几种属性原理分析

八 几种典型属性原理及应用



C2算法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：对地震资料的质量限制不严，抗噪性强。利 用可变时窗，即用一个适当大小的分析窗口，能够 较好的解决提高信噪比和提高分辨率之间的矛盾。 因此该算法具有较好的适用性和分辨率，且具有相 当快的计算速度。 缺点：不能正确反映地层倾角变化
对于高质量的地震数据，时移l和m可分别近似 计算出每道在x和y方向上的视时间倾角。对于 含相干噪声的地震数据，仅用两道计算的视倾 角估计干扰将是相当大的，这也正是互相关算 法的局限法。 优点：可以分别沿三维地震数据的InLine与 CrossLine线方向计算互相关系数，计算量小， 易于实现。 缺点：受资料限制大，时窗大，抗噪性差
贡献者
计算公式
12 互相关分析 将 纵 、 横 测 线 的 1995年，由 Bahorich和 C12 C13 D1 Farmer 引 入 到 地 震 属 各 道 数 据 与 中 心 12 12 算法 C1 ( C C ) ( C C ) 11 33 11 22
τ w
u ∑
τ≡ -w
w
2
(t - τ - l , xi , yi ) ∑ u 2 (t - τ - l , xi 1 , yi )
τ≡ -w
w
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再定义横测线上t时刻、道位臵在（xi，yi）和 （xi，yi+1）与地震道u之间延迟为m的互相关 系数CY：
C y (t , m, xi , yi ) ≡

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（2）相似性分析算法C2：

1998年由Marfurt,K.J. , Kirlin R.L.和Farmer,S.L. 提出的，主要利用地震道的相似性来得到相干属性，它 对任意多道地震数据进行相似分析，计算其相干性。除 了能在噪声环境下更稳定地计算相干性、倾角与方位角 之外，在分析垂直时窗内能够限制时间数据采样点的范 围大小，更好的计算地层特征的细微变化。 C2相干算法抗干扰能力强、分辨率高，但计算量较大且 横向分辨率低
C xy [max C x (t , l , xi , yi )][ max C y (t , m, xi , yi )]
l m
maxCx (t , l , xi , yi )
maxC y (t , m, xi , yi )
分别表示延迟l和m时，使Cx和Cy达到最大值。
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相干概念Simpson在1995年的论文中即有阐述，当 时只限于相邻道间的相关性。 相干概念是多道数据间相似程度的一种度量，在 多道数据的视觉显示中相干性由解释人员检测， 它的最有效和最重要的应用之一是同相轴的检测， 特别是当同相轴的幅值较小并隐藏在噪声中时。


除检测该度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，则很 容易转换为信噪比，因此相干可以对数据质量给 出评估。

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1 2 3 4
基于多道相似的相干计算 基于方差的相干计算 基于曼哈顿距离或其他模量的波形相似性计算 基于复地震道的相干计算
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分析窗口的定义：在三维平面上定义一个以分析点为中 心的J道椭圆或矩形分析时窗。
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相干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。 相干体技术的特殊之处就在于突出那些横向不连续、不相 干的地震地质特征，如断层、三角洲、河道等，能够更加 客观真实地反映地下多种地质情况，帮助研究人员从整体 概念上分析和认识问题，提高解释工作的效率和精度。

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相干属性与地层倾角、地层方位角检测技术 及地震多属性分析技术相结合，对一些在常 规解释中难以解决的地质问题同样有一定的 效果，已经成为三维地震断层解释及岩性分 析方面应用最广泛和成熟的技术手段之一。
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相 干 属 性 平 面 图
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将两条曲线的线性相关系数定义为：

r越接近于1，两条曲线对比段的关系就越密切；r接近 于0(或小于0),两条曲线对比段就越无关系。
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设臵搜索时窗的目的是按层 的走势来找到最大相关值， 具体方法如下：中心道数据 不动，以样点为单位，从上 而下移动相邻道，每移动一 次，用公式计算时窗内波形 的相关系数，最终获得相关 函数。其长度为搜索时窗长 度，其值在-1与+1之间。求 取其中的最大值，表示两道 最相关处的值，表示该处是 两相邻道的最大相似程度。

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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。
τ= w
∑ u (t - τ, x , y )u (t - τ - m, x , y
i i i +w 2 τ≡- w
+w
i +1
)
τ≡- w
∑ u
+w
(t - τ, xi , yi ) ∑u 2 (t - τ - m, xi , y i +1 )
Байду номын сангаас
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把上面纵测线（l延迟）和横测线（m延迟）的 相关系数组合起来得到相关系数Cxy为：

