阅读说明：本技术 一种基于音乐属性的地震解释与储层描述方法 (Seismic interpretation and reservoir description method based on music attributes ) 是由 谭明友 于正军 陈杰 柴浩栋 魏红梅 宋艳阁 揭景荣 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于音乐属性的地震解释与储层描述方法,属于地震资料解释领域,使用分频方法对地震数据进行目标处理,转换成音符数据,再将音符数据写入音频文件中,因此可以使用听力来分辨储层,结合传统的地震剖面和水平切片解释,更加容易寻找到储层,还可以在此基础上开展其他音乐属性的提取和解释,为地震资料解释提供一种新的方法和途径；该方法主要用于地震资料目标处理以及储层识别,形成一种新的地震资料解释方法。(The invention discloses a seismic interpretation and reservoir description method based on music attributes, which belongs to the field of seismic data interpretation, and is characterized in that a frequency division method is used for carrying out target processing on seismic data, converting the seismic data into note data, and writing the note data into an audio file, so that the reservoir can be distinguished by hearing, the reservoir can be more easily found by combining the traditional seismic profile and horizontal slice interpretation, extraction and interpretation of other music attributes can be carried out on the basis, and a new method and a new way are provided for seismic data interpretation; the method is mainly used for seismic data target processing and reservoir identification, and forms a new seismic data interpretation method.)

一种基于音乐属性的地震解释与储层描述方法

技术领域

本发明涉及地震资料解释领域领域，特别是一种基于音乐属性的地震解释与储层描述方法。

背景技术

时频分析方法是地震解释一种很常用的方法。传统方法频率域的频率是等间隔变化的，范围从几赫兹到几十赫兹。因为真实频率很低，我们只能用来看，如看时频谱、做分频切片等，但不能用来聆听。各种美妙的音乐，利用的是音频，地震信号能否通过一定的映射处理，将它转换为音频，这样可以用来听油气储层，这是一项挺有趣而有意义的工作。标准的钢琴由88个琴键(52个白键，36个黑键)组成，音域范围从A0(27.5Hz)至C8(4186Hz)，共38个音符(Note)，可以演凑美妙动听的曲子。如前所述，地震信号从频率域来讲是有效频带在几赫兹到几十赫兹的带限信号，可以通过某种变换转换为音符，通过一定的音乐播放器播放并识别与油气相关的音频，还可以通过相关的计算得到音乐属性，如音调(Pitch)、力度(Velocity)、单音时域特征(Duration)，也可以在此基础上进行其他音乐属性提取、聚类和模式识别等目标处理和储层精细描述工作。如果能将音乐学的相关概念、表示方法应用于地震解释领域，必是一种创新，目前国内还没有此类技术的相关报道。

发明内容

本发明的目的是要要克服现有技术中存在的问题，提供一种基于音乐属性的地震解释与储层描述方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种基于音乐属性的地震解释与储层描述方法，包括以下步骤：

