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海相碳酸盐岩储层和致密砂岩储层是今后油气勘探开发的重点和难点。目前大部分储层埋藏较深，地震响应特征微弱，孔隙流体响应微弱，储层与非储层差异小，导致这类储层的含气性检测困难。针对更好的进行海相碳酸盐岩储层和致密砂岩储层的烃类检测，进一步提高地震资料的利用效率，充分挖掘地震勘探资料中的有效地质信息，进一步提高瞬时幅度和瞬时频率等瞬时属性的精确性，本文从时频分析角度，着重研究基于经验模态分解（EMD）的时频分析方法进行含气性检测的方法和技术，以期实现海相碳酸盐岩储层和致密砂岩储层的更有效的含气性检测。论文的主要研究内容与成果如下：(1)在对各种时频分析方法评价的基础上，重点研究基于EMD的时频分析方法的烃类检测技术。详细分析了各种常规地震信号时频分析方法的机理及特征，系统论述了Hilbert-Huang变换（HHT）的基本原理以及该方法目前存在的问题，并对解决方法进行了一定程度的探讨。分析了谱分解方法进行烃类检测的物理基础。这里，基于EMD的时频分析方法包括了：HHT方法、NHT方法、HU方法、EMD/TK方法以及EMDWave方法。该类方法，利用反映油气信息最多的特征分量信号而不是全部原始信息进行烃类检测，拓展了谱分解分析和衰减梯度分析技术。(2)基于EMD的时频分析方法进行直接烃类检测，主要利用了“低频能量增强，高频能量减弱”的特征。正确选取EMD分解产生的IMF信号是有效利用基于EMD的时频分析方法进行直接烃类检测的前提；对选择的IMF分量进行频谱分析合理选择谱分解分析的低频和高频频率/频率段是关键。模型测试和实际地震资料分析表明，基于EMD的时频分析方法进行储层含气性检测，对于具有弱地震反射特征和弱油气响应特征的储层能够给出很好的含气性统计解释。(3)提出了地层吸收剖面的概念和计算方法。模型分析和实际地震资料处理表明，地层吸收剖面与分频剖面分析结果一致，但是地层吸收剖面可以给出更直观的储层含气性检测结果，也有利于与其他方法提取的属性进行融合处理等以给出最终储层有利含气分布，避免了传统谱分解方法需要利用一系列分频剖面分析的不便利等。(4)发展了基于NHT方法和HU方法的含气性检测技术。分析了HHT方法作为谱分解技术应用的原理、特点等。在此基础上，针对HHT方法受Bedrosian理论和Nuttall理论的限制，引入NHT方法和HU方法进行烃类检测。系统分析了NHT方法和HU方法的算法原理，谱分解的实现方案。通过模型和实例分析对比研究了HHT方法、NHT方法和HU方法在烃类检测中的应用。研究结果表明，这三种方法都适合处理海量的地震信号，HHT方法的执行时间最短，HU方法的执行时间最长。对于靖边数据来说，NHT方法和HU方法获得的瞬时幅度和瞬时频率比HHT方法较好，NHT方法和HU方法的端点偏离比HHT方法较小。综合考虑各个方面，我们认为对于靖边气田的地震数据来说，NHT方法比其他两个方法具有更好的效果。(5)提出了基于EMD和TK能量算子的谱分解方法即EMD/TK方法。地震波能量与Kaiser建立的物理模型直接关联是该方法应用于烃类检测的基础依据。通过EMD方法提取出含油气信息和细节最多的原始地震资料的主要分量，进一步利用TK能量分离算法，提取瞬时幅度和瞬时频率等瞬时属性。TK能量分离算法提取的地震信号的瞬时属性比Hilbert变换提取的瞬时属性具有更高的精度，瞬变自适应性跟踪能力更强，但是该算法只适用与单分量信号，而EMD的应用则保证了TK能量分离算法的可行性。模型验证和实际地震资料处理以及不同方法对比表明了EMD/TK算法的有效性和优越性。该算法可以加强油气响应特征，给出更好的含气性检测的统计性解释。(6)提出了基于EMD和小波变换的谱分解技术和衰减梯度技术即EMDWave方法。通过EMD方法提取出含油气信息的主要分量，利用小波变换实现谱分解算法，同时结合最小二乘法，实现高精度衰减梯度分析方法。该方法结合了EMD和小波变换的优点，既能加强油气响应特征，又能给出较多的细节信息。实际地震资料处理及不同方法对比表明了该方法的有效性和优越性。(7)对川西海相碳酸盐岩储层开展了基于EMD的时频分析方法的应用研究。研究区目标层深度约在5000米，地震响应特征微弱，该区域目前仅有三口井，测井资料少，储层预测和含气性检测相对困难。利用川科1井、新深1井和孝深1井的过井剖面进行了分析，检测结果与测井资料符合，证实了基于EMD的时频分析方法的检测结果是可靠的。模型分析和过井剖面分析表明基于EMD的时频分析方法在该区域的预测是可行的。利用基于EMD的时频分析方法分析的川科1井主力产气层厚度与测井资料吻合，进一步表明了基于EMD的时频分析方法的有效性和可靠性。最后，在层位控制下，对目标区域的沿层切片进行了分析和优选，利用HHT、NHT、EMD/TK以及EMDWave方法分别提取相应的最优地层吸收剖面及衰减梯度，利用聚类分析给出基于EMD时频分析方法的雷口坡组有利含气性分布区域。(8)对苏里格气田致密砂岩储层开展了基于EMD的时频分析方法的应用研究。苏里格气田有效储层分布零散、AVO分析技术的应用受到一定限制，这里，直接从地震记录入手，研究发展基于EMD的时频分析方法的有效储层含气性检测方法技术，给出研究工区的储层特征。利用召68井等过井剖面分析验证了基于EMD的时频分析方法的有效性，模型分析进一步证实了基于EMD的时频分析方法在致密砂岩储层含气性检测中的可行性。对该区域三维数据的处理结果表明，一类井和二类井全部检测出来了，大部分三类井符合检测结果，基于EMD的时频分析方法进行含气储层预测的精度和可靠性很高。基于EMD的时频分析方法可以提高有效储层或储层含气性判识率。