地震相干技术
地震相干技术在断层与沉积相解释中的应用
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 。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 用合适 的地震 道 的
地 震 相干 的最 有效 和最 重 要 的应 用之 一是 同相 轴 的检 测 ， 别是 当 同 相轴 的 幅值 较 小并 隐 藏在 噪 特 声中时， 除检 测 外该 测量 还 对 同相 轴 的 强度 赋 予 一
个定量的值 ， 若其估值是一个能量归一化的度量值 ，
收 稿 １期 ： ０５１—７ 修 改 日期 ： ０６Ｏ —１ ５ ｔ ２０ —１ ； ０ ２０ 一１１
出了应用地震相干数据体解释断层的有效性 。佘德 平等人介绍了多道相关技术 的数学原理 ， 用多道相 关技术制作三维相干数据体 的方法 ， 论述 了三维相 干数据体在实际资料 中的应用 ， 结果证 明三维相干 数据体具有速度快 、 无人工干预等优点 ， 不仅可以快 速准确 的确定断层平面展布及 其细节特征 ， 而且可 以利用其提供的地层产状信息研究 目标储层的构造 沉积演化体系【４。目前在胜利 、 ３ｊ ， 大庆 、 大港 、 华北 、 中原 、 四川等油田， 地震相干技术正在被广泛加以应
空 间变化 特 征 ， 而 可 以指 导工 作 人 员 进 行 地 震 解 从
常难于识别解释。但这些断层在地震剖面上表现出 连续 的地震反射发生错断或扭动 ， 其波形 的相似性 发生变化 ， 连续性变差。根据断层 的这一地震反射
特点， 利用相干技术 ， 定量地算 出在一定时窗内相邻 地震道问的相关值 ， 就可 以在相关值分 布图上把细
地震相干技术在现河油田沙二段储层预测中的应用
井 名
庭 誊
图 １ Ｗ３区块 Ｗ５ － ７井 Ｗ ５ ２１井 过 井 地 震 剖 面 图 ３１ ４－
到标 定 。
研 究 中 ，在 ｗ３区块编绘 了 ｌ ０条联 井大 剖 面 ，依 据录井 、岩心及 测井 资料进 行 了精细 的地层 对 比， 各剖 面所通 过 的 ９ ４口井的地 质层位均 得 以明确 。根 据三 维地 震资 料 ，作 了相 应 的 ｌ Ｏ条过 井地 震 剖面 。
根据 “ 东营 凹陷 速度场 ” ｊ ，将各 井 Ｓ ～Ｓ 各 砂层 组 的界线均标 于地 震剖 面上 ，这样 可清 楚看 出各 层组 ；
旷 红 伟 等 ：地震 相 干 技 术 在 现 河 油 田沙 二段 储 层 预 测 中的 应 用
・５ ・ ５
界线 与 Ｔ ；和 Ｔ 辅 助 标准层 之 间的相互 关 系。然后将 Ｔ 和 Ｔ２ 准层 的 位置 标定 于 联井 剖 面 图各 井 的 ２ ； 标
相应深 度上 ，并 以 ４ 为间 隔按东 营速 度 把各 水平 切 片 的位 置 标 于各 井 的相应 深 度 上 。这 样 就 可 以清 ｍｓ 加 楚地看 出与各 水平 切 片相 应 的位 置属 于什么 岩性 ，据此 可 以判断过 井相 干异常 的地质 属性 （ １ 。 图 ）
地震相干体技术
（2）基于高阶统计量的相干体技术
高阶统计量具有许多优点，从提高相干体算法抑制噪声的能力和减小计算量的角度出 发 ，陆文凯等人将高阶统计量方法与相干体技术相结合，以 C1 算法为基础，提出了一种 新的基于高阶统计量的相干体(CHOS)算法，该算法仅需三道地震记录同时参与运算：
式中： 1是地震道 u(xi , yi ,t ) 与 u(xi1, yi , t 1) 之间的时间延迟， 2 是地震道 u(xi , yi , t ) 与 u(xi , yi1, t 2 ) 之间的时间延迟。最后得到的某一样点处的相干
1996，相干技术公司（CTC）成功地将相干体技术商业化并拥有该技术 唯一的许可证；1999年，CoreLab公司收购CTC公司；2000 Core Lab 从BP Amoco公司购得相干体技术全套专利。
此后 ，相干体技术在地震油气勘探领域得到了广泛 的应用和发展 ，近 年来又发展了基于几何结构张量的相干体技术等，在与可视化结合、与 小波变换结合、相干体的自动化解释研究等方面都有较大发展，并向叠 前地震数据应用的方向延伸。
值为：
新一代相干体技术
（2）基于高阶统计量的相干体技术
振幅数据切片
CHOS算法相干体切片
C2算法相干体切片
C3算法相干体切片
新一代相干体技术
（3）基于小波变换的多尺度相干体分析技术
多分辨率分析又叫多尺度分析，其中小波变换是其主要的分析手段。同傅氏变换相比
较，小波变换具有更好的局部化特性，可以任意调节空间的分辨率，即有“变焦”功能， 被誉为数字上的显微镜。
kt kt
