地震相干体技术

1、储层地球物理实验室储层地球物理实验室Reservoir Geophysics Laboratory地震相干体技术概述地震相干体技术概述41相干体的概念相干体的概念2相干体技术的历史相干体技术的历史3相干体算法介绍相干体算法介绍相干体技术的应用注意事项相干体技术的应用注意事项5相干体技术在油气勘探中的应用相干体技术在油气勘探中的应用相干体技术相干体技术是是利用地震信号相干值的变化来描述地层、岩性等的横向非均匀性，进而研究断利用地震信号相干值的变化来描述地层、岩性等的横向非均匀性，进而研究断层、微断裂的空间分布，地质构造异常及岩性的整体空间展布特征。层、微断裂的空间分布，地质构造异常及岩性的整体空

2、间展布特征。 相干体相干体是指由是指由三维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。果赋予时窗中心样点。( (Amoco公司公司) )相干体相干体地震数据地震数据参数测试参数测试:相干体算法相干体算法时间孔径时间孔径倾

3、角扫描间隔倾角扫描间隔1.空间孔径空间孔径用相干体算法求每一道用相干体算法求每一道每一样点处的相干值每一样点处的相干值由三维地震数据得到相干切片的方法由三维地震数据得到相干切片的方法三维地震数据三维地震数据相干体相干体沿解释层位提取的沿解释层位提取的地震数据子体地震数据子体层拉平层拉平相干体计算相干体计算相干水平切片相干水平切片相干时间切片相干时间切片提取给定时间的相干值提取给定时间的相干值沿解释层位提取相干值沿解释层位提取相干值相干体计算相干体计算41相干体的概念相干体的概念2相干体技术的历史相干体技术的历史3相干体算法介绍相干体算法介绍相干体技术的应用注意事项相干体技术的应用注意事项5相干

4、体技术在油气勘探中的应用相干体技术在油气勘探中的应用n相干体技术原来是相干体技术原来是AmocoAmoco公司的专利，公司的专利，19951995年由年由AmocoAmoco公司的公司的Mike Mike BahorichBahorich引进石油勘探业。引进石油勘探业。相干体分析技术是当时地球物理界最具突破相干体分析技术是当时地球物理界最具突破性的奇思妙想性的奇思妙想，AmocoAmoco公司把这些算法简称为公司把这些算法简称为“C1C1” ” ，“C C2 2”和和“C C3 3”。 n该技术揭示了波场的空间变化情况，直接从该技术揭示了波场的空间变化情况，直接从3 3D D地震数据体中定量地

5、得到地震数据体中定量地得到断层和地层特征，不受任何解释误差的影响，极大地提高了解释精度，断层和地层特征，不受任何解释误差的影响，极大地提高了解释精度，并能得到很多通常被忽略的重要信息，因而很快得到了广泛认可。并能得到很多通常被忽略的重要信息，因而很快得到了广泛认可。 n19961996，相干技术公司（相干技术公司（CTCCTC）成功地将相干体技术商业化并拥有该技术成功地将相干体技术商业化并拥有该技术唯一的许可证；唯一的许可证；19991999年，年，CoreLabCoreLab公司收购公司收购CTCCTC公司；公司；2000 Core Lab 2000 Core Lab 从从BP AmocoB

6、P Amoco公司购得相干体技术全套专利。公司购得相干体技术全套专利。 n此后此后 ，相干体技术在地震油气勘探领域得到了广泛，相干体技术在地震油气勘探领域得到了广泛 的应用和发展的应用和发展 ，近年来又发展了近年来又发展了基于基于几何结构张量的相干体技术等，几何结构张量的相干体技术等，在与可视化结合在与可视化结合、与小波变换结合、与小波变换结合、相干体的自动化解释研究等方面相干体的自动化解释研究等方面都有较大发展，并向都有较大发展，并向叠前地震数据应用的方向延伸。叠前地震数据应用的方向延伸。41相干体的概念相干体的概念2相干体技术的历史相干体技术的历史3相干体算法介绍相干体算法介绍相干体技术的