S1、输入地震三维数据体的线数NL、道数NTR以及点数NP；

S2、输入起始时间t1和终止时间t2；

S3、给定有效低截频f0；

S4、输入待分析的音符号p；

S5、判断地震三维数据体的线号IL是否大于线数NL：

判断结果为否，则执行步骤S6；

或判断结果为是，则执行步骤S12；

S6、判断地震三维数据体的道号ITR是否大于道数NTR；

判断结果为否，则执行步骤S7；

或判断结果为是，则返回步骤S5；

S7、输入第IL线和第ITR道数据；

S8、根据公式(1)，建立P-f变换关系；

其中，f为频率，f₀为低截频，p为音符号；

S9、判断关系式t1≤τ≤t2是否成立：

判断结果为否，则返回步骤S6；

或判断结果为是，则执行步骤S10；

S10、根据公式(2)，计算时频谱；

其中，t1、t2为分析时窗范围；τ、f分别表示时频分析的时间和频率坐标，t为时间积分变量；ST表示S变换；

S11、转换到音乐谱，然后执行步骤S9和S12；

S12、分别进行聆听鉴别、单音符体解释、音乐属性提取、聚类及模式识别，然后执行步骤S13；

S13、储层综合分析。

进一步，所述步骤S12中，聆听鉴别时将得到的音乐谱数据写入MIDI或者WAV文件。

进一步，所述步骤S12中，单音符体解释包括单道分析、切片分析、剖面分析，用于提取包括音调、力度、单音时域特征在内的基本音乐属性。

进一步，所述步骤S12中，音乐属性提取过程中提取的属性包括均值、标准差和信息熵。

进一步，所述步骤S12中，聚类及模式识别所用的方法包括主因子法、K中心点聚类和多元线性回归法。

进一步，所述步骤S13中，所述储层综合分析具体是：通过聆听声音来辨别地层特征变化以获取储层信息，同时结合传统的地震剖面和水平切片解释，寻找到储层。

与现有技术相比，本发明使用分频方法对地震数据进行目标处理，转换成音符数据，再将音符数据写入音频文件中，因此可以使用听力来分辨储层，结合传统的地震剖面和水平切片解释，更加容易寻找到储层，还可以在此基础上开展其他音乐属性的提取和解释，为地震资料解释提供一种新的方法和途径；该方法主要用于地震资料目标处理以及储层识别，形成一种新的地震资料解释方法。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

图2为本发明的单道理论模型及其音乐谱图：(a)为单个地震道理论模型图；(b)为计算出的音乐谱(Piano Roll)图。

图3为楔形体单剖面测试图：(a)为楔形体模型图；(b)为楔形体剖面图。

图4为不同道的琴谱(Piano roll)的比较S(x_fixed,τ,p)图：(a)为第101道信号与音乐谱对比图；(b)为第51道信号与音乐谱对比图；(c)为第11道信号与音乐谱对比图。

图5为不同音调(pitch)剖面比较S(x,τ,p_fixed)图：(a)为低音剖面图；(b)为高音剖面图。

图6为固定时间的p-x谱S(x,τ_fixed,p)图：(a)为楔形模型剖面图；(b)为T＝130ms时的音乐谱图。

图7为东营某工区实际资料应用图：(a)为过WG9井横测线原始剖面；(b)为过WG9井横测线音符谱分析。

图8为不同音符号的水平切片T0＝2180：(a)为原始切片图；(b)为P＝5时水平切片图；(c)为P＝10时水平切片图；(d)为P＝20时水平切片图。

图9为过王古9井沿层音乐属性切片及目标区域放大图：(a)为过王古9井沿层音乐属性切片p＝10；(b)为过王古9井沿层音乐属性切片目标区域放大图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。

如图1所示，本实施例提供了一种基于音乐属性的地震解释与储层描述方法，包括以下步骤：

S1、输入地震三维数据体的线数NL、道数NTR以及点数NP；

S2、输入起始时间t1和终止时间t2；

S3、给定有效低截频f0；

S4、输入待分析的音符号p；

S5、判断地震三维数据体的线号IL是否大于线数NL：

判断结果为否，则执行步骤S6；

或判断结果为是，则执行步骤S12；

S6、判断地震三维数据体的道号ITR是否大于道数NTR；

判断结果为否，则执行步骤S7；

或判断结果为是，则返回步骤S5；

S7、输入第IL线和第ITR道数据；

S8、根据公式(1)，建立P-f变换关系；

其中，f为频率，f₀为低截频，p为音符号；

S9、判断关系式t1≤τ≤t2是否成立：

判断结果为否，则返回步骤S6；

或判断结果为是，则执行步骤S10；

S10、根据公式(2)，计算时频谱；

其中，t1、t2为分析时窗范围；τ、f分别表示时频分析的时间和频率坐标，t为时间积分变量；ST表示S变换；

S11、转换到音乐谱，然后执行步骤S9和S12；

S12、分别进行聆听鉴别、单音符体解释、音乐属性提取、聚类及模式识别，然后执行步骤S13；在实际操作中，聆听鉴别时将得到的音乐谱数据写入MIDI或者WAV文件；单音符体解释包括单道分析、切片分析、剖面分析，用于提取包括音调、力度、单音时域特征在内的基本音乐属性；音乐属性提取过程中提取的属性包括均值、标准差和信息熵；聚类及模式识别所用的方法包括主因子法、K中心点聚类和多元线性回归法。