px j px j
qy j )
qy j )2
式中：下标 j 表示落在分析时窗内的第 j 道； xj 和 yj 表示第 j 道与分析时窗内中心点 t 在 x 和 y 方向的距离；p 和 q 分别表示分析时窗内中心点，所在局部反射界面 x 和 y方向的视倾 角。
地震数据相干体分析技术
地震数据相干体分析技术地震数据的相干体分析技术是一种利用地震数据中的相干性信息，来研究地震活动规律和地震源特征的方法。
相干体是指在一定时间段内，地震波传播路径上的地震信号的相位和振幅相对稳定，具有较高的相干度。
相干度是衡量两个地震信号之间相干性强弱的指标，可用于分析地震波的传播特征和地下介质的结构。
相干体分析技术主要包括相干度计算方法、相干体提取方法和相干体分析方法三个方面。
首先，相干度计算方法是相干体分析的基础。
常用的相干度计算方法有互相关法、谱相关法和小波变换法等。
互相关法通过计算两个信号的时间序列之间的相关系数，得到相干度值。
谱相关法是将信号在频域上进行相关计算，利用信号的频谱特征来计算相干度。
小波变换法是利用小波变换将信号分解成不同尺度和频率的小波系数，然后计算小波系数之间的相干度。
其次，相干体提取方法是从地震数据中提取相干体的过程。
常用的相干体提取方法有滑动窗口法、相干度阈值法和小波变换法等。
滑动窗口法将地震数据分成多个时间窗口，然后计算每个窗口内信号之间的相干度，得到相干度时间变化曲线，从中提取出相干度较高的时间段作为相干体。
相干度阈值法是根据相干度的统计特性设定一个相干度阈值，只有大于该阈值的相干度才被认为是相干体。
小波变换法将地震数据进行小波变换，然后计算小波系数之间的相干度，从中提取出相干度较高的小波系数作为相干体。
最后，相干体分析方法是利用提取到的相干体来研究地震活动规律和地震源特征。
常用的相干体分析方法有相干体叠加法、相干体分析法和相干体变化法等。
相干体叠加法是将相干度较高的地震信号进行叠加，放大地震信号的相干体特征。
相干体分析法是对提取到的相干体进行频谱分析、尺度分析和相位分析，从中获取地下介质的结构信息。
相干体变化法是对相干体的时间变化进行分析，研究地震源的演化特征和地震活动的周期性规律。
综上所述，相干体分析技术是一种重要的地震数据处理方法，可以用于地震波传播特征分析、地下介质结构研究和地震源特征分析等方面。
相干体技术的基本原理
孙夕平相干算法论述相干体技术用于检测地震波同相轴的不连续性。
其基本原理是在偏移后的三维数据体中，对每一道每一样点求得与周围数据的相干性，形成一个表征相干性的三维数据体，即计算时窗内的数据相干性，把这一结果赋予时窗中心样点。
该技术可以用来识别断层、特殊岩性体、河道等，并可以帮助解释人员迅速认识整个工区的断层及岩性等的空间展布特征，从而达到提高解释速度与精度，缩短勘探周期的目的。
目前，相干体技术算法已从最初的互相关算法发展到相似算法、本征结构算法，并从时域发展到频域。
除此之外，从相邻地震道相似性、不相干性等不同侧重点，以及针对各地区不同解释精度的要求，是否引入倾斜延迟时差等方面，不同文献对于相干算法有多种形式的论述，主要有基于归一化的Manhattan距离相干计算、方差体算法等。
1. 1 相关算法相关算法是根据随机过程的互相关分析，计算相邻地震道的互相关函数来反映同相轴的不连续性。
这种算法只能有三道参与计算，则沿视倾角( p ，q) 的相干值C1 为：式中，Cii( i = 1 ，2) 为第i道的自相关量; Ci j( i = 1 ，2) 为第i道和第j 道的互相关量。
视倾角( p ，q) 中p和q分别为x 方向和y 方向上的地震道之间的时移量。
对于有相干噪声的资料，仅用两道数据确定视倾角会有很大误差，这是互相关算法的一个缺陷。
另外，每一道与其相邻道在任意时刻、任意延迟的互相关，形成了一个不同的 2 ×2 阶协方差矩阵，如果对方程进行扩充，使之适合于三道以上的数据，需要用特征插值分析方法对高阶协方差矩阵进行更全面的分析。
高阶协方差矩阵特征求解的计算量相当大，对于大数据量的三维地震勘探来说显然不合适。
再者，三点互相关算法假设地震道是零平均信号，当相关时窗长度超过地震子波长度时，这种假设才基本成立，即要求窗口大于地震反射的最长周期，显然，这样降低了计算得到的相干体数据的垂向分辨率。
1. 2相似系数算法Neidell 和Taner定义的相似系数Sc 为：式中，j为道号; i为样点序号; f i ，j表示样点( i ，j) 的振幅值。
传统经典断层识别实战——相干、曲率
传统经典断层识别实战——相干、曲率01 相干算法识别断层原理相干技术的主要原理是通过三维地震数据体中相邻地震道信号的相似性来表示地层的横向非均匀性，从而确定地层中的断层。