7、应用注意事项相干体技术的应用注意事项5相干体技术在油气勘探中的应用相干体技术在油气勘探中的应用n第一代相干体技术：基于互相关的相干体技术第一代相干体技术：基于互相关的相干体技术(Correlation)n第二代相干体技术：基于相似的相干体技术第二代相干体技术：基于相似的相干体技术(Semblance) （1）基于多道相似的相干体技术）基于多道相似的相干体技术 （2）基于曼哈顿距离的波形相似性算法）基于曼哈顿距离的波形相似性算法 （3）基于复地震道的相干体技术）基于复地震道的相干体技术n第三代相干体技术：基于本征结构的相干体技术第三代相干体技术：基于本征结构的相干体技术(Eigenstructu

8、re)n新一代相干体技术新一代相干体技术 （1）基于几何结构张量的相干体技术）基于几何结构张量的相干体技术 （2）基于高阶统计量的相干体技术）基于高阶统计量的相干体技术 （3）基于小波变换的多尺度相干体分析技术）基于小波变换的多尺度相干体分析技术 （4）基于曲波变换的相干体分析技术）基于曲波变换的相干体分析技术第一代相干体技术：第一代相干体技术：基于互相关的相干体技术基于互相关的相干体技术 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。不连续性。这种算

9、法只能有三道参与计算。在纵测线方向t时刻计算归一化互相关： 112221, ,(, , , ), ,iiiiiiiiiiu tx y u tp xyC t p x yu tx y u tp xy 在横测线方向t时刻计算归一化互相关： 113221, , , , , , ,iiiiiiiiiiu tx y u tq x yCt q x yu tx y u tq x y 地震道的空间组合模式地震道的空间组合模式第一代相干体技术：第一代相干体技术：基于互相关的相干体技术基于互相关的相干体技术 相关运算法计算速度相对较快，但由于参与计算的地震道数少，对于有相干噪声的资料，仅用两道相关运算法计算速度相对

10、较快，但由于参与计算的地震道数少，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。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数据确定视倾角会有很大误差。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。得到的相干体数据的垂向分辨率。振幅数据切片振幅数据切片C1算法相干体切片算法相干体切片式中，式中， Cii（ i = 1 ，2）为第）为第 i 道

11、的自相关量；道的自相关量； Cij（ i = 1 ，2）为第）为第 i 道和第道和第 j 道的互相关量。视倾角（道的互相关量。视倾角（ p , q） 中中 p 和和 q 分别为分别为 x 方向和方向和 y 方向上的地震道之间的时移量。方向上的地震道之间的时移量。沿视倾角（沿视倾角（p , q） 的相干值的相干值 C1 为：为：定义一个以分析点为中心的包含定义一个以分析点为中心的包含 J 道的椭圆或矩形分析时窗道的椭圆或矩形分析时窗，则则相干值相干值C2为分析时窗内平为分析时窗内平均道的能量与所有道的能量均道的能量与所有道的能量比比 ,即即：式中：下标式中：下标 j 表示落在分析时窗内的第表示落

12、在分析时窗内的第 j 道；道； xj 和 yj 表示第表示第 j 道与分析时窗内中心点道与分析时窗内中心点 t 在在 x 和和 y 方向的距离方向的距离；p 和和 q 分别表示分析时窗内中心点分别表示分析时窗内中心点，所在局部反射界面所在局部反射界面 x 和和 y方向的视倾方向的视倾角角。以分析点为中心的椭圆分析窗口以分析点为中心的椭圆分析窗口以分析点为中心的矩形分析窗口以分析点为中心的矩形分析窗口212211()( , , )1()KJjjjkKjKJjjjkKju tk tpxqyJC t p qu tk tpxqyJ 第二代相干体技术第二代相干体技术（1）基于多道相似的相干体技术）基于多

13、道相似的相干体技术振幅数据切片振幅数据切片C2算法相干体切片算法相干体切片第二代相干体技术第二代相干体技术（1）基于多道相似的相干体技术）基于多道相似的相干体技术 应用基于多道相似的算法可以对任意多道地震数据计算相干性，对地震资料的质量限应用基于多道相似的算法可以对任意多道地震数据计算相干性，对地震资料的质量限制不是很严，能够较精确地计算有噪声数据的相干性、倾角和方位角。用一个适当大小的制不是很严，能够较精确地计算有噪声数据的相干性、倾角和方位角。用一个适当大小的分析窗口，能够较好地解决提高分辨率和提高信噪比之间的矛盾，而用相关算法则不能解分析窗口，能够较好地解决提高分辨率和提高信噪比之间的矛

