地震相干技术

作为三维解释的重要内容，相干(Coherence)体计算技术应用和发展非常迅速。现在已成为常规解释中的一项普及性技术，在解释中，特别是断层解释方面广泛应用的技术之一，在一些地区和特殊岩性体、特殊类型油藏研究方面取得了良好效果，它与地层倾角检测技术及地震属性分析相结合，对一些在常规解释中难以解决的疑难问题有一定的效果。引言目录一、概况二、相干算法发展现状三、相干技术方法原理四、相干技术实现五、应用实例六、结论内容简介1.地震相干技术的原理与算法2.地震相干技术应用分析3.结论1.1地震相干技术的原理1.2地震相干技术算法的比较1.3相干计算的模式选择和时窗大小选择2.1精细小断层的识别2.2进一步加强平面断裂系统组合认识2.3相干＋倾角＋方位角叠合显示提供丰富地质信息1.1地震相干原理相干由Simpson在1955年提出，当时只限于相邻道间的相关性。1994年，M.Bahorich和S.Farmer正式提出了相干概念和地震相干数据。地震相干是指相邻地震道之间地震属性（波形、振幅、频率、相位等）相似程度的测量。计算地震相干数据体的目的主要是突出那些不相干的地震数据，由纵向和横向上局部的波形相似性可以得到三维地震相关性的估计值。相干技术的原理｜地震相干数据体的算法比较｜相干计算的模式选择和时窗大小选择一般情况下，现在所作的相干都是基于振幅的计算，利用多道相似性将三维振幅数据体转化为相关系数数据体，在显示上强调不相关异常，突出不连续性。它的前提假设是地层连续的，地震波有变化也是渐变的，因此相邻道、线之间是相似的。当地层连续性遭到破坏发生变化时，如断层、尖灭、侵入、变形等，导致地震道之间的波形特征发生变化，进而导致局部道与道之间的相关性表现边缘相似性的突变，地层边界、特殊岩性体的不连续性会得到低相关值的轮廓。相干技术的原理｜地震相干数据体的算法比较｜相干计算的模式选择和时窗大小选择桩23-17-20Z23-17-20南北向地震剖面T2T6Ⅲ砂组Ⅰ砂组Ⅳ砂组1.2地震相干算法比较目前的应用软件，如Landmark、GeoFrame等算法大部分都是以经典的归一化为基础的互相关计算(Bahorich和Farmer，1995，1996)，称之为第一代算法C1。计算主测线、联络测线相邻道的相关系数C1算法特点优点：计算量小，易于实现缺点：受资料限制较大，时窗大相干技术的原理｜地震相干数据体的算法比较｜相干计算的模式选择和时窗大小选择C2算法引入了协方差矩阵，使其可对任意道数进行相似分析，估计其相干性。C2相干算法除了在噪声环境下更稳健地测量相干之外，垂直分析时窗能被限制在只有几个时间样点范围内，能够精确做出薄而小的地层特征图。C2算法特点对任意多道地震数据计算相干基于水平切片或层位上一定时窗内计算优点：稳定，抗噪性强，一定范围的可变时窗缺点：不能反映地层倾角相干技术的原理｜地震相干数据体的算法比较｜相干计算的模式选择和时窗大小选择相干技术的原理｜地震相干数据体的算法比较｜相干计算的模式选择和时窗大小选择改进的体属性相干算法实际上是将地震数据体微分成无数个三维子体进行三维上的分析计算，这样可以对任意道进行三维体属性以及相似分析，估算其相干性。改进的体属性相干算法目前的应用软件，如Landmark、GeoFrame等算法大部分都是以经典的归一化为基础的互相关计算(Bahorich和Farmer，1995，1996)，称之为第一代算法C1。优点：计算量小，易于实现。缺点：受资料限制较大，时窗大。C1算法特点相干技术的原理｜地震相干数据体的算法研究｜CohTEEC相干体技术应用C2算法特点C2算法引入了协方差矩阵，使其可对任意道数进行相似分析，估计其相干性。C2相干算法除了在噪声环境下更稳健地测量相干之外，垂直分析时窗能被限制在只有几个时间样点范围内，能够精确做出薄而小的地层特征图。优点：稳定，抗噪性强，一定范围的可变时窗；不能反映地层倾角。C3算法特点C3相干算法借助C2相干算法中引入的协方差矩阵来实现,其分辨率较C1C2算法更高。优点：分辨率高，缺点：没有考虑倾角和方位角改进的体属性算法改进的体属性相干算法实际上是将地震数据体微分成无数个三维子体进行三维上的分析计算，这样可以对任意道进行三维体属性以及相似分析，估算其相干性。