相干算法最早是在20世纪90年代提出的，迄今为止历经了四次革新，分别为基于相关的算法（称为C1算法）、基于地震道相似性的算法（称为C2算法）、基于矩阵特征值的算法（称为C3算法）和基于子体特征的算法（称为C4算法）。
地震数据体是一个振幅数据体，数据体中每一个值反映的是该地层位的特征。
在地质学上，地层沉积的过程是渐进的，也就是说地层在一般情况下是水平连续或是渐变均匀的。
所以相邻地震道所测信号应该具有很高的相似性。
当有断层存在时，地层不再连续或渐变均匀，而是产生突变，此时相邻道之间的相似性很低，下图反映了地层不连续情况下的地震道所测信号波形。
如图所示：通过计算横向和纵向相邻道之间的相关值得到三维相干值数据体，从而将三维地震振幅数据体转换成相干数据体。
相干切片是相干数据体的水平切片，体现某一时间深度不同相干值的点构成的平面。
断层线是该平面上相干值小的点连成的线，通常是断层的所在位置。
用三维相干算法计算地震相干数据体突出了不相干的数据，其相干体水平切片表现了断层线所在位置，为油气储层评价提供了理论依据。
02 曲率识别断层原理曲率用来反映几何体的弯曲程度，描述的是曲线上任意一点的弯曲程度，表明曲线偏离直线的程度。
曲率越大，表示曲线的弯曲程度越大。
地震曲率断层检测技术由A.Roberts首先提出的，在构造解释中，我们可以根据层位的解释数据计算其曲率，从而可以定量描述其构造特征。
图给出了背单斜、向斜和断层曲率描述，其中背斜的曲率为正，向斜的曲率为负，而且褶皱越厉害，曲率值越大，平层和单斜层的曲率为零，断层在平滑后可近似认为其曲率由正到负或由负到正的变化。
显然，上述曲率对于单斜和水平地层的区分是无能为力的，对于平行断层，水平面上或沿层面上有方向变化的复杂构造，也是无能为力的，必须要借助于以二维曲面分析为基础的曲率属性。
河道预测中的地震相干体技术
加权相加嘲 。这样尽管影 响了运算 速度 ，也降低了分辨率 ，但抗噪能力却得到 了明显 的提高 。 ２ 第 ２代相 干体 算法 （ ２ Ｃ ） Ｃ） ２相关 道 的选择是 沿纵 、横测线 方向若 于道 内的一个 特殊 区域 ，通
的技术Ⅲ 。下面 ，笔者运用 地震相 干体技术对 研究 区河道进 行识别 预测 。
１ 相 干体 技 术
１ 第 １代相 干体算 法 （ １ 第 １代相 干体算 法预 测主 要通 过互 相关 得 到 。对 于离 散 地震 信 号序 ） Ｃ）
列 ，其 相邻地震 道之 间地震信 号的互相 关系数 为 ：
相关 道 的相 干值相加 ，即可得 中心道 关于 中心时 间点 的相千值 。式 （ ） 中的 表 示沿 中心 道与相 干道 ３ 之 间地层 的视倾角 ， 由不 同方向 的 ｍ就 可 以拟合 出地层视 倾角 和方位角 ，由此 得 到地层倾 角 和方位 角属
性［ 。将 倾角 和方位 角叠合在 一起 ，结 合三维相 干数据体 ，不仅 可以确定 断层 的空间展布 、断层附 近 的 ６ ］ 细节特征及 其构造应 力场 ，而且可 以研究 地下地貌 特征 ，结合 其他方 法可 以恢 复古构 造沉积史 ，进而可 以从 构造沉 积演化史 上描述 目标储层 串有利储 集带 的空间分 布规律 。 ３ ）第 ３代相 干体 算法 （ ３ 在三维 地震数据 体 中 ， Ｃ） 由相邻 的 ， ， 道 每道 Ｊ个 样点 的数据 子体
自从 １ ９ ９ ５年 Ｂ ｈ ｒ ｈ和 Ｆ ｒ ｒ 提 出相干算法 以来 ，该算法 已从第 １ 基于互 相关 的算 法 （ 称 ａ ｏｉ ｃ ａｍｅＥ 妇 代 简 Ｃ 算 法）和第 ２代利 用 多 道 相似 性 的算 法 （ 称 Ｃ １ 简 ２算法 ） ，发展 到 第 ３代基 于特 征 结 构 的相 干 算 法Ⅲ （ 简称 Ｃ ３算法） 。经过 了十多年 的发 展 ，现在 三维 相 干技术 已经成 为 油 气勘 探地 震 资 料解 释 必备
地震相干体技术识别低序级断层方法研究
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｃ ｒ ｅ ｔｉ ｅ ｔ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｏ ｌｖ ｌ ａ ｌ ｅ ｐ ｕ ｏ ｈ ｘ ｌｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｅ ｔｏ ｉ ｓｒ ｃ ： ｏ ｒ ｃ ｄ ｎ ｉ ｃ ｔ ｆｔ ｅ ｌｗ ｅ ｅ ｆ ｕ ｔ ｉ ｈ ｌｆ ｌ ｒｔ ｅｅ ｐ ｏ ａ ｉ ｎ ｅ ｅｏ ｍ ｎ ｆｏ ｌ ｆ ｏ ｓｓ ｆ ｏ ａ ｄ ｇ ｓｉ ｏ ｌ ａ ｅ ｆ ｕ ｔｂｏ ｋ ｒｓ ｒ ｏ ｒ ．Ｌ ｗ ｅ ｅ ｆ ｕ ｔ ｈ ｖ ｈ ａ ｌ ａ ｓ ｓ ｈｇ ｅ ｅ ｆ ｕｔ 、Ｂａ ｅ ｎ ｎ ａ ｎ ｃ ｍｐ ｉ ｔ ａ ｌ ｌｃ ｅ ｅ ｖ ｉｓ ｏ ｌ ｌ ａ ｌ ａ ｅ ｔ ｅ Ｓ Ｈ ｅ ｃ ｕ ｅａ ｉ ｈ ｌｖ ｌ ａ ｌ ｃ — ｖ ｓ ｓ ｓｄ ｏ
