时间域质心频移法估算品质因子Q

doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2014.03.19.03

摘要/Abstract

摘要：

品质因子Q 是表征地下介质对地震波吸收衰减强弱的参量，是储层预测和油气检测的重要参量。质心法是估算Q 值的常用方法，精度和稳定性均较高，但该方法需要计算地震子波谱的质心和带宽，其精度依赖于波谱的提取质量。为避免地震子波谱的问题，提出时间域质心频移法，实现了在时间域估算品质因子Q，其核心是根据子波波形信息在时间域直接估算质心频率和带宽。对于常相位子波，其频谱的质心频率即包络峰值处的瞬时频率；对于Gauss 谱子波，其带宽可由包络宽度换算得到（两者乘积为一常量）。当地震子波近似为常相位及Gauss 谱时，可在时间域估算质心和带宽，按质心法公式估算Q 值，规避了地震子波谱的提取。VSP 下行波模型测试及实际资料应用表明，时间域质心频移法是可行可信的。

关键词: 时间域, 质心频移法, 品质因子, 瞬时频率, 带宽

Abstract:

The quality factor Q is the parameter that characterizes seismic wave energy attenuation caused by underground medium，and it is a key parameter in reservoir predication and hydrocarbon detection. Centroid frequency method is a common method to evaluate quality factor，which has high precision and stability. But this method needs calculation of the centroid frequency and bandwidth of spectrum，which mainly relies on the quality of seismic spectrum. To avoid extraction of wavelet spectrum，time-domain centroid frequency shift method（TCFS for short）is put forward. This method estimates the quality factor by calculating the centroid frequency and bandwidth of seismic wavelet in time domain. Centroid frequency of spectrum of constant-phase wavelet is the instantaneous frequency of its envelope at the peak，and Gauss window bandwidth can be calculated by converting the envelope width（the product of them is constant）. When seismic wavelet approximates to constant phase and Gauss window，we can calculate the centroid frequency and bandwidth in the time domain，and evaluate the quality factor according to the centroid formula，which avoids the extraction of seismic wavelet spectrum. The test of VSP down-wave model shows that the time-domain centroid frequency shift method is feasible and credible.

Key words: time domain, centroid frequency shift, quality factor, instantaneous frequency, band width

余连勇1，范廷恩1，胡光义1，曹思远2，王宗俊1. 时间域质心频移法估算品质因子Q[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2014.03.19.03.

Yu Lianyong1, Fan Ting′en1, Hu Guangyi1, Cao Siyuan2, Wang Zongjun1. Estimating Quality Factor Q with Time-domain Centroid Frequency Shift Method[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2014.03.19.03.

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参考文献

[1] 马昭军，刘洋. 地震波衰减反演研究综述[J]. 地球物理

学进展，2005，20（4）：1074–1082.

Ma Zhaojun，Liu Yang. A summary of research on seismic

attenuation[J]. Progress in Geophys.，2005，20（4）：

1074–1082.

[2] 宫同举，孙成禹，彭洪超，等. 几种提取品质因子方

法的对比分析[J]. 勘探地球物理进展，2009，32（4）：

252–256.

Gong Tongju，Sun Chengyu，Peng Hongchao，et al. Comparison

of several computational methods of quality factor[

J]. Progress in Exploration Geophysics，2009，32（4）：

252–256.

[3] 云美厚，聂岩，李运肖，等. 地层品质因子的几种定

义及相互关系[J]. 石油地球物理勘探，2013，48（5）：

816–823.

Yun Meihou，Nie Yan，LiYunxiao，et al. Definition and

mutual relationship of several quality factors[J]. Oil Geophysical

Prospecting，2013，48（5）：816–823.

[4] Kjartansson E. Constant Q-wave propagation and attenuation[

J]. J. Geophys. Res.，1979，84：4737–4748.

[5] Engelhard L. Determination of seismic-wave attenuation

by complex trace analysis[J]. Geophysical Journal International，

1996，125（2）：608–622.

[6] Quan Y L，Harris J M. Seismic attenuation tomography

using the frequency shift method[J]. Geophysics，1997，

62（3）：895–905.

[7] Tu Ning，Lu Wenkai. Improve Q estimates with spectrum

correction based on seismic wavelet estimation[J]. Applied

Geophysics，2010，7（3）：217–228.

[8] James R. Integrated estimation of interval-attenuation profiles[

J]. Geophysics，2006，71（4）：19–23.

