1、第 卷 第 期年 月（页码 ：）地球物理学进展 ，王开燕 ，徐清彦 ，张桂芳 ，等 地震属性分析技术综述 地球物理学进展 ，（）：，： ， ， ， （），（）：，：地震属性分析技术综述王开燕，徐清彦，张桂芳，程某存，李培海（非常规油气成藏与开发省部共建国家重点实验室培育基地；黑龙江省油气藏形成机理与资源评价重点实验室 ；黑龙江省普通高等学校油气藏形成机理与资源评价重点实验室 ；东北石油大学地球科学学院 ，大庆 ；大庆物探研究所，大庆；延长油田股份有限公司子北采油厂 ，延川 ；东方地球物理勘探有限责任公司辽河物探处，盘锦）摘要近年来，地震属性分析技术在地层岩性解释、构造解释、储层评价、油藏特征描
2、述以及油藏流体动态检测等方面得到了广泛应用，并且在油气勘探开发中起着越来越重要的作用地震属性技术能提取隐藏在地震资料中的有用信息，提高对储层有利区预测的准确度因此，对地震属性技术在储层预测中的应用的研究显得十分重要本文就地震属性的发展历程、地震属性分类、地震属性提取和地震属性的优化及预测方法进行了归纳总结，并对地震属性技术在国内外的发展情况作了简要的介绍关键词地震属性，地震属性优化，储层预测： 中图分类号 文献标识码收稿日期；修回日期 投稿网址基金项目黑龙江省教育厅科学技术研究基金项目 （）资助 作者简介王开燕 ，男 ，年生 ，副教授 ，硕士 ，主要从事应用地球物理方法研究和教学工作 （：）
3、， ， ， ， （ ， ； （ ； ， ； ， ； ，； ，； ，； ， ，） ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 地球物理学进展 卷 引言“地震属性 （ ）”最早可追溯到世纪年代，当时国内有很多的译名 ，如地震信息 、地震特征 、地震参数 、地震标志等 ，直到年代才确定为地震属性 ，国际知名企业公司认为 ：地震属性是一种描述和量化地震资料的特性 ，是原始地震资料中所包含全部信息的子集对于地震属性的定义众说纷纭 ，但是从纯数学的角度来说 ，地震属性可以定义为地震资料的几何学 、运动学 、动力学及统计学特征的一种量度地震属性发展至今大致经历了个阶段 ：第一阶段是起步阶段 ，世纪年代
4、，人们通过各种观察提出了 “亮点 ”、“暗点 ”和 “平点 ”技术 ，利用这个技术可以直接进行油气检测 ，随着数学方法的引入 ，又提出了瞬时属性和复数道分析技术 ，瞬时属性技术被直接用于石油地球物理勘探的解释和预测第二阶段是迅速发展阶段 ，世纪年代初期 ，一方面利用振幅随炮检距变化的规律 ，另一方面出现了大量的属性定量提取方法 ，提取出来的属性多达几十种 ，但是这样提出来的地震属性没有明确的地质意义 ，在应用过程中导致了人们对它的不信任第三阶段是基本成熟阶段 ，年代初 ，多维属性分析技术出现 ，地震属性有了更明确的地质意义 ，能揭示出地震数据体中的沉积 、岩性和储层的信息 ，地震属性研究开始向
5、科学化方向发展近年来 ，随着智能化技术和可视化技术在地震属性分析中越来越广泛的应用 ，出现了一个新的概念 “准属性 ”目前 ，地震属性技术在构造解释 、地层岩性解释 、储层评价 、油藏描述以及油藏流体动态检测等领域得到了广泛应用 ，在模型正演 、相干体技术 、聚类分析 、地震相分析 、多属性综合分析等方面也有了较大的发展地震属性技术在油气勘探开发中发挥着越来越重要的作用 地震属性的分类和提取 地震属性的分类随着数学 、信息科学等领域新知识的引入和广泛应用以及计算机技术的迅速发展 ，利用各种数学方法从地震数据体中提取的各种地震属性越来越多 ，可归纳为振幅 、波形 、频率 、衰减 、相位 、相关