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中 图分 类 号 ：Ｐ ３ 。４ ６ １ ４ 文 献 标识 码 ：Ａ
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基于小波变换的相干体技术在地震解释中的应用
针对这一问题，本文提出了改进的区域增长算法，利用已确定 的层位部分以及邻域信息对候选层位点做进一步的检查，以剔 除候选层位点集中的奇异3、提出了基于邻域信息的方向约束蚁 群断层识别算法。对蚁群断层追踪算法进行了学习和研究，由 于常规蚁群算法中蚂蚁的移动是基于信息素随机确定的，受地 层残留响应的影响，早期蚂蚁的移动可能存在误差，对最终结 果造成影响。
地震相干体技术通过计算三维数据体中的某一道与相邻若干道 间相似程度来检测地震波同相轴的不连续性，得到对应的地震 相干体。相干体消除了横向变化平缓的层位对断层观察的影响， 是个便于断层解释的断层增强体，大大地缩短三维地震数据的 解释周期。
本文针对小波相干体，层位追踪、断层识别算法等地震资料解 释软件中常运用到的一些技术，进行了学习和改进，以提高地 震解释的准确率，具体研究内容及创新点如下：1、提出了基于 小波变换的自适应时窗相干体算法。传统小波相干体技术有很 好的抑制噪音，抗干扰能力，但在计算分频相干体时仍采用以 计算点为中心长度固定的时窗。
为了降低搜索的随机性，本文提出基于邻域信息确定蚂蚁的初 始搜索方向，在一定范围内进行移动，减弱了搜索的随机性， 加快了算法的收敛速度，在自适应小波相干体的基础上完成断 层的自动追踪。4、实现了基于多分辨率扩展八叉树的大规模地Байду номын сангаас震体数据的处理和解释。
随着地震数据规模的不断增大，地震解释技术的可行性面临巨 大的挑战，针对大规模地震数据相干体的计算量较大，且基于 GPU的三维体绘制显卡限制等问题，本文实现了地震体的外存多 分辨率八叉树结构的构建算法。扩展八叉树通过分块动态加载 解决了显卡内存限制的问题，除此之外，先加载低分辨率对整 体分布有个掌握，再交互选择感兴趣区域加载细节信息进行处 理解释的方式，增强了地震解释的可视化和交互式体验。
教案6_相干分析
对于不连续波形数据 的分析，沿倾向的垂直剖 面和断层与同相轴切割的 水平切片比较容易解释， 但是沿走向的垂直剖面及 平行断层同相轴的水平切 片却是很难解释的，而相 干体定量的不连续性较好 地解决了这些问题。
目前，相干体的计算都是三 维地震振幅数据体的计算，主要 利用地震数据多道相似性提取出 相干系数数据体，并通过立体、 平面、剖面包括沿层面、切片、 任意线等的显示，突出地震数据 的不连续性，在显示上通过强调 不相关异常。 它的前提假设地层是连续的， 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， 导致地震波发生变化，表现边缘 相似性的突变，通过相干体多维 显示，辨别出与断裂构造、沉积 地层、地层物性甚至流体变化等 有关的地质目标。
近年来，相干体技术作为 三维地震解释及岩性分析的重 要技术手段，其技术发展与应 用非常迅速，在断层分析以及 一些地区地层岩性体、特殊类 型油藏研究方面都取得了良好 效果。应用相干技术进行断层 的解释和组合，能够控制和避 免断层解释和组合的随意性， 使断层解释的精度和效率大大 提高。同时，利用多道相似性 的地震属性，可通过在显示上 强调地震数据的不相关性，突 出地层的连续性，能够很好的 反映地层的岩性变化，如尖灭、 侵入等。
一、相干体概 相干体概 念
相干（Coherence） 体分析技术是上世纪九十 年代中期发展起来的一项 新的三维地震解释技术。 相干是多道地震数据间相 似程度的一种度量方法和 属性，相干体技术就是利 用三维数据体数据之间的 相干性来显示数据的连续 和中断。
相干的计算可以在相 干较弱或被噪声干扰的情 况下，提供出数据相似性 的定量值。通过对地震数 据体相干属性的量化处理， 针对波形进行相干运算， 生成新的不同于常规地震 振幅数据体的相干属性体。 这种数据体可以用于较为 复杂的断层及隐蔽地层岩 性的解释，而这些复杂的 地质特征在常规地震数据 中往往无法识别和解释。
基于多线程的地震相干体属性提取算法
意【 ．