14、盾，而用相关算法则不能解决这个问题。因此，该算法决这个问题。因此，该算法具有较好的适用性和分辨率，而且具有相当快的计算速度具有较好的适用性和分辨率，而且具有相当快的计算速度。 对于地震数据体中的相干计算道对于地震数据体中的相干计算道，设，设 G 为中心道为中心道，H 为相邻道为相邻道，定义归一化的，定义归一化的 Manhattan 距离计算公式为：距离计算公式为：式中式中：Md 为归一化的为归一化的Manhattan距离，距离，n 为相关时窗长度（样点数），为相关时窗长度（样点数），d 为地层倾斜时的时间延迟值，为地层倾斜时的时间延迟值，N 为中心道为中心道 G 相关时窗中点的时间样点值。在式

15、中当中心道相关时窗中点的时间样点值。在式中当中心道G与相邻道与相邻道H相同时，相同时，Md 等于零；当中心道等于零；当中心道 G 与相邻道与相邻道 H 完全不相似即极性相反时，完全不相似即极性相反时， Md 等于等于1；在其它情况下，；在其它情况下， Md 的值介于的值介于0与与1之间。之间。 基于归一化的基于归一化的Manhattan距离的相干算法只涉及两个随机信号的加减运算，不涉及普通距离的相干算法只涉及两个随机信号的加减运算，不涉及普通相干计算中的两个随机信号的乘积运算，因此相干计算中的两个随机信号的乘积运算，因此具有较高的运算效率具有较高的运算效率。北偏东北偏东45度度3点直线型道点直

16、线型道组合相干体切片组合相干体切片2/2/2/2/|)|(|nNknNkdkknNknNkdkkdHGHGM北偏西北偏西45度度3点直线型道点直线型道组合相干体切片组合相干体切片拐角型拐角型3道组合相干体切片道组合相干体切片第二代相干体技术第二代相干体技术（2）基于曼哈顿距离的波形相似性算法）基于曼哈顿距离的波形相似性算法 如果在小的垂向时窗内应用如果在小的垂向时窗内应用基于多道相似的相干体算法，基于多道相似的相干体算法，在计算零值附近同相轴的相在计算零值附近同相轴的相干体时会造成一些假象干体时会造成一些假象，一旦地震信号的振幅低于背景噪音一旦地震信号的振幅低于背景噪音，相干算法将识别为地震数

17、据相干算法将识别为地震数据不相干不相干 ，将产生低相干的假象。应用复地震道技术就可以解决这个问题将产生低相干的假象。应用复地震道技术就可以解决这个问题 ，对应的相干体对应的相干体计算公式为计算公式为：式中：式中：上标上标 H 表示地震数据的希尔伯特变换或正交地震道。表示地震数据的希尔伯特变换或正交地震道。当地震道的数据为零时当地震道的数据为零时 ，其对其对应的正交地震道数据的量值最大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当正交地震道的数据为零时，其实际地震数据的量值最其实际地震数据的量值最大大，这样相干体的算法就比较稳定这样相干体的算法就比较稳定 ，保真性好。保真性好。2211

18、22111()()( , , )1()()KJKJHjjjjjjkKjkKjHKJHjjjjjjkKju tk tpxqyutk tpxqyJJCt p qu tk tpxqyutk tpxqyJ 振幅数据切片振幅数据切片相干体切片相干体切片第二代相干体技术第二代相干体技术（3）基于复地震道的相干体技术）基于复地震道的相干体技术该矩阵对应的协方差矩阵为：该矩阵对应的协方差矩阵为： 第三代相干体是通过计算地震数据体的本征值获得的。在算法分析中，首先从给定的第三代相干体是通过计算地震数据体的本征值获得的。在算法分析中，首先从给定的分析时窗内提取多道地震数据生成样点矢量分析时窗内提取多道地震数据生成

19、样点矢量，由这些样点矢量构成矩阵：由这些样点矢量构成矩阵：111212122212JJNJNNNJddddddDddd21121111212221111212111NNNnnnnnJnnnNNNNnnnnnJTTmnnJ JN JN JnnnNNNnnJnnJnJnnndd dd dd ddd dCDDd dd dd dd该协方差矩阵是一个对称的、半正定矩阵，其所有的本征值大于或等于该协方差矩阵是一个对称的、半正定矩阵，其所有的本征值大于或等于0。计算协方差矩阵。计算协方差矩阵的本征值和本征向量，那么基于本征结构相干性估计可定义为：的本征值和本征向量，那么基于本征结构相干性估计可定义为：max

