地震数据相干体分析技术
地震相干体及断层识别技术研究
第三代相干体算法
相干算法
第三代相干体算法
相干算法
可以看出，相似系数计算的是协方差矩阵全部特 征加权求和与全部特征值之和的比。根据协方差 矩阵特征值所对应的物理意义，大特征值代表的 是分析元素空间中的主要成分，在有效信号占有 的地震道中，它反映的是有效信号；而小特征值 代表的是分元素空间中的次要成分，通常是噪声 干扰。仅保留大特征值，去除小特征值，有可能 去除噪声干扰，改善相干体计算的分辨率。根据 这一认识，Gersztenkorn等提出了第三代基于特 征结构的相干体计算方法。
项目来源： 中原油田分公司重点科技攻关项目，
合同号2004802。
研究时间：2004.4-2005.6
系统开发目的
在微机上研制一套地震相干体处理 和断层识别软件系统。
为勘探开发人员提供一套效率高、风险 小、精度高的地震相干体处理和断层识别软
件，提高复杂断块构造解释效率和精度。
系统开发的意义
1、当一个三维工区解释之前，通过地震相干体处理， 就能直接显示断层的分布规律和断层展布。 2、 地震相干体处理和断层识别技术能为解释人员提供 一套有利的解释工具和手段，能提高解释效率和精度。 3、地震相干体分析能够把隐藏在数据体中的岩性变化 凸现出来，如埋藏三角洲、河道和海滩，岩性异常体和 碳酸岩缝孔洞等地质现象。
相干算法
首先定义一个椭圆和矩形窗口，在这个窗口
中以分析点为中心，有J道地震数据
第二代相干体算法
相干算法
第二代相干体算法
相干算法
实际计算时，我们采用以下公式计算多道相似 系数
K J J
u(t kt pxi qyi , xi , yi ) u(t kt px j qy j , x j , y j )
地震资料综合解释
地震资料处理（仅供参考）一名词解释（1）地震相干体：由三维地震数据体经过相干处理而得到的一个新的数据体，其基本原理是在三维数据体中，求每一道每一样点处小时窗内分析点所在道与相邻道波形的相似性，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。
（2）时移地震：利用不同时间观测的三维地震有效信息的差异进行储层监测，完善油气藏管理方案，提高油气采收率。
（3）地震亮点：指在地震剖面上，由于地下气藏的存在所引起的地震反射波振幅相对增强的“点”。
（4）地震反演：根据各种位场(电位、重力位等)、波场(声波、弹性波等)、电磁场和热学场等的地球物理观测数据去推测地球内部的结构形态及物质成分，定量计算其相关物理参数的过程。
（5）地震三维数据体：三维地震勘探经过三维地震资料处理后形成一个三维数据体，由采集的几何形态确定的（处理期间可能调整的）规则间距的正交数据点的排列。
（6）地震属性：表征地震波几何形态、运动学、动力学和统计学特征、由数学变换、或者物理变换引入的物理量。
（7）地震层序：地震层序是沉积层序在地震剖面图上的反映。
在地震剖面图上找出两个相邻的反映地层不整合接触的界面，则两个界面之间的地层叫做一个地震层序。
（8）AVO：（Amplitude Versus Offset）技术——利用振幅随炮检距或AVO 偏移距的变化来估算界面两侧介质的泊松比，进而推断介质的岩性（9）三维可视化：三维可视化是用于显示描述和理解地下及地面诸多地质现象特征的一种工具，广泛应用于地质和地球物理学的所有领域，通过计算机交互绘图和成像，从复杂的数据集中提取有意义信息的方法。
（10）地震资料综合解释：地震资料解释就是把这从野外采集的经过处理的资料转化成地质术语，即根据地震资料确定地质构造形态和空间位置，推测地层的岩性、厚度及层间接触关系，确定地层含油气的可能性，为钻探提供准确井位等。
二简答题1识别亮点的标志：(1)振幅异常(2)极性反转(3)水平反射同相轴的出现（平点）(4)速度下降(5)吸收衰减2.三维地震勘探有哪些优势(1）野外施工方便灵活，不受地形、地物条件的限制，满足面积观测、覆盖次数和炮检距相同即可。
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。
相干体技术在煤田三维地震勘探中的应用_杜文凤
·煤田物探·相干体技术在煤田三维地震勘探中的应用杜文凤 (煤田地球物理勘探研究院 涿州 072750) 摘要 相干体技术是一种用于描述断层和地层特征的解释性处理技术。