的 Ｃ ＤＡ技术． Ｃ Ｄ Ｕ ｎ） Ｕ Ａ并行利用的 Ｇ Ｕ通常在显卡 Ｐ 上，需要 Ｎ Ｄ Ａ等专 门的显卡支持， ＶＩ Ｉ 代价 比较高，且 目前 Ｃ Ｄ 并行计 算的数据要经过 内存才 能加载到 Ｕ Ａ
ＧＰ 考 虑到本算法 的特 定性—— 没有大规模矩 阵数 Ｕ，
值运算，不能很好的解决 Ｉ ／ ０与计算并行问题，本文不 讨论此方案． ２Ｏ ｅＭＰ 通过对原有 的串行代码插入 （） ｐ ｎ
一
些指 导性 的注释，并进行 必要的修 改，可 以快速 的
油藏特 征及 孔隙度变化 ， 找死油 区， 至于监测 流 寻 甚 体运 动和进行其他综 合研 究． 而地 震数据相干体 属性 是众 多地震属性 中相 当重要又常用 的一种，它是通 过 对三 维数据体 的不连 续性进 行分析，可识别构造和 断 层 的分布，使解释人员在解释之 前就能获得研 究区域 粗 略的构造几 何形态 和断层分布情况 ， 免解释 的随 避
计 算 机 系 统 应 用
ｈｔ：ｗ ． Ｓ ．ｒ． ｔ ／ ｗｗｃ － ｏｇｃ ｐ／ —ａ ｎ
２１ 年 第 ２ 卷 第 １ ０２ ｌ １期
基 于 多线程 的地震相 干体属 性提取算法①
杨 尚琴， 自龙， 许 洪承煜
（ 中国石油化工股份有限公司 石油物探技术研究院， 京 ２ １０ ） 南 １１３
地震动相干效应
地震动相干效应地震是地球上常见的自然灾害之一，它在瞬间能够给人们带来巨大的破坏与伤害。
而地震动相干效应是地震中的一个重要现象，它不仅对地震灾害的扩散和影响起到决定性的作用，还与建筑物的抗震设计密切相关。
因此，深入了解地震动相干效应的机理和影响因素，对于提高地震灾害防范和抗震设计水平具有重要意义。
地震动相干效应指的是地震波在传播过程中，当传播路径上存在某种变化时，会出现波场干涉的现象。
这种干涉现象会导致地震波在某些区域出现增强或减弱的情况，从而对建筑物、地下结构和土壤产生不同程度的影响。
地震动相干效应的产生与地震波的频率、传播路径的变化以及地下介质的非均匀性有关。
地震动相干效应与地震波的频率密切相关。
地震波的频率越高，其相干效应越明显。
这是因为高频地震波在传播过程中受到的衰减相对较小，能够在较远的地方保持一定的能量。
而低频地震波由于衰减较大，传播距离较短，因此其相干效应相对较弱。
这一点在地震监测和抗震设计中需要特别注意。
地震动相干效应还与传播路径的变化密切相关。
当地震波传播路径上存在多种地下结构或介质的变化时，会引起地震波的反射、折射和散射，从而导致相干效应的产生。
例如，当地震波从固体地壳传播到水体中时，会发生反射和折射，导致水中的地震波增强。
当地震波从软弱土层传播到坚硬岩石中时，也会发生反射和折射，导致岩石中的地震波增强。
这些相干效应的存在对于建筑物的抗震设计和土壤的工程处理具有重要的指导意义。
地震动相干效应还与地下介质的非均匀性密切相关。
地下介质的非均匀性是指地下结构和土壤的物理性质在空间上存在差异。
这种差异会导致地震波在传播过程中发生散射和衍射，从而产生相干效应。
例如，当地震波传播到土壤中存在多个不同固有频率的层状介质时，会发生地震波的频散和多径传播，导致地震动相干效应的产生。
这对于地震监测和抗震设计来说，是一个重要的考虑因素。
地震动相干效应是地震中的一个重要现象，它与地震波的频率、传播路径的变化以及地下介质的非均匀性密切相关。
相干体技术
相干体技术相干体技术由相干技术公司（CTC ）和Amoco 公司发明，1997年获美国专利，名称为“信号处理和勘探的方法”。
该技术被称为是近几十年来三维地震解释方面的最重要的突破。
与原来揭示地下异常体的方法相比，相干体技术更能清楚地识别断层和地层特征。
相干体技术的特有算法是通过三维数据体来比较局部地震波形的相似性。
相干值较低的点与地质不连续性如断层和地层、特殊岩性体边界密切相关。
对相干数据体作水平切片图，可揭示断层、岩性体边缘、不整合等地质现象，为油藏描述提供识别油藏特征的有利证据。
计算地震相干数据体的目的主要是对地震数据进行求同存异，以突出那些不相干的数据。
通过计算纵向和横向上局部的波形相似性，可惟得到三维地震相关性的估计值。
在出现断层、地层岩性突变、特殊地质体的小范围内，地震道之间的波形特征发生变化，进而导致局部的道与道之间相关性的突变。
沿某一线时间切片计算各个网格点上的相关值，就能得到沿着断层的低相关值的轮廓，对一系列时间切片重复这一过程，这些低相关值的轮廓就成为断面。
同理，地层边界、特殊岩性体的不连续性也产生类似的低相关值的轮廓。
通过三维相关属性体的提取［14］，就可以把三维反射振幅数据体转换成三维相似系数或相关值的数据体。
设多道地震记录为Xj （n ），j=1，2，…M ，n=1，2，…N 。