20、maxmax311( )JJjjjjjCTr Cc第三代相干体技术：第三代相干体技术：基于本征结构的相干体技术基于本征结构的相干体技术 基于本征结构分析的相干体基于本征结构分析的相干体算法算法应用了主元素分析的思想，在主元素分析中，第一主元应用了主元素分析的思想，在主元素分析中，第一主元素总是通过协方差矩阵本征向量构成的立体角与发散椭球面长轴吻合。椭球面的主轴是由素总是通过协方差矩阵本征向量构成的立体角与发散椭球面长轴吻合。椭球面的主轴是由矩阵的本征向量确定的，本征值等于椭球面半轴长度。最大本征值反映了原始观测点信息矩阵的本征向量确定的，本征值等于椭球面半轴长度。最大本征值反映了原始观测点信息

21、的公共部分，即相干性。的公共部分，即相干性。相同的两道及通过协方差矩阵本征向量构成的椭圆相同的两道及通过协方差矩阵本征向量构成的椭圆trace1 trace2trace1trace2minor axismajor axis“1”“0”不同的两道及通过协方差矩阵本征向量构成的椭圆不同的两道及通过协方差矩阵本征向量构成的椭圆trace1 trace2trace1trace2minor axismajor axis“1”“0”第三代相干体技术：第三代相干体技术：基于本征结构的相干体技术基于本征结构的相干体技术（a）振幅数据切片；）振幅数据切片； （b）C1算法切片；算法切片； （c）C2算法切片；算

22、法切片； （c）C3算法切片算法切片；几种相干算法比较几种相干算法比较第三代相干体技术：第三代相干体技术：基于本征结构的相干体技术基于本征结构的相干体技术 本征算法是通过多道本征分解处理来计算波形相似性的一种方法，本征算法是通过多道本征分解处理来计算波形相似性的一种方法，虽然该虽然该算法计算速度算法计算速度较低，但它较低，但它具有比相似系数算法更高的分辨率具有比相似系数算法更高的分辨率。接着接着，使用方向导数构建梯度结构张量，使用方向导数构建梯度结构张量： Randen等提出用几何结构张量方法等提出用几何结构张量方法(Geometric Structural Tensor) 进行地震三维结构属

23、进行地震三维结构属性的研究，这种性的研究，这种几何结构张量包含了反射界面的倾角和方位角信息，可以稳健地估算时窗几何结构张量包含了反射界面的倾角和方位角信息，可以稳健地估算时窗内分析点的反射界面的倾角和方位角内分析点的反射界面的倾角和方位角。首先，计算三维数据体每一点梯度矢量：首先，计算三维数据体每一点梯度矢量：第三步，平滑张量矩阵第三步，平滑张量矩阵T的元素：的元素：第四步，计算平滑后的张量矩阵的特征值及相干值第四步，计算平滑后的张量矩阵的特征值及相干值：新一代相干体技术新一代相干体技术（1）基于几何结构张量的相干体技术）基于几何结构张量的相干体技术断层的自动识别（断层的自动识别（a）原始地震

24、剖面及（）原始地震剖面及（b）GST处理后的相干剖面处理后的相干剖面GST相干切片解释（相干切片解释（a）振幅数据切片及（）振幅数据切片及（b）GST相干切片相干切片新一代相干体技术新一代相干体技术（1）基于几何结构张量的相干体技术）基于几何结构张量的相干体技术 高阶统计量高阶统计量具有许多优点，具有许多优点，从从提高相干体算法抑制噪声的能力和减小计算量提高相干体算法抑制噪声的能力和减小计算量的角度出的角度出发发 ，陆文凯等人，陆文凯等人将高阶统计量方法与相干体技术相结合将高阶统计量方法与相干体技术相结合，以以 C1 算法为基础算法为基础，提出了一种提出了一种新的基于高阶统计量的相干体新的基于