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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。
（1）互相关分析算法C1：

1995 年由 Bahorich, M.S. 和 Farmer,S.L. 提出 的，是基于传统的能量归一化互相关原理进行 相干体计算，也称之为第一代算法。
特点：计算速度快、对计算机内存要求低，
但受噪音干扰的影响大、稳定性差、分辨 率低
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（3）特征值分析算法C3：
1999年由Gersztenkorn.A.和
Marfurt,K.J.提出的， 即通过计算协方差矩阵的特征值来得到相干属性， C3相干算法实际上是基于C2算法的协方差矩阵进行 三维地震数据体的相干值计算。可对任意多道地震数据
进行相干计算。 设λi(j=1,2,L,J)是协方差矩阵C的第j个特征值，其中λi 是其最大的特征值。C3相干算法的计算公式为：
如果在小的垂向时窗内应用上式，假定 K=1，
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在时窗内取j道地震数据u，若分析点坐标轴坐标为 （x，y），时窗取[-K,K],则平均相似系数为

p和q分别是x和y方向的视倾角，以每米毫秒计算， 上标H表示Hilbert变换或实际地震道u的正交分量， 当地震道的数据为零时，其对应的正交地震道数据 的量值最大；当正交地震道的数据为零时，其实际 地震数据的量值最大。
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C3算法以多道对象进行道比较和相似性计
算，同时进行基于层位的倾角和方位角估 计，从常规数据的纵测线地震显示上估计 真倾角最大值来定义离散视倾角范围。 优点：具有更佳的稳定性及更强的抗干扰 能力，分辨率高 缺点：计算量大，不适合大倾角地层数据 计算。
算法名称
算法描述
复习题

1 在陆相沉积地层中，作为储层的砂岩含气后可 能形成亮点，也可能形成暗点，关键取决于？ （P167）

2 什么是平点？什么原因引起？指示什么现象？ （P168）
3 图像边缘检测可解决哪些地质问题?（P116）

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5 相干
相干（Coherence）体分析技术是上世纪九十年

在计算过零点强相干同向轴的相似性时，上式给出的相似 估算对一些小相干值的地震同向轴来讲是不稳定的，为了 避免这个问题，采用与相似性速度分析相同的技巧，求垂 向上2k+1个样点的平均值，即：
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4
基于复地震道的相干计算
在计算零值附近同相轴的相干体仍然会造成 一些假象，通常假设有一个背景级别的不相 干噪音，一旦地震信号的噪音低于背景噪音， 相干算法将识别为地震不相干，将产生地相 干的假象。应用复地震道技术就可以解决这 个问题。
代中期发展起来的一项新的三维地震解释技术。 最早主要识别断层，后来陆续用于其它用途。
相干体处理技术通过量化处理地震数据体的相干
属性，生成新的相干数据体， 突出和强调地震数 据的不相关性。一般说，这种技术的特殊之处在 于对不连续地层如断层、岩性的分析。
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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,可以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。沿某一张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。
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常规地震剖面和地震属性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。 相干体不连续显示较好地解决了这些问题。它能 够精确的反映地下地层的不连续特征，进行定量 断层、岩性异常体和碳酸岩盐缝孔等地质与油气 储集体的解释。

1 基于多道相似的相干计算

在分析时窗内，定义相似系数σ(t,p,q)，为分析时窗内平均 道的能量与所有道的能量之比，即：

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t所在局部反射界面x和y方向的视倾角。
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解释的断层平面分布和相干分析叠合图
a
b
(a) 常规的时间～振幅切片与(b) 相干体等时切片的比较
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目前，生成三维地震相干属性数据体的算法 很多，主要都是基于水平方向来实现。根据 资料的信噪比及算法的稳定性，主要包括C1、 C2、 C3三种相干算法。
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它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，互相关是 它的计算基础。

1994年，M.Bahorich和S.Farmer正式提出了 相干概念和地震相干数据的应用方法，鉴于 它在断层解释，特别是小断层自动解释方面 的应用效果，轰动了当时的65届SEG年会 （1995年），随后得到迅速、广泛的应用。
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首先定义纵测线上t时刻、道位臵在（xi，yi） 和（xi+1，yi）与地震道u之间延迟为L的互相 关系数Cx，下式中 2w为相关时窗的时间长度：
u (t - τ, x , y )u (t - τ - l , x ∑
i i w
i 1
, yi )
C x (t , l , xi , yi ) ≡