为考察此M 道地震记录的相似性，假设有一标准道X （n ），将各道与其比较，使这M 道与标准道的误差能量达到最小。
()()[]∑∑-===M j Nn j n X n X Q 112(2-1)令()0=∂∂l X Q；l =1,2…N (2-2) 推导整理得 ()()∑==Mj j l X M l X 11, l =1,2…N (2-3)即标准道 （n ）为原始M 道地震记录的算术平均。
而M 道与标准道的误差能量为()()[]()()()()[]∑∑+-=∑∑-=====M j Nn j j M j Nn j n X n X n X n X n X n X Q 11221122()()∑∑∑-====M j N n Nn jn X M n X 11212(2-4)此误差能量Q 与M 道地震记录总能量之比为()()()()()()∑∑∑-=∑∑∑∑∑-=∑∑==========M j Nn j Nn M j Nn j M j N n Nn jM j Nn j n X n X M n X n X M n X n X Q 11221112112121121 (2-5)称为M 道地震记录的相对误差能量。
Rayleigh商加速法在地震相干体技术中的应用
ｅ 一Ｃ ｐ －，ｑ ） ３ ３（ －０ 一０ ￣
［ 收稿 日期］２ ０ 一 ２ ｏ ０７ ｏ 一 ８ ［ 作者 简介］向富强 （ ９ ８ ） １ ７ 一 ，男 ，２ ０ 年大学毕业 ，硕士生 ，现主要从 事地震资料数据处理及解释方面的研究工作。 ０２
。
因矩 阵 ｃ
Ｒ（ 一ｋ ｘ＝ ｚ 华 ） ｘ
， Ｊ ｘ ｘ
（ ５ ）
称为 Ａ关 于 Ｘ的 Ｒａｌｉｈ商 。对 称矩 阵 Ａ 的特征值 ≥ ≥ …≥ 所对 应 的特 征 向量 。 ： ｙｅ ｇ 。 ， ，… ， 可 以组 成规 范化正交 组 ，利用 乘幂 法计 算公式 ，初始 向量 ：
相 干体分 析技术 是 ２ ０世纪 ９ ０年代 中期 发展起 来 的一项新 的三 维地震 解 释技 术 。 目前 ，该 算法 已从 第 １代基 于互 相关 的 Ｃ 相干算 法口 ，第 ２代利 用 多道相 似性 的 Ｃ 相干 算法 ］ ］ 。 ，发展 到第 ３代 基于特征 结构 的 Ｃ 相干 算法 ｌ 。相 干体 分析 技术 通过 三维 数据道 间相 似性计 算 ，以相 干 值 较低 的点 判 别反 射波 ３ ３ ］ 波形 的不连续 性 ，揭 示 断层 、裂缝 、岩 性体 边缘 、不 整合 等地质 现象 ，为解 决 地震 勘 探 中的构造 问题提 供 了有 利依据 。 ｃ 相 干算法 相较 前两代 具 有更 高 的横 向分 辨 率 ，更 佳 的稳 定性 及 更 强 的抗 干 扰 能力 ；但 因其计 算 ３ 过程 是基 于协方差 矩 阵的特 征结 构 的分 析 ，所 以计算 量较 大 ，计 算 时 间较 长 。为此 ，孙夕 平等 引入 了
定义第 ３代相 干体算 法 的相 干值 如下 ：
地震学中的地震波传播特性研究及地震相干性分析
地震学中的地震波传播特性研究及地震相干性分析地震波传播是地震学研究的重要课题之一，它是分析地震波在地壳内传输规律的基础。
在地震波传播的过程中，地震波的传播方向，速度，反射、折射和衍射等特性均会发生变化，学科专家于是开始对地震波的传播特性展开深入研究，以期更好地理解地震波的运行轨迹和性质。
一、地震波的种类地震波包括纵波、横波、面波，它们的传播速度不同，相互之间都有独特的传播特性。
纵波是指地震波在质量点的方式下沿着原先方向传播时，所产生的沿这个方向变化的密度和压力。
它的传播速度较快，通常情况下比横波速度快2/3。
横波是指地震波在质量点的方式下垂直原先方向传播时所产生的垂直地面方向上的位移和速度分量。
面波是指地震波向所有方向进行传播时所产生的波形传播形式，它的传播速度介于纵波和横波之间。
面波又分为Rayleigh波和Love波。
Rayleigh波是一种慢而有折射性的表面波，产生于介质两层界面。
Love波是纵波和横波结合的表面波，它的传播范围较窄，但具有高度的敏感度，可用来探测岩层性质和地形。
在地震波传播的过程中，会发生各种复杂的相互作用，这也是地震学家研究的重点之一。
二、地震波传播特性地震波在传播途中也会遵循物理波的基本规律，如：反射、折射、衍射等。
另外，地震波也与媒介、介质特性、岩石类型等因素的相关性也十分重要。
在地震波传导中，波的传递方向其实就是波前方向，它也受到介质的影响。
对于地震波传播的解释，有一个理论模型常被科学家所广泛应用：赫敏岿克—库姆雷斯克（Huygen-Kirchhoff）原理。
该模型可以用来展示指定波源所产生的波的种类、特性以及波阵面的形成过程。