6、、能量 、比率等大类种 ，随着计算机技术的快速发展 ，目前已经发展到近种地震属性 ，目前大多数方法是根据算法和针对某个研究目标来进行分类 ，没有一个统一的分类标准 ，也很难建立一个完整的地震属性列表为了 更 好 理 解 和 应 用 地 震 属 性 ，在 国 外 ，、以及对地震属性分类作了详细的研究年等人根据地震属性的物理和地质意义 ，将地震属性分为两类 ，一类为几何属性 ，另一类为物理属性针对提取属性的地震数据体不同 ，物理属性又可分为叠前属性和叠后属性 ，叠前属性包括年将地震属性分为种基本类型 ，即时间 、振幅 、频率和衰减属性每种基本类型根据提取属性的数据体不同又分为叠后属性和叠前属性 ，
7、其中叠后属性按提取方式的不同分为沿层属性和沿时窗属性年提出了两种分类方法 ，一种以运动学和动力学为基础把地震属性分成振幅 、波形 、衰减 、相关 、频率 、相位 、能量 、比率八种类型 ；另一种基于储层特征不同把地震属性分为亮点和暗点 、不整合圈闭和断块隆起 、油气方位异常 、薄互层 、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年将地震属性分为基本属性和特殊属性此外按照属性提取方式的不同可将属性分为层位属性和时窗属性两类 ，按照地震属性的定义可以将地震属性分为几何学属性 、运动学属性 、动力学属性和统计学属性四大类我国学术界较为流行的分类方法是从运动学与动力学角度
8、将地震属性分为振幅 、频率 、相位 、能量 、波形和比率等几大类 地震属性的提取 地震属性的提取方法地震属性的提取 ，是指利用各种数学分析方法从地震数据体中拾取隐藏在其中的与岩性和储层物性有关的信息的过程地震属性的提取方式主要有剖面属性 、层面属性和三维体属性提取地震剖面属性提取就是采用三瞬处理 、时频分析和波阴抗反演等特殊处理手段在确定的地震剖面上沿着目的层层位拾取各种地震信息 ，获取地下地质信息这种提取方式不仅简单经济而且实际的应用效果也较好地震层面属性提取就是用不同的数学方法分时窗提取目的层反射界面或某一时间界面的各种地震信息 ，以获得目的层段在整个工区范围内的横向变化信息地震三维体属性
9、提取就是在三维数据体中某一合适的时窗内提取各种地震信息层位属性与三维期 王开燕 ，等 ：地震属性分析技术综述属性体均采用单道时窗和多道时窗的属性提取方式 ，二者在具体操作上略有差异但本质上是完全一致的属性的提取既可以在二维地震数据又可以在三维地震数据体上进行 ，不同的是利用二维地震数据只能得到剖面属性和层位属性 （或称为界面属性 、层面属性 、波至属性等 ）而利用三维地震数据除了能够得到与此相同的属性外还能够获得三维属性体在实际应用中地震属性提取的方式应根据研究工区的储层地质特点 、勘探程度以及所要解决的问题进行选择 ，这样才能获得较好的效果 地震属性提取的影响因素）地震属性提取时时窗大小的选
10、取地震属性的提取首先要选择合适的时窗 ，时窗的大小直接决定了提取地震属性时参与计算的地震数据体的范围 ，时窗开得过大 ，包含不必要的信息 ；开得过小 ，则会出现截断丢失有效成分 ，这样对提取出的属性结果产生影响因此时窗选取的好坏对地震属性的提取是非常关键的 ，时窗的选取主要分为固定时窗法和沿层滑动时窗法两种通过对地震属性提取方法的理论分析以及模型计算总结了在储层预测的实践中时窗选择应遵循以下准则：如果能够同时准确追踪储层顶 、底界面 ，则用顶底界面限定时窗提取层间各种信息 ；如果只能确定目的层的顶界 ，以顶界同相轴对应的时间值作为时窗的起点 ，以合适的固定时窗长度沿层滑动提取属性 ，时窗长度的