25、高阶统计量的相干体(CHOS)算法算法，该算法仅需三道地震记录同时参与运算：，该算法仅需三道地震记录同时参与运算：式中：式中： 是地震道是地震道 与与 之间的时间延迟，之间的时间延迟， 是地震道是地震道 与与 之间的时间延迟。最后得到的某一样点处的相干之间的时间延迟。最后得到的某一样点处的相干值为：值为：1( ,)iiu x y t12( ,)iiu x yt11(,)iiu xy t( ,)iiu x y t2新一代相干体技术新一代相干体技术（2）基于高阶统计量的相干体技术）基于高阶统计量的相干体技术振幅数据切片振幅数据切片CHOS算法相干体切片算法相干体切片C2算法相干体切片算法相干体切片

26、C3算法相干体切片算法相干体切片新一代相干体技术新一代相干体技术（2）基于高阶统计量的相干体技术）基于高阶统计量的相干体技术 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“变焦变焦”功能，功能，被誉为数字上的显微镜。被誉为数字上的显微镜。 利用利用小波变换可以很方便地进行多分辨率分析，从而进行精细的油藏描述和解释。将小波变换可以很方便地进行多分辨率分析，从而进行精细

27、的油藏描述和解释。将小波变换多尺度思想应用到相干体中，使小波多分辨率相干体在断层和裂缝的分频解释中小波变换多尺度思想应用到相干体中，使小波多分辨率相干体在断层和裂缝的分频解释中见到更加明显的效果见到更加明显的效果。 新一代相干体技术新一代相干体技术（3）基于小波变换的多尺度相干体分析技术）基于小波变换的多尺度相干体分析技术(a) (b) (c) (d) (e) (f) (a)原始地震剖面段原始地震剖面段 (b)-(f)不同频不同频段的小波分解段的小波分解 王西文等将小波分析引人到相干计算中，首先利用小波域分频方法计算地震数据各个王西文等将小波分析引人到相干计算中，首先利用小波域分频方法计算地震

28、数据各个频带内的瞬时特征参数，然后用互相关算法计算各个频带内的地震相干数据体频带内的瞬时特征参数，然后用互相关算法计算各个频带内的地震相干数据体,最后通过重最后通过重构系数，对一定频带内的相干体放大或缩小主要突出特定频段的相干体构系数，对一定频带内的相干体放大或缩小主要突出特定频段的相干体 ，分频重构的相干，分频重构的相干体易于突出被忽略的小断层信息。体易于突出被忽略的小断层信息。新一代相干体技术新一代相干体技术（3）基于小波变换的多尺度相干体分析技术）基于小波变换的多尺度相干体分析技术（a）低频相干切片）低频相干切片 （b）中频相干切片）中频相干切片 （c）高频相干切片）高频相干切片 将小波

29、变换多尺度思想应用到相干体中，使小波多分辨率相干体在断层和裂缝的分频将小波变换多尺度思想应用到相干体中，使小波多分辨率相干体在断层和裂缝的分频解释中见到更加明显的效果解释中见到更加明显的效果。但小波变换方向性提取不足。但小波变换方向性提取不足 ,只能在水平、垂直、对角线等只能在水平、垂直、对角线等几个有限的方向进行表示和检测几个有限的方向进行表示和检测 ,不能有效检测和表示信号中的线状变化特征。不能有效检测和表示信号中的线状变化特征。Curvelet变变换结合了换结合了Ridgelet变换的各向异性变换的各向异性(anisotropy )特点和小波变换的多尺度特点和小波变换的多尺度 (mult

30、iscale)特点特点,具有很强的方向性具有很强的方向性, 能为信号处理提供更多的信息。将曲波变换与相干算法相结合，可得能为信号处理提供更多的信息。将曲波变换与相干算法相结合，可得到裂缝发育带的强度及走向分布图。到裂缝发育带的强度及走向分布图。裂缝描述裂缝描述岩石尺度岩石尺度 微米至厘微米至厘米级米级地质尺度地质尺度 米级至千米级至千米级米级多尺度性多尺度性矿物尺度矿物尺度 纳米至微纳米至微米级米级 地层尺度地层尺度 厘米至厘米至米米级级裂缝张开裂缝张开度度裂缝三要素裂缝三要素裂缝密度裂缝密度 裂缝走向裂缝走向裂缝发育带：裂缝较集中、裂缝裂缝发育带：裂缝较集中、裂缝密度比较大的岩体或围体、区带