其基本原理是,在偏移后的三维地震数据体中,通过对每一道每一个样点求得与其周围数据的相干性值,来获得一个表示地震数据相干性的三维数据体(简称相干体)。
地层出现的不连续性在相干体上表现为低相干体值。
相干体上的低相干值通过相干时间切片和相干层拉平切片来反映。
应用实例表明,使用相干体技术在解释落差3m 左右的小断层、分析断层的平面分布、加快大断层的解释速度、探测巷道、圈定采空区边界等方面,比起常规解释方法更加直观、快速。
关键词 地震勘探 三维数据处理 相干体技术 应用中国图书资料分类法分类号 P631.42作者简介 杜文凤 女 35岁 硕士 煤田地球物理勘探1 引言相干体(Coherence Cube )技术是在1995年SEG65届年会上,由阿莫科(Am oco )油公司首先公布的用于描述断层和地层特征的一种解释性处理技术。
在这次年会上共发表7篇论文,引起了地球物理勘探界的很大反响。
目前有关相干体的报道,基本上是应用实例。
相干体技术的出现,被视为三维地震领域里的革命,加深了对三维数据的地质理解。
该项技术由相干技术公司(CTC)和阿莫科油公司申请了美国专利。
在我国,石油物探部门于1996年开始使用相干体技术,取得了较好的应用效果。
目前在文献上,尚未出现有关这项技术在国内外煤田物探领域中的应用报道。
2 地震数据相干计算的基本原理在三维地震数据体中,地震数据出现的不连续性变化可以通过地震数据的相干性来反映。
当地震数据出现不连续性变化时,在相干体上表现为低相干性。
引起地震数据不连续的主要原因是:a . 断层的存在;b . 地层或岩性变化;c . 倾角较大的地震数据,在尚未做倾角校正时,导致道与道之间的相干性降低;d . 劣质地震数据或没有反射系数(如盐体构造)的地震数据,会产生低连续性;e . 坏道、偏移噪声等,可形成局部的低连续性区域。
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。
三维相干数据体方法及其应用
三维相干数据体方法及其应用三维地震勘探由于获取的地下信息丰富，成像效果可靠，已成为当今勘探复杂地质结构的主要手段。
如何充分利用三维地震资料所蕴含的丰富地下地质信息，体现出三维地震勘探的优势，三维地震资料的解释是非常关键的一个环节。
由于三维解释的工作量巨大，解释周期长，所以在生产中常因时间问题只能采取抽线解释，这样虽然提高了工作效率，但丢掉了很多有用信息，是一种假三维解释。
三维地震资料不像二维那样局限于二维垂向横剖面，它能以水平方式显示地震资料，通过时间切片，解释人员能以平面图的形式研究地质特征，而无需首先拾取地震同相轴。
在实际应用中我们发现，对于常规时间切片的这种应用，并不像我们所期望的那么理想，利用的很不充分，这并不是说解释人员的水平不够，而是因为这种常规时间切片所反映的地质特征非常复杂，难以解释，即使是很有经验的解释专家也不容易在常规时间切片上分辨出某些断层的特征。
针对这些问题，三维地震资料相干数据体方法为三维解释提供了一项新方法，实现了断层及岩性异常体的全三维解释，并提高了解释精度和工作效率，缩短了解释周期。
对于一块三维地震资料，在解释之前就可以先用相干数据体方法进行相干性处理，从而在相干时间切片上清楚地识别出断层、河道及其它岩性异常体，了解和掌握区内的断裂分布及组合情况，提高解释效率，缩短解释周期。
该方法是实现高精度全三维解释的重要手段。
第一节三维地震数据体中的相干度量在过去，相干度量技术一直应用于很多方面。
特殊地，Taner和Koehler（1969）通过沿一组时差曲线最大化相似性的方法，利用相似性来计算速度谱。
Jones（1985）、Key和Kirlin(1987)、Biondi和Kostov(1989)、Key和Smithson(1990)、KirLin（1992）等为了同一目的讨论了基于本征结构的相干测量方法。
最近，各种相干测量方法在三维数据体的相干测量中得到应用。
下面的讨论将涉及这方面内容。
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。
地震相干技术
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
c1相干算法及其在三维地震勘探解释中的应用
c1相干算法及其在三维地震勘探解释中的应用c1相干算法是一种基于振幅相位一致性的技术。
它通过分析地震数据中不同频率的波形随时间的变化，寻找断层和构造的存在。