此外，在地震波传播模型中，不同种类的地震波会相互作用并形成更加复杂的波形变化，这就为研究地震波传播特性提供了多些性质的特征描述。
三、地震相干性分析地震相干性是指地震波传导途中的振动相位一致性的特性。
地震相干性分析是基于地震波形的频率成分而进行的，而在地震波传播历程中，频率成分的差别容易引起相干性的变化。
地震动相干效应
地震动相干效应地震是地球上常见的自然灾害，给人们带来了巨大的破坏和伤害。
当地震发生时，地表会遭受强烈的震动，这种地震动会向周围传播，并引发一系列与地震有关的现象和效应。
其中之一就是地震动相干效应。
地震动相干效应涉及到地震波传播过程中的相干特性。
简单来说，相干效应是指在地球内部传播的地震波中，不同频率的波动之间存在一定的相互关系。
这种相干性会在波传播过程中导致能量的重新分布和波形的变形，进而影响到地震动对建筑物、土壤和其他地质结构的作用。
地震动相干效应是地震工程中的一个重要问题，不仅对建筑物的抗震设计和结构分析起着重要的指导作用，也为地震预测和震源机制研究提供了有力的支持。
下面将从地震动的相干性、相干效应的影响以及相干效应的调查研究等方面展开论述。
一、地震动的相干性地震动的相干性是指地震波在传播过程中的波动特性在时间和空间上的相关性。
具体来说，地震动的相干性包括相位和振幅两个方面。
1. 相位：地震波的相位是指波形起伏变化的时间和空间分布规律。
当地震波到达某一点时，不同频率的波动相位可能存在相位差，即波峰和波谷的到达时间不同。
相位差的存在会导致地震波的波形变形，从而引起地震动相干效应。
2. 振幅：地震波的振幅是指波动的强度和能量大小。
在地震波传播过程中，振幅会发生衰减和增强，这与不同频率的波动在传播过程中的能量耗散和聚集有关。
振幅的变化也会影响到地震动的相干性，进而对结构的抗震性能造成影响。
二、相干效应的影响地震动相干效应对建筑物和土壤的震动响应产生重要影响。
具体表现在以下几个方面：1. 频率分布：地震动相干效应会导致不同频率的地震波在传播过程中相互干涉，使得地震动的频谱特性发生变化。
高频地震波的振动容易引起建筑物的共振，而低频地震波的振动对土壤的动力特性具有重要影响。
2. 地基响应：相干效应还会对土壤的动力特性产生影响。
地表地震动的振动会传递到地下，这就需要考虑地下不同层次的相互关系。
相干效应会使得地下不同层次的波动相互作用，影响到地基的响应特性。
地震相干体算法的改进及应用
， １
乙３
∑Ａ
儿 ∑
∑∑ｄ
每条测线有 ２ １ ， ０ 道 每道有 ２２ １ ５ 个采样点的三维 振幅体 ， 选择相关时窗 Ｎ＝ ， ９ｈ 使用递推公式计算 相干体只需要 ５ １ ｈ 而对 同一个三维体 ， ．９ ， 若不使
用递推方法计算相干体 ， 则需要 ３ ． ， ６ ５ｈ 显然计算 速度提高 了约七倍 。
维普资讯
第２ 卷 第２ ８ 期
物探 化探 计算技 术
２６ 月 ０ 年５ ０
文章 编号 ：１ｏ — １４ （０ ６ Ｏ ＿ｏ２ ＿ｏ ｏ １ ７ ９ ２０ ）２ ＿ １１－３
地震 相干体算法 的改进及应 用
叶增炉， 何建军
（ 成都理工大学， 成都 ６０５ ） １０９
的方法提高计算速度。 １１ Ｃ 相干算法 ． ， Ｃ 算法是基于 归一化互 相关为基础 ， 用主 利
收 稿 日期 ： ０ ５— ８— ９ ２ ０ ０ ２
窗 Ⅳ， 计算时窗内波形 的相关系数。利用递推法计 算下一个时窗 ｃ 的递推公式如下
ｃ ［ ＋ ］ Ｃ ［］ Ｎ＋ ） ｙ Ｎ＋ ） ２ １ ＝ ２ ＋ （ ｔ’（ ｔ 一
样大大提高了计算效率， 节省了运算时间。在同一 配置的计算机上做 了比较 ， 采用 改进算 法来计算
取相邻 － ｜个样 点组成一个 Ⅳ ・， ， Ｉ 道 ＼ ， －的地震子体 构成矩阵 Ｄ： ［ Ｄ＝ ｄ ］ 在 Ｄ 中， 每列代表一个
有 ～个样点的地震道（ 『 ） 每行为 ． 第＿ 道 ， ， 道中同一
１２ Ｃ 相 干算 法 ．
在上式 中， 本征值个数表示子体中独立变量的 个数； 本征值大小 表示 占据子体 的多少份额 ； 最大 本征值为 Ａ ， 表示该子体起主导作用 的变量。最
地震动相干效应
地震动相干效应地震动相干效应是指地震波在传播过程中，与地下结构相互作用产生的相干效应。
地震动相干效应是地震工程中一个重要的研究课题，对于地震波传播、地震反应和地震灾害评估具有重要意义。
地震动相干效应的研究对象主要是地下结构，包括土层、岩石层、地下水等。
地震波在传播过程中，会与这些结构发生相互作用，导致地震波传播特性的变化。
这种相互作用可以是反射、透射、散射等，使地震波的幅值、频率和相位发生改变。
