强波谷。在下方的振幅图上与原始信号基本一致。
瞬时振幅为Hilbert变换后的实部与虚部值的均方根，可以看到在标注层段处振幅为高值，这是原始信号上波谷与波峰幅度的统计，层段整体都表现为强值段。这是反映的能量变化。
瞬时相位则是虚部值与实部值相除然后求反正切值。瞬时相位反映出边界的变化或者是反射的连续性。从结果来看，层段的顶底变化很清楚，顶对应的是近-180度的相位值，底对应近正180度的相位值。与原始信号对比，顶在信号上是由波谷转换到波峰，是正180度转换到负180度，在颜色上表现是截然相反的两种对比颜色。而层段内部的变化是连续的，又从负相位渐变到正相位，到底时为正180度。然后层段下伏地层显示很快的相位变化，而在信号幅度上虽然有正负值的变化，但差异没有那么明显，而在相位上则显示快速的变化（由正相位到负相位或由负相位到正相位），这也说明相位能够放大局部信号上的差异（尤其是存在较弱正负幅度的变化）。
瞬时频率来源于瞬时相位，为相位对时间求导获得。它的变化就没有相位那么敏感，如层段处整体显示出低频特征，反而在层段的底界处出现一个高频率的值。对比整个原始信号，在瞬时频率出现高值的地方基本上都对应一个层段的底，也就是发生岩性或者层段变化的界面处出现频率的突然变化。

举报/Report

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