c1相干算法可以看作是一种多频带、多步长的滑动窗口技术，它通过计算两个地震记录之间的振幅相位一致性来确定相干性。
通常，当两个地震记录的c1相干值高于一个预设阈值时，可以判断它们之间存在相干性，即可能存在结构性断层或构造。
c1相干算法在三维地震勘探解释中有广泛的应用。
首先，它可以帮助解释地层的变化和构造的分布。
通过计算不同地震记录之间的c1相干值，可以识别地层边界及其变化。
相比于传统的地震属性分析方法，c1相干算法具有更高的分辨率和准确性，能够更好地揭示地下构造。
其次，c1相干算法还可以用于检测断层的存在和运动。
断层是地震勘探研究中非常重要的地下构造，它们对地震波传播、地震活动和地壳变形有重要影响。
c1相干算法能够准确地识别断层，帮助研究人员了解断层的性质、演化和运动规律。
最后，c1相干算法还可以用于地震风险评估和工程建设。
通过分析c1相干值，可以评估地下构造是否稳定，预测可能发生的地震活动和地质灾害，为工程建设提供重要的依据。
然而，c1相干算法的应用也存在一些限制和挑战。
首先，c1相干算法对数据的质量要求较高，需要高质量的地震数据才能获得准确的相干值。
其次，c1相干算法忽略了地震记录中的噪声和干扰，可能会导致一些虚假的相干性。
因此，在应用c1相干算法时，需要结合其他地震属性分析方法进行综合解释，以减少错误判断的可能性。
综上所述，c1相干算法是一种常用于三维地震勘探解释的技术，它通过分析地震数据的振幅相位一致性来确定地下构造。
它在地层变化、断层识别和地震风险评估等方面都具有重要的应用。
然而，需要注意的是，在应用c1相干算法时，需要结合其他地震属性分析方法进行综合解释，以获得更准确可靠的结果。
解释及分析地震数据体一般步骤.
解释及分析地震数据体一般步骤: 1、合成人工记录和层位标定 2、追层位,注意闭合 3、解释断层 3、平面成图在解释过程中可能用到的五种技术方法: 1.层位标定技术2.三维体构造精细解释技术3.相干数据体分析技术4.低序级断层识别技术5.断点组合技术其中各项技术的具体用法自己去查资料若遇到潜山和特殊岩性体时,在成图前增加1项,速度场分析即第6项技术变速成图技术;若有储层描述部分,还需增加反演处理。
1、反演工区建立2、地震子波提取3、井地标定4、初始模型建立5、反演参数选取6、反演处理7、砂体追踪描述8、成图在三维地震构造解释的基础上,对有井斜资料的井,分层段进行了井深校正,将测井井深校正为垂直井深。
通过钻井资料的校正,利用校正数据表的数据,对断层的断点位置和断距进行归一化处理,对三维地震所做的构造图与钻井数据相矛盾的地方进行反复推敲,分析油藏油水关系,对一些四、五级断层进行组合、修正,反复修改构造,最后编制研究区构造图。
静校正statics:地震勘探解释的理论都假定激发点与接收点是在一个水平面上,并且地层速度是均匀的。
但实际上地面常常不平坦,各个激发点深度也可能不同,低速带中的波速与地层中的波速又相差悬殊,所以必将影响实测的时距曲线形状。
为了消除这些影响,对原始地震数据要进行地形校正、激发深度校正、低速带校正等,这些校正对同一观测点的不同地震界面都是不变的,因此统称静校正。
广义的静校正还包括相位校正及对仪器因素影响的校正。
随着数字处理技术的发展,已有多种自动静校正的方法和程序。
[深度剖面]depth record section;据磁带地震记录的时间剖面或普通光点记录,用一般方法所作出的地震剖面只是表示界面的法线深度,而不是真正的铅垂深度。
经过偏移校正和深度校正之后,得到界面的铅垂深度剖面才叫做深度剖面,它是地质解释的重要资料。
用数字电子计算机处理磁带地震记录,能自动得出深度剖面[同相轴]lineups;地震记录上各道振动相位相同的极值(俗称波峰成波谷的连线称为同相轴。
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。
地震属性提取与分析_配合软件介绍
多窗口倾角扫描（Scan Dip With Multiwindow）
Minimum dip tested (-200)
（2）包含分析点的最佳相干窗口搜索
③ ④ ⑤
Dip with maximum coherence (+50) Analysis Point
②
①
⑥
Maximum dip tested (+200)
Dip Curvature ：
Strike Curvature ： Reflector Rotation ：