地震动相干效应的研究可以帮助我们更好地理解地震波传播的规律，并为地震灾害评估和地震工程设计提供依据。
例如，在地震波传播过程中，地下结构的不均匀性会导致地震波的衰减和频谱变化。
研究地震动相干效应可以帮助我们了解这些变化，从而对地震灾害进行准确评估，并制定相应的防震措施。
地震动相干效应还与地震波的频率和振动周期有关。
地震波的频率与振动周期决定了地震波对结构的影响程度。
研究地震动相干效应可以帮助我们对不同频率和振动周期的地震波进行分类和评估，从而更好地了解地震对结构造成的影响，为地震工程设计提供参考。
地震动相干效应还与地下结构的特性有关。
例如，地下水的存在会对地震波的传播产生显著影响。
地震波在地下水中传播时，会受到水的质量、密度和粘度等因素的影响，导致地震波传播速度和衰减特性发生变化。
研究地震动相干效应可以帮助我们了解地下水对地震波传播的影响，从而更好地评估地震灾害和制定相应的防震措施。
地震动相干效应是地震工程中一个重要的研究课题。
通过研究地震动相干效应，可以更好地理解地震波传播规律，评估地震灾害，制定防震措施，从而保护人类的生命财产安全。
地震动相干效应的研究需要综合考虑地下结构的特性和地震波的传播规律，采用合适的方法和技术进行分析和模拟，以提高地震工程设计的准确性和可靠性。
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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
C1算法特点
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。
引 言
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。
C1算法特点
计算主测线、联络测线相邻道的相关系数
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。
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
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
ห้องสมุดไป่ตู้
内容简介
1.地震相干技术的原理与算法
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.地震相干技术应用分析
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
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 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）。
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
改进的体属性相干算法
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。
3.结论
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
1.1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
五、应用实例 六、结论
地震相干技术的实现
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。
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。
倾角方向扫描
扫描方向
最能客观反映断层的变化及储层横向变化
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
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。
桩23-17-20
T2
Ⅰ砂组 Ⅲ砂组
Ⅳ砂组
T6
Z23-17-20南北向地震剖面
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
1.2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。
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 水平扫描 （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