11、选取以各道均包含储层又尽可能少地包含非储层信息为准 ；如果储层的顶底界面都不能确定 ，则以相邻的标准层的走势为参考 ，根据井点对应的储层时间厚度 ，选取合理的时窗长度进行属性提取 ；层顶界以上地震信息不包含储层地质信息 ，当目的层过薄 ，对应地震波组过短 ，时窗需要延长时只能适当下延 ；一般情况下时窗长度应根据地震数据的主频而定 ，在尽可能少包含非储层信息的条件下应尽可能选取较大的时窗 （周期到个周期 ）；在储层反射横向连续性较好的情况下 ，不宜根据井旁道计算平均储层时间厚度作为时窗长度）地震数据的信噪比信噪比直接影响地震属性的提取效果 ，它是地震数据的一个关键的品质因素 ，提取相同的地震属性
12、 ，从信噪比高的地震数据中提取的属性要比从信噪比低的地震数据中提取的属性好当信噪比小于（低信噪比 ）时 ，原则上不能利用地震属性研究地质问题 ；当信噪比为（中等信噪比 ）时 ，可以利用地震属性研究地质问题 ；当信噪比大于（高信噪比 ）时 ，所提取的地震属性最稳定 ，可靠性高 ，则完全能利用地震属性研究地质问题 地震属性的优化随着对地震属性的深入研究 ，运用各种数学方法拾取出的地震属性种类越来越多 ，虽然属性的增多能给我们带来更多有用的信息 ，但它的无限增加也给储层预测带来了不利的影响 ，地震属性与所预测对象之间存在复杂关系 ，不同地区 、不同深度 、不同储层的地质条件及储层条件也不同 ，储层对
13、地震属性的敏感程度不完全相同 ，即使在同一个工区 、同一套储层 ，观测对象不同 ，对应的敏感属性也是有明显差异 ，因此我们必须对提取出的大量属性进行优化选择一般来说地震属性优化应当遵循以下准则 ：优化后的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 ；达到属性结构的最优化 ，以尽可能相互独立的变量组成尽可能低维的变量空间 ；使有用信息损失为最小 ，剔除起干扰作用的属性在遵循这些基本准则的前提下 ，地震属性优化分析方法可以分为地震属性降维映射和地震属性选择两大类 地震属性的标准化由于不同的地震属性的提取方式和计算方法均不相同 ，导致了不同地震属性的单位 、量纲以及数值大小 、变化
14、范围都不相同的 ，直接使用这些属性数据 ，就会出现突出绝对值大的属性 ，压制绝对值小的属性的现象 ，为了克服出现这种不合理现象 ，在使用属性数据前必须对地震属性值进行标准化处理地震属性的标准化方法主要有总和标准化 、最大值标准化 、模标准化 、中心标准化 、标准差标准化 、极差标准化和极差正规化等根据地震属性参数的特点 ，实际应用过程中通常采用极差正规化对地震属性参数进行归一化处理极差标准化是将属性的每个观测值减去该属性所有观测值的最小值 ，再除以该属性观测值的极差 ，变换后每个属性观测值在之间 ，公式为（，；，）， （）其中 ，是变换后的属性值 ，为变换前的属性值地球物理学进展 卷 图 各方