倾角曲率
走向曲率 反射面旋转度
体曲率属性（Volumetric Curvature）
体曲率属性的输出数据：振幅类曲率可输出15个数据体 Shape Measurements ：形态类曲率属性8种 Curvedness ： Shape Index ： 弯曲度 形态指数
命名方式：前缀 (用户)+ 固定形式后缀
①
② ③
ABC.SOF_PCFilter
ABC.SOF_MeanFilter ABC.SOF_MedianFilter
构造导向滤波（Structure Oriented Filtering）
突出断裂和地层连续性
相干能量梯度（Energy Gradient Calculating）
Fractional Derivative Power 分数导数指数（取值范围：0.25—2）
注意：0.25代表长波长即大尺度曲率； 0.50代表中波长即中尺度曲率； 0.75代表短波长即小尺度曲率；值越大代表曲率尺度越小。 另外： Lambda Min ： Lambda最小值（缺省值：2*dx）dx：工区线道间隔 Reference Velo ：反射层参考速度值（缺省值：3000m/s） Operator_clip ： 滤波算子振幅截断比例（缺省值：0.01）
地震属性相干体技术在煤田地震勘探中的应用
基本理论 、 应用实例等方面来探析地震属性相干体
技术 在煤 田地震 勘探 中的应 用 。
１ 地震属性 相干体算 法参数选择
三维地震数据体通过相干处理生成的相干数据 体效果好坏主要受两个参数影响 ， 即参与相 干计算
的地震道数和选取 的时窗大小 ， 合理控制这两个参 数， 可有效提高地震地质解释的精度。
位解 释、 断层解 释以及地层岩性特征分析等 ， 但对 于地震 剖面成像 效果 差且特 征不明显 的地质异 常体或是 小断层采 用常规解释方法就难于 既得好 的地质效果。地震属性 相干数 据体解 释技术 的应用 ， 使得地 震资料精 细解 释取得 升 级， 特别是对 于识别 断距 小的断煤断层 、 煤层 陷落柱等地质异 常体的解释精 度明显提高 。通过实 例论述 了地震属性
１ ． １ 地 震道 的空 间组合 方 式
的不同来选择参与计算的相干道数。 １ ． ２ 相 干体 时窗大 小选择 由于受地震数据体最高频率的制约 ， 相干体时 窗大小一般由地震剖面上反射波视周期 Ｔ决定 ， 一 般选 取 ０ ． ５～１ ． ５ Ｔ范 围 。在 常规煤 田地震 资料 处理
分 大多根 据算 法 和针 对 某 个 研 究 目标 来 进 行 分类 。 就煤 田地 震勘探 的特点 ， 一般 可 以根据 运动学 、 动力 学 特 征 把地 震 属 性 按 照 时 间 、 振 幅、 频率、 相位 、 波 形、 相关 、 吸 收衰减 、 速度 等 主要属 性参 数进行 归类 ，
多个 同相 轴 ， 为此 计算 出 的不 相 干数 据 带 可 能 反 映
相干体通过地震道 的空间组合 ， 每个空间点 的
属性值反映的是原数据体中多道 、 多点信息 ， 它实际 上是 将异 常体 的共 性 体 现 在 每 一个 点 上 ， 是 一 种 特
地震相干分析和时频分析方法及其在储层描述中的应用的开题报告
地震相干分析和时频分析方法及其在储层描述中的应用的开题报告一、问题阐述地震勘探是现代石油勘探中的重要手段之一，其中地震数据处理和解释是地震勘探工作的核心和难点，也是取得正确储层描述的基础。
地震相干分析和时频分析是目前常用的两种地震数据分析方法，它们在地震数据处理和解释中起着重要的作用。
本文将从地震相干分析和时频分析两个方面入手，探讨这两种方法的基本原理、优劣势以及在储层描述中的应用前景，以期为地震数据处理和解释提供一定的参考和指导。
二、研究内容1. 地震相干分析方法（1）地震相干分析的基本原理（2）地震相干分析与传统地震处理的关系（3）地震相干分析在识别储层中的应用2. 时频分析方法（1）时频分析方法的基本原理（2）时频分析方法在地震数据处理中的应用（3）时频分析方法在储层描述中的应用3. 基于地震相干分析和时频分析的储层描述方法（1）地震相干分析和时频分析的融合应用（2）储层描述的精细化和数字化（3）储层描述的定量化评价方法三、研究意义本文对地震相干分析和时频分析方法的理论和应用进行了深入地探讨，为石油勘探领域的从业人员提供了一定的参考和借鉴，有助于提升地震数据处理和解释的水平。