举例来说明地震倾角对相干的属性影响（1-3）种算法进行的是水平的相似性处理他的缺点是：突出了倾角方向上的断层，消弱了反倾角方向上的断层水平扫描扫描方向最能客观反映断层的变化及储层横向变化倾角方向扫描举例来说明地震倾角对相干的属性影响（4）种算法进行的是沿地层倾向的相似性处理他的优点是：断层反映的比较客观、岩型的横向变化比较真实。因而适合大倾角区地震资料的相干处理。目录一、概况二、相干算法发展现状三、相干技术方法原理四、相干技术实现五、应用实例六、结论1地震道的空间组合模式在三维地震数据体中,可以采用不同的地震道空间组合模式提取相关属性。这些模式可以从不同的侧面反映储集层的特征,如非均质性、断层类型等。概括起来，地震道的空间组合模式共有8种，如图2.3.1所示。图2.3.1地震道的空间组合模式2三维相关属性体的提取在纵、横测线方向上分别计算地震道的相似性，可以测量出二维相关性。由这些二维测量值的组合可以得到三维相关性的量度。选用图2.3.1中某种地震道的空间组合模式，先固定某一方向x，时窗沿y轴滑动，然后沿x方向增加步长Δx，这样，沿此时间切片即可计算每个网格点的相关值。对一系列时间切片重复此过程，就可得到三维相关属性数据体。地震相干技术的实现相干技术的原理｜地震相干数据体的算法比较｜相干计算的模式选择和时窗大小选择1.3相干计算的模式选择和时窗大小选择正交三道正交五道正交九道模式的选择就是选用多少道进行相关计算以及在何处选择道的问题。一般地，为了使平行于纵测线和横侧线方向上的地质异常体在相干数据体中均有所反应，相关道要以计算相干值的采样点所在道为中心（在纵测线和横测线上均有）。相干技术的原理｜地震相干数据体的算法比较｜相干计算的模式选择和时窗大小选择三道五道九道三道相干对于识别断层效果较好，不连续的断层带显示细而清晰；九道相干显示的断层带宽而模糊；一般参与相干计算的道数越多，平均效应越大，对断层的分辨率越低，这时突出的主要是大断层。相反，相干道数少，平均效应小，就会提高分辨率，突出小断层。所以在计算地震相干性时要根据研究目的来选择参与计算的相干道数。孤岛东三维资料相干技术的原理｜地震相干数据体的算法比较｜相干计算的模式选择和时窗大小选择1.3相干计算的模式选择和时窗大小选择时窗大小的选择，受到地震数据体的最高频率的制约，一般由地震剖面上反射波视周期决定，通常取t/2到3t/2,时窗过大或过小都会降低对断层的分辨率。另外，地震资料主频高时，可选小一些的时窗，当主频较低时，应选大一点的时窗。相干数据包括有线性3道、正交3道、正交5道和正交9道。一般参与相干计算的道数越多，平均效应越大，对断层的分辨率越低，这时突出的主要是大断层。相反，相干道数少，平均效应小，就会提高分辨率，提高断层、特别是突出了对小断层的分辨率。所以在计算地震相干性时要根据研究地质目的的不同来选择参与计算的相干道数。相干时窗的选择一般由地震剖面上反射波视周期决定，通常取t/2到3t/2。在计算时窗小于ｔ／2时，因为相干时窗小、视野窄，看不到一个完整的波峰或波谷，由此计算出的相干数据值小的区带可能反映噪声，不是反映小断层存在位置。在计算时窗大于3t／2时，因为时窗大，多个反射同相轴同时出现，由此计算出的相于数据值小的区带可能反映同相轴连续，不是反映断层。所以时窗过大或过小都会降低对断层的分辨率。可能采用线性3道、时窗64ms的地震相干数据体计算对断层解释是最好的。另外，还应考虑地震资料的分辨率，地震资料主频高时，可选小一些的时窗，当主频较低时，应选大一点的时窗。选取孤岛东地区不同时窗进行试验，由于该区地震资料品质一般，主频高约35Hz左右，当选择15一25ms的时窗宽度时，相干结果较杂乱；由时窗宽度50ms的相关属性水平切片，可以看出主要断层反映清晰，次一级呈明显的斜列展布；而时窗宽度50ms的相关属性水平切片，数据过度平滑，断层与地层界面不清晰。相干时窗选择相关时窗:1500ms—2800ms相干数据体(1572ms)相干数据体(1680ms)相干数据体(1812ms)相干数据体(1884ms)