15、位角频率属性剖面（）方位角；（）方位角；（）方位角；（）方位角 （） ；（） ；（） ；（） 图 研究区不同深度的各向异性切片图（）火山机构底部 ；（）火山机构中部 ；（）火山机构顶部 （） ；（） ；（） 地震属性降维映射变换是地震属性降维映射较常用的方法它可以有效地将一个高维变量系统综合简化成一个低维变量系统 ，并且新变量系统中的各个变量均是无关的 地震属性选择方法 专家优选油田专家对某个地区与储层特性关系比较密切的地震属性是比较了解的 ，因此凭经验可以进行地震属性选择 ，对专家优选出的地震属性或地震属性组合进行分析 ，达到预测储层的目的专家优选法需结合地质 、测井等方面的资料对所有属性进
16、行分析 ，其优点是可信度高 ，优选出的属性一般有较明确的地质意义 ；缺点是对工区以及各种地震属性的含义都需要有深入的了解 ，工作量大 ，主观性大 自动优选地下储层是非常复杂的 ，仅凭油田专家的经验很难从大量的地震属性中优选出合理的地震属性或地震属性组合 ，因此还需要借助数学手段进行选择 ，常用的自动优选法有 ：顺序前进法 、顺序后退法 、增减法 、属性比较法 、近些年出现了一些优选地震属性的新方法 ，有遗传算法 、理论决策分析方法 、期 王开燕 ，等 ：地震属性分析技术综述聚类分析法 、因子分析等下面就这几种新方法进行简要介绍 ：遗传算法是具有 “生成检测 ”的迭代过程的搜索算法 ，采用并行搜
17、索 ，搜索效率高引入遗传算法可以找到组合优化问题的全局 （或近似 ）最优解 ，即找出储层预测中的最优 （或次优 ）地震属性组合理论可单独进行地震属性优化与模式分类 ，也可与其它模式识别方法结合起来进行地震属性优化与模式分类 ，它为模式识别提供了一种新的方法聚类分析是根据客体间在性质上或成因上的相关性大小 ，对客体进行分类的一种多元统计分析方法通过聚类分析法得到的属性分类更为合理 ，可能突破传统地质学的一些定性分类系统根据聚类分析的方法原理 ，聚类分析又可以细分为聚合法聚类分析和分解法聚类分析两种聚合法是目前最常用的聚类分析方法 ，聚合法聚类分析是以表示客体亲疏关系的分类统计量为依据 ，把原本自
18、成一类的每个客体按照彼此间的关系 ，最亲密的客体合并成一类 ，再根据类之间的亲疏程度继续合并 ，直到全部客体聚为一类 ，给出一个定量聚类分析谱系图 ，以谱系图为依据进行地震属性的优选分解法聚类分析是在进行聚类分析开始时把全部客体看成一类 ，然后以某种分类统计量为依据进行分解 ，一直分解到所需的分类为止 ，它与聚合法聚类分析刚好相反在进行聚类分析时最重要的是衡量出客体间的相似程度 ，通常用聚类统计量来作为衡量客体间的相似度的指标 ，聚类统计量有型聚类统计量和型聚类统计量 ，每种统计量分别包括相似系数 、相关系数 、距离系数 ，但常选用相关系数作为聚类统计量因子分析是研究变量间的相关关系 、样品间
19、的相似关系 、变量和样品的成因关系以及分析变量和样品间存在上述关系的内在原因的多元统计分析方法的总称因子分析可分为型因子分析 、型因子分析和对应分析种类型不同于专家优选法 ，自动优选法的可信度不高 ，优选出的地震属性可能会没有明确的地质意义 ，但是它的优点是不需要对工区和地震属性的含义进行深入的理解 ，比较客观 ，大大地减少了研究人员的工作量 专家与自动优选相结合因为专家优选和自动优选都有局限性 ，所以通常将专家与自动优选相结合进行地震属性优化 ，在实际中经常采用专家优化与最优搜索算法结合 ，求取该组合优化问题的最优解 地震属性预测分析方法属性预测分析是将提取和优化后的各种地震属性与已知井的地