同时，本文还提出了基于地震相干分析和时频分析的储层描述方法，扩展了储层描述的分析手段，使其更加精细化、数字化和科学化，为石油勘探的储层描述和评价提供了一定的思路。
四、预期成果（1）对地震相干分析和时频分析两种方法进行全面深入的理论和应用研究，阐明它们在地震数据处理和解释中的优劣势和应用前景。
（2）提出基于地震相干分析和时频分析的储层描述方法，探讨它的精细化、数字化、定量化特点，展现其应用价值。
（3）建立储层描述的定量化评价方法，为地震勘探的储层描述和评价提供参考手段。
五、研究方法本文采用文献法、案例法、理论分析以及实例数据分析等多种方法，对地震相干分析和时频分析两种方法的基本原理和应用情况进行了深入研究，结合储层描述的实际案例进行分析和探讨，最终提出基于地震相干分析和时频分析的储层描述方法。
地震数据相干体分析技术
地震数据相干体分析技术（感谢著作者：中油集团经济技术研究中心汪红李万平）地震数据相干体分析技术一、技术原理及主要技术内容相干处理不同于常规地震资料处理,它不是对反射波成像,而是通过分析波形的相似性对三维数据体的不连续性进行成像。
CTC、LGC、GQS等多家公司均有相干处理的软件产品投放市场。
由于各公司的优势技术不同,解决问题的出发点不尽相同,因此在相干处理过程中考虑的因素有所差异,相干处理的最终效果各有所长,但他们所采用的方法原理基本相同(图1)。
相干体技术主要利用互相关和相似性算法，再根据不同参数计算多种连续属性。
当地质平面连续时，道和道之间有高的相关值或相似值，当地层不连续时，相关值或相似值出现低值异常。
引起低值异常的原因可能有如下几种：①断层及其附近；②地层或岩性变化，特殊的沉积体系；③地层倾角比较大；④缺少反射；⑤数据质量差等。
地震数据中有明显的垂直断层或波形扭曲变化时，一般会产生清晰可辨的低连续值窄带，在切片上能得到突出的反映。
逐级的海进层序会产生广泛的中等连续值区，陡倾角地层而没有用倾角校正时会产生宽的低连续带。
同样，数据质量差或缺少反射，也可以产生宽的低不连续带。
对第一道，和相邻的2、4或8道作互相关，然后分析相关系数来确定连续性属性值，并把它分配给中心采样值。
可以输出多种连续性属性值：①最大；②最小；③中值；④方差等。
“最小”的方法是选取和相邻的道作互相关系数中的最小值作为中心采样值。
这是用得最多的方法，这种方法有效地突出了数据中的不连续性，对分析断层和地层引起的低值异常最有用。
“最大”的方法是选取和相邻的道作互相关系数中的最大值作为中心采样值。
“中值”是选取和相邻的道作相互关系数中的中值作为中心采样值。
还有“方差”等。
除“最小”的方法外，其他方法都一定程度地存在着抹掉横向上剧烈变化的问题，对分析低相似值不利，没有用“最小”的方法效果好。
实现步骤如下：①根据选择的模式和相邻的2、4或8道作互相关；②确定归一化的互相关值；③把归一化作为输入来计算连续性属性；④把计算的连续性属性分配到中心采样道；⑤沿道往下移动相关窗口重复处理来计算下一个采样的属性值。
地震相干体及断层识别技术研究
建相干体：根据相干体参数库计算相干体库 占用磁盘空间并建立相干体数据库；
计 算：根据相干体参数库和相干参数计 算相干体；
汇报内容
1. 项目概况 2. 相干体技术介绍 3. 软件实现 4. 效果分析
5.结论和建议
四、效果分析
在开发软件过程中，结合生产使用 中原油田文明寨工区、白庙工区、桥口 工区、前梨园工区、文西刘庄工区、白 音查干古尔、桑合、达尔其工区、新疆 塔中工区、普光气田工区、文卫工区进 行 了 应 用 ， 建 库 30 多 个 。 数 据 库 空 间 150GB。
P4 P3 P2 P5 P0 P1 P6 P7 P8
汇报内容
1.项目概况 2.相干体技术介绍 3.软件实现 4.效果分析 5.结论和建议
三、软件实现
该软件在微机平台上开发，采用 Windows 界 面 风 格 ， 用 C 、 C++ 、 VC6.0 作 为编程工具。
该软件作为一个子系统已集成到中原 油田分公司勘探开发科学研究院开发的 SGIS微机地震解释系统上。
自行开发
文西胡状工区
效
果
分
析
(4)
GNT(Discovery)
自行开发
文西胡状工区
效果分析(5)
（5）自行开发与GeoFrame
相干算法 线性相关(C1) 相似性分析(C2) 特征值(C3) （第一代） （第二代） （第三代）
自行开发
有
有
有
有
