亮點相關震波特徵選取

亮點相關震波特徵的選取的用意在於作為本研究未來類神經網路的輸入向量，選擇 的依據除了是否能直接或間接指出油氣儲集層亮點與否之外，仍需要考慮到所選曲的特 徵是否廣泛的問題，若選取的震波特徵為震測資料解釋人員所不熟悉或不常使用的特徵，

則將使本研究的結果無法適用於真實震測資料解釋，為此，本研究採用專家訪談的方式，

藉以輔助本研究進行亮點相關震波特徵的選取，所訪談人員為台灣中油股份有限公司之 震測資料解釋人員二位，震測資料解釋經驗約為30 年，並由 3.1 節中之特徵經由中油震 測資料解釋人員挑選資料解釋時常用之特徵做為本研究選取之特徵。

本研究所選取的特徵如下:

1. 震波原始訊號(Seismic Signal) 2. 震幅強度、瞬間震幅(Envelope) 3. 瞬間相位(Instantaneous Phase) 4. 瞬時頻率(Instantaneous Frequency) 5. 逆推阻抗(Inversion Impedance) 6. 極性(Polarity)

3.2.1 選取之震波特徵介紹 1. 震波原始訊號

Ψ(t)為複波(Complex Signal)，複波分為實部 s(t)與虛部s(t)兩部分，而實部就為震測 原始訊號(Seismic Signal)[18][19]

Ψ t s t i · s t where i √ 1 其中 s(t) 是由 s(t)經希爾伯特轉換(Hilbert Transform)而來

s t H s t h t ＊s t h τ · s t τ dτ

而複波的實部與虛部互為正交(Orthogonal、Quadrature)，則 s t · s t dτ 0 2. 震幅強度的計算[18][19]:

Env s t A t |Ψ t | s t s t A t :震幅強度

3. 瞬間向位的計算[18][19]:

θ t tan θ t :瞬間相位 故 s t A t cosθ t 且 s t A t sinθ t 則複波訊號可以下式表示

Ψ t A t cosθ t i · sinθ t A t e 4. 瞬間頻率的計算[18][19]:

一般而言瞬間角頻率(Instantaneous Angular Frequency)為瞬間相位對時間的一次微 分

ω t θ t θ t ω t :瞬間角頻率 而瞬間角頻率乘上 後可得到瞬間頻率

f t θ t tan

5. 阻抗逆推的計算[20][21]:

阻抗逆推在計算上較為複雜，且一般逆推方式分為三種:遞迴阻抗逆推、約束稀疏脈 衝阻抗逆推、隨機阻抗逆推，其中較為直觀易理解的為遞迴阻抗逆推法。

反射係數公式為

R Z Z

Z Z Z :上層地層阻抗 Z :下層地層阻抗 可根據以上公式得到阻抗逆推公式

Z Z ^R_R 6. 極性:

即為震波原始訊號中震幅值的正負號

圖3.2 為本研究所選取其中五項特徵關係圖，先將原始震幅做一個正交處理後，和

原始震幅合併後就成為複波，由複波再經過先前所介紹的訊號處理後，即可得到瞬間頻 率、震幅強度、瞬間相位，而阻抗逆推則由原始震幅逆推而得，第六項特徵---極性未表 示在本圖上，乃因原始震幅中的正負號即代表極性。

圖 3.2 特徵關係圖

3.2.2 所選取特徵與亮點之間的關係

1. 震波原始訊號(Seismic Signal)

記錄著原始震幅資料包含著極性，人工震波由硬地層(頁岩)傳至軟地層(含水砂層)，

反射係數上由於上層地層阻抗值較大，下方阻抗值小，所以得到反射係數為負的結 果，故亮點出現通常會有負極性與強震幅的出現。

2. 震幅強度 (Envelope)

震波行經油氣儲集層時，儲集層由於填滿著氣、水或油，故阻抗值小，波從堅硬的 地層傳至軟弱地層出現強的反射係數，所以亮點出現時通常伴隨著明顯較鄰近區域 大的震幅強度。

3. 瞬間相位(Instantaneous Phase)

瞬間相位表示著油氣地層的連續性，顯示亮點週圍的油氣連續程度，相位的值域為 正負 180 度，級大與極小的瞬間相位較容易出現亮點。

4. 瞬時頻率(Instantaneous Frequency)

人工震波行經油氣儲集層，介質密度下降，粒子的震動空間較大，則頻率相對較低，

故亮點通常伴隨著瞬間頻率的降低。

5. 逆推阻抗(Inversion Impedance)

儲集層的地層軟弱即代表具有低阻抗特性。

6. 極性(Polarity)

油氣儲集層通常為負值，包含於震波原始訊號中。