20、层结构 、岩石物性 、储层含油气等信息相结合 ，明确可利用地震属性的地质物理意义 ，并进行精细的解释 、推断 ，通过数学统计等方法从而得出对储层定性或定量的结论目前有逐步回归 、神经网络 、协克里金等地震属性预测储层参数的方法每种方法各有特点 ，实际应用时可凭经验选择其中的一种预测方法 ，本文就这几种方法进行归纳总结 神经网络方法人工神经网络实际上是一种模拟人脑思维的模式识别技术 ，获得智能信息处理功能的理论 ，神经网络着眼于脑的微观网络构造 ，通过大量神经元的复杂连接 ，采用由底到顶的方法通过自学习自组织的非线性动力学所组成的并列分布方式 ，来处理难以语言化的模式信息目前 ，神经网络在石油勘
21、探 、开发中已经得到了非常广泛的应用 ，它根据给定的井点处的储层参数和各种地震属性 ，通过自学习功能 ，形成比较复杂的网络系统 ，建立起储层参数与地震属性参数之间较为复杂的关系 逐步回归分析法逐步回归分析的基本思路是 ：根据优选出的地震属性对储层参数作用的大小 ，依次引入到回归方程中 ，及时去掉对储层参数作用不明显的属性 ，直到无对储层参数作用明显的属性存在 ，同是 ，也无对储层参数不明显的属性 ，这时回归方程中的所有属性都是对储层参数明显的属性按照涉及自变量的多少 ，可分为一元回归分析和多元回归分析 ；按照自变量和因变量之间的关系类型 ，可分为线性回归分析和非线性回归分析 协克里金方法协克里
22、金方法是建立在地质统计学理论基础上结合少量不规则分布的井点数据和规则密集网格分布的地震参数来重建储层参数空间分布的参数预测方法 ，它能提高储层参数估计值的精度 ，但由于协克里金方法存在对大尺度范围的数据平滑处理时 ，模糊化并光滑化了小尺度的变异的缺陷 ，肖思和提出了分形协克里金方法 ，这种方法在三维储层参数预测中取得了一定的成效地震属性预测的方法还有相关滤波方法 、支持向量机方法 、判别分析法 、非参数回归分析方法 、灰色识别 、模糊神经网络方法等地球物理学进展 卷 地震属性的研究成果及发展趋势地震属性技术经过几十年的发展 ，已经日趋完善 ，国内在不断吸收消化国外技术的同时也在不断的开发适合我
23、国油气勘探开发的地震属性方法技术 ，国内的各油田研究单位研究人员同心协力对地震属性进行研究 ，并取得了可观的地震属性创新成果刘企英 、陈遵德 、朱广生 、杜世通等学者致力于地震属性的研究 ，发表了相关的专著 ；张应波从微观角度 ，根据双相介质理论研究开发了一套储层物性参数处理新技术 ；这几年 石油地球物理勘探 、地球物理学报 等一批专业期刊都有不少有关地震属性研究的文章发表中国石化石油勘探开发研究院南京石油物探研究所 ，长期开展复杂地质条件下地震属性技术研究探索 ，着重研究了深度域地震属性特征与储层物性的关系 ，形成了一套在叠前深度域进行地震属性分析的方法技术 ，研制出了一系列国际领先的 、拥
24、有自主知识产权实用化的叠前深度域地震属性提取和分析的软件 ，成功应用于南方复杂区块实际地震数据的深度域属性提取 ，取得了深度域地震勘探研究的创新成果现阶段国内地震属性研究的重点是地震属性的优选和储层预测识别方法问题国内对地震属性的研究相对于国外要滞后一些 ，纵观地震属性分析技术的发展历程和国内外对地震属性技术的研究现状 ，未来几年地震属性的研究方向主要集中在以下几个方面 ：）三维地震数据体界面 、体积属性计算方法研究 ；）原始地震资料的品质的提高 ；）地震属性与储层参数之间物理 、统计关系及储层参数转换方法研究 ，从而达到自动优化的目的 ；）对传统属性线性或者非线性组合 ，得到新的属性 ；）地