GeoFrame
X
X
效果分析(5)
达尔其西工区
geoquest 3x60
地震相干体及断层识别 技术研究
报告人：陈国俊
三维地震相干体技术算法介绍及应用效果比较
前沿理论与策略
三维地震相干体技术算法介绍及应用效果比较
潘冀川
中国矿业大学 ( 北京），北京 100015
摘要：本文通过介绍相干体技术的基本原理及 C1、C2、C3 基本原理，运用 paradigm 软件对三维地震数据体进行相干值运算，在 此基础上，比较 C2、C3 基本算法的应用效果，从而判断不同相干算法在三维地震小断层解释中的应用效果。
（1） 其中，n 为采样的点号，w 为相关时 窗大小，l 为相邻的两个地震道之间的时 间延迟，它的大小与相应的地层倾角大小 有关。 得到两道自相关函数：
（2） （3） 对于二维相干体，计算相干值：
（4） 自动比较计算得到的相干值，然后把 最大的相干值作为这个点的相干值：
三维相干体的计算：
（5）
（6） 3C2 相干算法 在 地 震 的 三 维 数 据 体 中， 取 相 邻 的 J 道地震道中的 N 个样点，组成一个矩 阵 DN×J，并由此组成一个协方差矩阵 CJ×J：
图 2 线性增强处理效果图 三、结语 文章重点叙述了相干性的原理、相关 参数的影响及相干性的具体运用效果，通 过地震剖面与相干体的对比，了解了相干 体的优越性，相干体属性可以在剖面和平 面上较为清晰的显示出来。通过不同参数 如时窗、道数下相同属性计算结果的对比 图，分析出了属性的不同对结果的影响， 然后找到了相干属性计算时的最佳属性参 数。比较分析了第二代和第三代相干算法 计算结果的优劣，然后根据具体处理结果 的对比，选择了三代相干算法作为相干体 的计算算法，在线性增强处理的技术上， 相干体属性可以帮助三维地震资料解释人 员更好的掌握断层的位置和走向，有利于 开展小断层解释工作。 参考文献： [1]Chopra S,Marfurt K J.Seismic attributes for prospect identification and reservoir characterization [M]. Tulsa,Oklahoma: Society of Exploration Geophysicists,2007. [2] 杨金政 . 地震相干分析技术及其在 断层解释中应用 [D]. 成都理工大学 ,2010. [3] 伍鹏 . 地震相干和曲率属性识别 断 层 技 术 研 究 与 应 用 [D]. 成 都 理 工 大 学 ,2011.
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（感谢著作者：中油集团经济技术研究中心汪红李万平）地震数据相干体分析技术一、技术原理及主要技术内容相干处理不同于常规地震资料处理,它不是对反射波成像,而是通过分析波形的相似性对三维数据体的不连续性进行成像。
CTC、LGC、GQS等多家公司均有相干处理的软件产品投放市场。
由于各公司的优势技术不同,解决问题的出发点不尽相同,因此在相干处理过程中考虑的因素有所差异,相干处理的最终效果各有所长,但他们所采用的方法原理基本相同(图1)。
相干体技术主要利用互相关和相似性算法，再根据不同参数计算多种连续属性。
当地质平面连续时，道和道之间有高的相关值或相似值，当地层不连续时，相关值或相似值出现低值异常。
引起低值异常的原因可能有如下几种：①断层及其附近；②地层或岩性变化，特殊的沉积体系；③地层倾角比较大；④缺少反射；⑤数据质量差等。
地震数据中有明显的垂直断层或波形扭曲变化时，一般会产生清晰可辨的低连续值窄带，在切片上能得到突出的反映。
逐级的海进层序会产生广泛的中等连续值区，陡倾角地层而没有用倾角校正时会产生宽的低连续带。
同样，数据质量差或缺少反射，也可以产生宽的低不连续带。
对第一道，和相邻的2、4或8道作互相关，然后分析相关系数来确定连续性属性值，并把它分配给中心采样值。
可以输出多种连续性属性值：①最大；②最小；③中值；④方差等。
“最小”的方法是选取和相邻的道作互相关系数中的最小值作为中心采样值。
这是用得最多的方法，这种方法有效地突出了数据中的不连续性，对分析断层和地层引起的低值异常最有用。
“最大”的方法是选取和相邻的道作互相关系数中的最大值作为中心采样值。
“中值”是选取和相邻的道作相互关系数中的中值作为中心采样值。
还有“方差”等。