S13、储层综合分析，具体是：通过聆听声音来辨别地层特征变化以获取储层信息，同时结合传统的地震剖面和水平切片解释，寻找到储层。

为了进一步验证本发明的可行性，将本发明应用于胜利探区某薄互层油区。先进行理论研究，开发相应的软件模块。图2为本发明的单道理论模型及其音乐谱图；其中，图(a)为单个地震道理论模型图，100ms处为子波为35Hz雷克子波的单一界面反射，中间为35Hz、10ms厚的薄层反射，下面为同样厚、子波主频25Hz的薄层反射；图(b)为计算出的音乐谱(Piano Roll)图，可以看到在音乐谱上有三个能量团，其中第一个主频较高、但能量较小，第二个主频类似、但能量较大，第三个主频较低，与时间域特征相吻合。图3(a)为专门设计的一个楔形体地质模型；将图3(a)与子波褶积计算得出对应的合成地震剖面(图3(b))。其中，上层有主频为35Hz的强反射界面，薄层反射时间为10ms，强反射界面下面为楔形体，主频为25Hz。图4(a)(b)(c)为提取出的地震道与对应计算出的音乐谱，其中：图(a)为第101道信号与音乐谱对比图，该道位于楔状体较厚处，从计算得出的音乐谱上可以看到两处有效信号的音乐谱没有叠合在一起，可以直接分辨。图(b)为第51道信号与音乐谱对比图，该道位于楔状体中部，在音乐谱上有一定的叠合，但可以看到能量团有一定的分辨。图(c)为第11道信号与音乐谱对比图，该道信号位于楔状体前部，强反射与楔状体反射很近，可以看到两处有效信号的谱能量团耦合在一起，无法分辨。将提取出的地震道使用S变换得到时频谱，再转换成为音符谱即可。图5(a)是将音乐谱中p＝19提取出来得到的剖面，此图为低音剖面，从图上可以看到低音能量较强。图5(b)是将音乐普中p＝26的部分提取出来得到的剖面，此图为高音剖面，从图上可以看到高音能量较强。图6(a)是楔形模型计算出的地震剖面，将此剖面使用S变换得到时频谱，再转换成为音符谱，即得到图6(b)。可以看到，楔状体模型的能量集中在p＝15～45之间且有三个比较明显的条带特征。图7(a)为实际工区，并投上了井位与测井曲线，图7(b)为过WG9井横测线音符谱分析图。可以看到在有利储层处的音乐谱呈团状分布。图8(a)为从工区中提取的T0＝2180的原始切片，图8(b)为使用图8(a)计算出的p＝5的音乐属性地震切片。可以看到在p＝5的音乐属性地震切片上，储层特征不明显。图8(c)为使用图8(a)计算出的p＝10的音乐属性地震切片，可以看到在p＝10的音乐属性地震切片上储层特征明显。图8(d)为使用图8(a)计算出的p＝20的音乐属性地震切片，可以看到在p＝20的音乐属性地震切片上扇体特征明显。图9(a)为从工区中提取的过王古9井沿层音乐属性切片，图9(b)为图9(a)中目标区域的局部放大图，从图中可以看到储层有利区块特征明显，音乐属性效果好。

综上所述，本发明使用分频方法对地震数据进行目标处理，转换成音符数据，再将音符数据写入音频文件中，因此可以使用听力来分辨储层，结合传统的地震剖面和水平切片解释，更加容易寻找到储层，还可以在此基础上开展其他音乐属性的提取和解释，为地震资料解释提供一种新的方法和途径。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。