25、震属性体全三维可视化储层解释技术和地震多维多属性体综合研究 ；）属性解释的定量化进程加快 ，解释的可信度提高 ；）叠前深度域和弹性波分析 ；）属性分析在三维地震 、时移地震 、多波多分量中的应用研究邵锐等人通过对徐深气田徐深井区的地震属性的各向异性识别出了火山机构对该区块的地震数据进行分析 ，将原始地震数据分别划分为、四个方位角通过优分出的能量分位数频率的各向异性变化来预测火山机构的分布 ，图为各方位角的能量分位数频率剖面 ，各剖面的差异体现了该属性的各向异性图为目的层段相应深度的各向异性切片 ，从各向异性切片上可以直观地看出火山机构的演化过程经分析 ，切片图反映的主要是火山通道相 ；切片图反
26、映的是火山口特征 ；图处于火山根部和火山口的中间 ，呈现出过渡形态特征属性分析贯穿采集 、处理 、解释全过程 ，从解释向采集 、处理方面备受关注 ，应用领域从勘探向开发延伸 ，更加重视多尺度的分析 ，力求采用的方法对不同储层都达到最佳预测分析 ，属性研究的总体发展趋势是地质成像 、智能化和系统化 ，达到属性分析自动一体化 结论近年来地震属性被广泛应用于储层预测 、储层描述 、储层表征 、储层监测等领域中 ，但是在叠前深度域 、弹性波分析 、属性解释的定量化及风险评估方面的进步不大 ，地震属性的研究前沿会集中在这几方面地震属性分析技术在这些年取得到了飞速发展 ，地震属性在油气勘探阶段和开发中所发
27、挥的作用越来越大 ，但是我们在实际应用中 ，不可以过分夸大地震属性分析技术在储层预测中的作用 ，要实事求是 ，利用地震属性技术 ，结合测井及地质资料对储层进行更准确 、更多方位的综合预测参考文献 （）：王永刚 ，乐友喜 ，张军华 地震属性分析技术 山东 ：中国石油大学出版社 ，： ， ， （ ）： ，：郭华军 ，刘庆成 地震属性技术的历史 、现状及发展趋势 物探与化探 ，（）： ， （），（）：肖西 ，党杨斌 ，唐玮 ，等 地震属性分析技术在饶阳凹陷路家庄地区的应用 长江大学学报 （自然版 ），（）： ， ， ， （ ）（ ），（）：期 王开燕 ，等 ：地震属性分析技术综述董文波 ，胡松 ，任
28、宝铭 ，等 地震属性技术在克拉玛依油田滑塌浊积岩圈闭勘探中的应用 工程地球物理学报 ，（）： ， ， ， （ ），（）：王咸彬 ，顾石庆 地震属 性 的 应 用 与 认 识 石 油 物 探 ，（增刊 ）： ， （ ），（）：熊冉 ，刘玲利 ，刘爱华 ，等 地震属性分析在轮南地区储层预测中的应用 特种油气藏 ，（）： ， ， ， （ ），（）：孙德才 ，白涛 ，王海琦 ，等 地震属性分析在油气田中的应用以川西北九龙山气田为例 科协论坛 ，（）： ， ， ， （ ），（）：（请补充英文标题信息 ）郭刚明 地震属性技术的研究与应用 四川 ：西南石油学院 ， （ ）： ，郑忠刚 ，崔三元 ，张恩柯 地
29、震属性技术研究与应用 西部探矿工程 ，（）： ， ， （ ），（）：张延玲 ，杨长春 ，贾曙光 地震属性技术的研究和应用 地球物理学进展 ，（）： ， ， （ ），（）：王利田 ，苏小军 ，管仁顺 ，等 地震属性分析在彩 井区储层预测中的应用 地球物理学进展 ，（）： ， ， ， （ ），（）：吕公河 ，于常青 ，董宁 叠后地震属性分析在油气田勘探开发中的应用 地球物理学进展 ，（）： ， ， （ ），（）： ， ， ： ，（）： ， ，： ， ： ， ，： ， ，：吴雨花 ，桂志先 ，于亮 ，等 地震属性分析技术在西南庄柏各庄地区储层预测中的应用 石油天然气学报 ，（）： ， ， ， （ ），（）：刘斌 ，郭科 ，罗德江 地震属性优化及物性参数反演的一种非线形处