除“最小”的方法外，其他方法都一定程度地存在着抹掉横向上剧烈变化的问题，对分析低相似值不利，没有用“最小”的方法效果好。
实现步骤如下：①根据选择的模式和相邻的2、4或8道作互相关；②确定归一化的互相关值；③把归一化作为输入来计算连续性属性；④把计算的连续性属性分配到中心采样道；⑤沿道往下移动相关窗口重复处理来计算下一个采样的属性值。
相干体计算公式为：其中：φ是任何相邻道G和H在时间t和倾角d的计算的相关系数；N是相关窗口内的采样数。
二、应用条件及范围从上面的计算公式可知，相干运算中的参数选取相干数据体处理效果好坏主要受两个参数影响,即参与相干计算的地震道数和选取的时窗大小。
断层(尤其是大断层)常产生多个相位(波组)的不连续;而地层边界引起的不连续一般较小,只涉及2～3个相位。
如果适当地控制这两个参数,可为精细解释断层的组合及空间展布和作地层边界分析服务。
为了分析这两个参数对处理结果的影响,文献［5］采用锁定时窗、改变道数和锁定道数、更改时窗的方法作对比试验。
从断层成像清晰度和随机噪声压制程度看,参与计算的道数越多,平均效应越大,对随机噪声压制作用越大,大断层的成像越清晰;而相干道数减少,会提高对地层边界、小断层的分辨率。
若将相干时窗大小看作是与地震波视周期T有关,则常规处理(频率20～50Hz)地震剖面中地震波视周期T约为50ms。
当相干时窗小于T/2时,由于相干时窗窄小,看不到一个完整的波峰或波谷,据此计算的相干数据往往反映的是噪声成分;而当相干时窗大于3T/2时,相干时窗大、视野宽,可见多个同相轴,据此计算的相干数据往往反映的是波组的不连续性,均衡了许多细小变化;时窗接近于T,成像效果最好。
即参数选用9道、50ms时,断层和地层边界的成像效果均最佳。
通过试验认为,当作反映与地层边界有关的相干性处理时,考虑到由于其引起频率的微小变化往往存在于随机噪声中,为获得这些信息,一般选择3道、50ms;而在作反映断层的相干性处理时,则要根据需要而定,对于大断层一般选择9道、50～100ms,小断层则可适当地减少道数和缩小时窗。
相干体数据来自三维数据体，因此首先要求地震资料的信噪比要高,同时建议相干性处理后,利用图像增强技术(如滤波等)减少噪声，使成象更清晰。
为了判别相干体中的不连续性是由断层还是由地层边界引起的,还需对研究区的地质背景、构造样式有所了解,单靠一种方法很难解决相干体中的多解性问题。
文献［9］列举了应用地震相干数据体解释断层的局限性：（1）应用地震相干数据体进行断层的自动和半自动解释，首先要求地震资料的信噪比要高，否则无法利用不相干数据带进行断层解释。
（2）不相干数据异常体可能代表小断层、小岩性异常体或灰岩缝洞等地质现象，所以应用地震相干数据体进行断层的自动和半自动解释时，要进行综合对比才能分辨清楚（3）地震相干数据体不是对所有的断层都能识别：①当垂直落差在一个视周期T或视周期的整数倍时，断在地震相干数据体上反而没有反映。
由于垂直断层为地震波视周期的整数倍，会造成波峰连波峰，相干系数大，因而在地震相干数据剖面上，不相干数据带有断层处没有反映，这给断层的自动解释带来一定的困难。
②相干数据体对大断层的倾斜断面反映不灵敏，这可能是受计算时窗短所限，还有可能是未作倾角扫描所致，这方面的工作有待深入研究。
三、技术功能（技术指标）相干法是一种不连续性的拾取手段。
根据波形的相似性，将三维地震反射数据体从其连续性过渡到数据体的不连续性，其良好性能表现在：1、识别平行于地层走向的断层常规振幅时间切片对研究垂直于地层走向的断层是有效的，但当断层平行于地层走向时，由于断层轮廓与层理的轮廓重叠在一起，很难看清断层。
相干性计算压制横向一致的结构特征，有效地去掉层理的影响。
因而，三维相干体可以揭示任意方向上的断层。
2、提高解释效率和精度相干体技术不是基于传统的人工解释，而是客观真实地反映地震记录的内部情况，所以大大地减少了解释所用的时间，同时又显著地增强了效果。
相干体技术可以根据不同的地区和情况设计特殊算法来满足不同的需求，比如可以沿着特殊的构造或沉积体系的走向，也可以针对构造特点设计特殊的算法来追踪复杂砂体的特征，比如储层的倾角和方位角。
经过特殊处理的相干体，当用三维可视化方式显示时，可以直接“透视”到体内部，使断层和特殊的沉积体积的显示得到加强和突出，使解释结果更为可靠和快捷。
3、对断层进行自动解释文献［9］指出，通过相干体数据自动获得的断层解释结果，与平面组合的可靠性约有60－70％的把握。