[9] Rainer T. The determination of the seismic quality factor

Q from VSP data：A comparison of different computational

methods[J]. Geophysical Prospecting，1991，39（1）：

1–27.

[10] Zhang Changjun，Ulrych T J. Estimation of quality factors

from CMP records[J]. Geophysics，2002，67（5）：

1542–1547.

[11] 高静怀，杨森林. 利用零偏移VSP 资料估计介质

品质因子方法研究[J]. 地球物理学报，2007，50（4）：

1198–1209.

Gao Jinghuai，Yang Senlin. On the method of quality

factors estimation from zero–offset VSP data[J]. Chinese

Journal of Geophysics，2007，50（4）：1198–1209.

[12] 高静怀，杨森林，王大兴. 利用VSP 资料直达波的包络

峰值处瞬时频率提取介质品质因子[J]. 地球物理学报，

2008，51（3）：853–861.

Gao Jinghuai，Yang Senlin，Wang Daxing. Quality factor

extraction using instantaneous frequency at envelope peak

of direct waves of VSP data[J]. Chinese Journal of Geophysics，

2008，51（3）：853–861.

[13] 朱定，陈国俊，蔡成国. 利用VSP 直达波资料反演粘

弹介质的相速度及品质因子[J]. 勘探地球物理进展，

2004，27（5）：337–342.

Zhu Ding，Chen Guojun，Cai Chengguo. Inversion of

phase velocity and quality factor from direct waves in vertical

seismic profile data[J]. Progress in Exploration Geophysics，

2004，27（5）：337–342.

[14] 刘国昌，陈小宏，杜婧，等. 基于整形正则化和S 变换

的Q 值估计方法[J]. 石油地球物理勘探，2011，46（3）：

417–422.

Liu Guochang，Chen Xiaohong，Du Jing，et al. Seismic

Q estimation using S-transform with regularized inversion[

J]. Oil Geophysical Prospecting，2011，46（3）：

417–422.

[15] Reine C，Van der Baan M，Roger C. The robustness of

seismic attenuation measurements using fixed and variable–

window time-frequency transforms[J]. Geophysics，

2009，74（2）：WA123–WA135.

[16] Sams M，Goldberg D. The validity of the Q estimation

from borehole data using spectral ratios[J]. Geophysics，

1990，55（1）：97–101.

[17] Dasgupta R，Roger A，Clark. Estimation the Q from surface

seismic reflection data[J]. Geophysics，1998，63（6）：

2120–2128.

[18] Wang Y H. A stable and efficient approach of inverse Q

filtering[J]. Geophysics，2002，67（2）：657–663.

[19] 李宏兵，赵文智，曹宏，等. 小波尺度域含气储层地震

波衰减特征[J]. 地球物理学报，2004，47（5）：893–899.

Li Hongbing，Zhao Wenzhi，Cao Hong，et al. Characteristics

of seismic attenuation of gas reservoirs in wavelet

domain[J]. Chinese Journal of Geophysics，2004，47（5）：

893–899.

[20] Hongbing Li. Measures of scale based on the wavelet

scalogram with applications to seismic attenuation[J].

Geophysics，2006，71（5）：V111–V118.

[21] 武银婷，朱光明，刘伊克，等. 零偏VSP 反演Q

值CFS方法及影响因素研究[J]. 地球物理学进展，

2010，25（6）：1897–1904.

Wu Yinting，Zhu Guangming，Liu Yike，et al. Study on

CFS method in Q inversion using zero-offset VSP data[J].

Progress in Geophysics，2010，25（6）：1897–1904.

[22] 张大伟，孙赞东，王学军，等. 利用零井源距VSP 资

料进行品质因子反演[J]. 石油地球物理勘探，2011，

46（增刊1）：47–52.

Zhang Dawei，Sun Zandong，Wang Xuejun，et al. Qfactor

inversion and calculation using zero-offset VSP data[

J]. Oil Geophysical Prospecting，2011，46（S1）：47–52.

[23] 赵宁，曹思远，胡言防，等. 频域统计性属性组合提

取品质因子Q[J]. 石油地球物理勘探，2013，48（4）：

545–552.

Zhao Ning，Cao Siyuan，Hu Yanfang，et al. Seismic

Q estimation by combinations of frequency statistics attributes[

J]. Oil Geophysical Prospecting，2013，48（4）：

545–552.

[24] Barnes A E. Instantaneous spectral bandwidth and dominant

frequency with applications to seismic reflection data[

J]. Geophysics，1993，58（3）：419–428.