基于EEMD的高分辨率層序地層劃分方法

基于EEMD的高分辨率層序地層劃分方法摘要：層序地層劃分是地質學研究中的重要內容之一，對于油氣勘探和儲層預測具有重要意義。傳統(tǒng)的地層劃分方法主要基于地層界線的劃定，但在實際應用中存在著不同程度的主觀性和不確定性。為了克服這些問題，本文提出了一種基于經(jīng)驗模態(tài)分解（EEMD）的高分辨率層序地層劃分方法。通過對地震數(shù)據(jù)應用EEMD方法，可以將原始數(shù)據(jù)分解為多個不同頻率的固有模態(tài)函數(shù)（IMFs），然后根據(jù)地震屬性對每個IMF進行特征提取，最后使用聚類分析方法對特征向量進行聚類，得到高分辨率的層序地層劃分結果。實驗結果表明，該方法能夠有效地處理地層不連續(xù)、復雜地層結構和含雜波的情況，獲得更準確的地層劃分結果。關鍵詞：高分辨率層序地層劃分，經(jīng)驗模態(tài)分解，特征提取，聚類分析1.引言層序地層劃分是地質學研究中的一項基礎工作，它對于理解地質演化歷史、油氣勘探和儲層預測都具有重要意義。傳統(tǒng)的地層劃分方法主要基于地層界線的劃定，依賴于地質解釋和地震剖面的直觀觀察，這種方法存在著主觀性和不確定性。此外，地層界線的劃定還會受到地震圖像質量、噪音干擾和地層不連續(xù)等因素的影響，導致劃分結果的不準確性。因此，如何利用現(xiàn)代信號處理技術提高地層劃分的準確性成為一個關鍵問題。經(jīng)驗模態(tài)分解是一種新興的信號處理方法，可以將非線性和非平穩(wěn)信號分解為一系列固有模態(tài)函數(shù)（IMFs），每個IMF包含了不同頻率的信號成分。經(jīng)過對IMFs的聚類分析，可以獲得地層劃分的高分辨率結果。由于EEMD方法能夠通過多次迭代得到穩(wěn)定的IMFs，因此它對于處理地震數(shù)據(jù)的復雜性非常有效。本文旨在基于EEMD方法提出一種高分辨率層序地層劃分方法，其主要包括以下幾個步驟：（1）對地震數(shù)據(jù)應用EEMD方法，將原始數(shù)據(jù)分解為多個IMFs；（2）對每個IMF提取地震屬性特征；（3）應用聚類分析方法對特征向量進行聚類；（4）根據(jù)聚類結果進行地層劃分。2.方法2.1經(jīng)驗模態(tài)分解（EEMD）EEMD是一種將經(jīng)驗模態(tài)分解（EMD）與降噪方法相結合的信號分解方法。EMD是一種將非線性和非平穩(wěn)信號分解為多個IMFs的方法，通過對信號的極值點進行插值和擬合得到IMFs。然而，EMD方法的結果受到噪音的干擾，容易產(chǎn)生模態(tài)混疊和偽分析。為了克服這些問題，EEMD方法將噪音信號加入到原始信號中進行多次迭代，從而得到多個IMFs。最后，通過對多次迭代結果的平均值進行小波閾值去噪，得到穩(wěn)定的IMFs。2.2特征提取對于每個IMF，可以提取出多個地震屬性特征作為特征向量。常用的地震屬性特征包括振幅、頻率、能量等。通過計算每個IMF在不同頻段的振幅和頻率特征，可以獲取地層的頻率特征。2.3聚類分析將每個IMF的特征向量進行聚類分析，可以得到不同地層的類別。聚類分析是一種將相似對象歸為一類的方法，常用的聚類方法包括K均值聚類和層次聚類。通過聚類分析，可以將地層劃分為具有相似屬性的子類。3.實驗與結果分析為了驗證提出的高分辨率層序地層劃分方法的有效性，我們使用了真實的地震數(shù)據(jù)進行實驗。首先，將地震數(shù)據(jù)應用EEMD方法，得到多個IMFs。然后，對每個IMF進行特征提取，得到特征向量。最后，應用聚類分析方法對特征向量進行聚類，得到高分辨率的地層劃分結果。實驗結果表明，提出的方法能夠較好地處理地震數(shù)據(jù)的復雜性和不確定性，獲得準確的地層劃分結果。與傳統(tǒng)的地層劃分方法相比，該方法具有更高的分辨率和更準確的劃分結果。同時，該方法能夠獲得多個IMFs的分解結果，從而更好地揭示地層的多尺度特征。4.結論本文提出了一種基于EEMD的高分辨率層序地層劃分方法，該方法通過對地震數(shù)據(jù)進行EEMD分解，提取地震屬性特征，并應用聚類分析方法進行劃分。實驗證明，