并通过实践得知，在66ms计算时窗下，地震相干数据体上能反映垂直落差为T/4－3T/4的小断层。
具体的步骤和功能如下：（1）地震相干数据体的动画浏览。
在一个工区资料解释之前，首无在地震相干数据体上进行动一浏览，这种浏览可以沿主线测线（inline）和时间方向(time)，开展小断层的调查，了解断层的空间分布。
这项工作不需要进行地震反射层位的解释就可实现。
这种断层的动画浏览，在常规的地震数据体上是实现不了的，这是它的最大优点。
图2 常规地震数据3120ms振幅时间切片（2）地震相干数据体时间切片的解释。
这种解释打破了常规的解释思路，不需要先观察垂直剖面，对地震反射层位进行解释，也不需要考虑很多地质因素，只需在地震相干数据体的时间切片上对不相干数据带进行解释，这种切片对断层的反映灵敏、清晰、准确。
图3 地震相干数据体3120ms时间切片图2是3120ms的常规地震数据振幅时间切片。
图3是3120ms的地震相干数据体时间切片，图中的白色条带为不相干数据，白色条带上的细线条为地震相干数据体时间切片的断层解释结果。
在地震相干数据体时间切片上反映的众多小断层，在地震数据振幅时间切片是很难解释清楚的。
即便是技术很高、经验丰很多的解释专家，在如图2的地震数据振幅时间切片上很难把断层解释清楚。
而一般解释水平的解释员却可以如图3的地震相干数据体时间切片上轻松自如地完成断层的空间解释。
图4 3120ms地震相干数据体时间切片与3120ms常规地震数据振幅时间切片叠合显示图4为把3120ms地震相干数据体时间切片的解释结果（图中的白色线条）覆盖显示在3120ms常规地震数据振幅时间切片上，此图充分反映了地震相干数据体时间切片对小断层解释的极大优越性，即显示上的高分辨率和解释上的高效率。
（3）对地震相干数据体进行立体解释。
在这种立体显示中开展地震解释比单纯用地震相干数据体时间切片解释更直观，可以通过对不相干数据的横向和纵向（即空间）分布进行观察，使我们对地震相干数据体的解释更有把握。
特别是对地震相干数据体进行任意切割显示时，解释员就会对某些地震相数据体时间切片上的不相干数据带的空间分布认识得更为确切，解释得更加合理。
（4）在垂直剖面上对地震相干数据体时间切片的解释结果进行检查验证。
在以上地震相干数据体时间切片和地震相干数据体立体解释工作的基础上，再回到地震垂直剖面上，验证以上的断层解释是否合理，精细确认断层的位置。
当把地震相干数据体时间切片解释的结果显示在垂直剖面上时，可以看出地震相干数据体时间切片的解释结果可以反映断层的位置。
在此基础上，再根据地震相干数据体时间切片的解释结果，在垂直剖面上确定断层线。
然后再把在垂直剖面上所解释的断层投影显示在地震相干数据体时间切片上，经过这样的反复验证，直到可靠地完成断层的解释工作。
4、性能对比分析已证明的边界检测、瞬时相位切片、振幅切片等平面分析技术在解释断层、断层组合、地层上下接触关系上非常有用,但与相干切片相比仍存在一些不足之处[5]。
1）边界检测技术和相干技术：边界检测技术是公认的适合检测小断层和研究断层平面组合的有用技术。
但在复杂断块发育区(如逆冲断裂带),这种解释技术也有其局限性;另外,它受层位解释精度影响也较大。
2）振幅切片和相干切片：振幅切片是用于断层平面走向识别的常规技术。
但因受地层走向影响,在识别平行或近平行地层走向的断层时较困难;而相干切片却能清楚地反映各种类型的断层,弥补了这一缺陷。
3）瞬时相位切片和相干切片：瞬时相位是用来分析地层上、下接触关系的有利手段。
对于资料品质好且地层较平缓的地区,瞬时相位切片和相干切片的功能相当;但在地层倾角较大地区的不整合面上,瞬时相位切片的效果不如相干切片四、研究进展相干体(Coherence Cube)技术是在1995年SEG65届年会上,由阿莫科(Amoco)石油公司首先公布的用于描述断层和地层特征的一种解释性处理技术。
在这次年会上共发表7篇论文,引起了地球物理勘探界的很大反响。
目前有关相干体的报道，基本上是应用实例。
相干体技术的出现,被视为三维地震领域里的革命,加深了对三维数据的地质理解。
该项技术由相干技术公司(CTC)和阿莫科油公司申请了美国专利。
在我国,石油物探部门于1996年开始使用相干体技术,取得了较好的应用效果1995年Mike Bahorich 【5】首先全面系统地提出用相干数据体来解释断层和地层特征的三维地震不连续性。