31、。密度比较大的岩体或围体、区带。新一代相干体技术新一代相干体技术（4）基于曲波变换的相干体分析技术）基于曲波变换的相干体分析技术离散离散CurveletCurvelet变换：变换： 离散反离散反CurveletCurvelet变换：变换： CurveletCurvelet变换特性：变换特性： 多尺度性、多方向性多尺度性、多方向性CurveletCurvelet变换与小变换与小波的区别：波的区别： 新一代相干体技术新一代相干体技术（4）基于曲波变换的相干体分析技术）基于曲波变换的相干体分析技术1,1( , , )( )()( )()( )llli b Swi b wjjjjc j l kaf w

32、US w edwaf w S w Uw edw 实际分析中，为了突出某一特定频率段的地震数据体的特征，提出突出特定频段特征并兼顾地实际分析中，为了突出某一特定频率段的地震数据体的特征，提出突出特定频段特征并兼顾地震数据的总体特特征的方法，给出了相应的曲波变换公式：震数据的总体特特征的方法，给出了相应的曲波变换公式：根据需要突出的地质特征，对式中的加权系数取不同的值，再进行曲波反变换，就得到了突出特根据需要突出的地质特征，对式中的加权系数取不同的值，再进行曲波反变换，就得到了突出特定频带的地震数据体。定频带的地震数据体。 （b）合成地震记录）合成地震记录（子波为（子波为40HZ的雷克子波）的雷克

33、子波）（a） Mars2模型数据模型数据（a）低频带地震数据）低频带地震数据 （b）中频带地震数据）中频带地震数据 （d）高频带地震数据）高频带地震数据 新一代相干体技术新一代相干体技术（4）基于曲波变换的相干体分析技术）基于曲波变换的相干体分析技术m axm inm ax()() )/()lllFI= CsCsCsmin*(/ )FR=lpi N P P波在各向异性介质中传播时具有不同的旅行速度，从而导致波在各向异性介质中传播时具有不同的旅行速度，从而导致P P波振幅响应随方位而发生变波振幅响应随方位而发生变化的特性，即：化的特性，即：P P波方位各项异性原理。波方位各项异性原理。 测线与裂

34、缝平行时振幅变化最强；随着测线与裂缝夹角的增大，振幅逐渐减弱；至测线与测线与裂缝平行时振幅变化最强；随着测线与裂缝夹角的增大，振幅逐渐减弱；至测线与裂缝方向垂直时，振幅最弱。并且裂缝方向垂直时，振幅最弱。并且P P波通过垂直裂缝体后，与均匀介质相比，表现为振幅降低波通过垂直裂缝体后，与均匀介质相比，表现为振幅降低的响应特征。的响应特征。 据此可以对得到的方位相干数据体进行进一步的分析比较，寻找变化最强的数据子体及据此可以对得到的方位相干数据体进行进一步的分析比较，寻找变化最强的数据子体及其所对应的方向，得到裂缝发育带及其走向的分布图。裂缝发育强度应用下式表示：其所对应的方向，得到裂缝发育带及其

35、走向的分布图。裂缝发育强度应用下式表示：其中，其中， 表示表示N个方向的相干子体中变化最剧烈的数据，裂缝发育带走向也由此值所对应个方向的相干子体中变化最剧烈的数据，裂缝发育带走向也由此值所对应的方位所决定。的方位所决定。 表示表示N个方向的相干子体中变化最弱的数据。个方向的相干子体中变化最弱的数据。 由裂缝发育强度还可以得到裂缝发育带走向分布图，由下式计算得到：由裂缝发育强度还可以得到裂缝发育带走向分布图，由下式计算得到：min()lCsmax()lCs其中，其中， 表示表示N个方向的相干子体中变化最剧烈的数据对应的方向编号。个方向的相干子体中变化最剧烈的数据对应的方向编号。minl新一代相干

36、体技术新一代相干体技术（4）基于曲波变换的相干体分析技术）基于曲波变换的相干体分析技术新一代相干体技术新一代相干体技术（4）基于曲波变换的相干体分析技术）基于曲波变换的相干体分析技术地震数据体地震数据体Curvelet变换变换三个频带地震数据体三个频带地震数据体相干体算法相干体算法三个反映不同三个反映不同特征的相干体特征的相干体地震数据体地震数据体CurveletCurvelet变换变换多方向地震数据体多方向地震数据体相干体算法相干体算法多方向相多方向相干数据体干数据体裂缝发育强度裂缝发育强度裂缝带走向裂缝带走向新一代相干体技术新一代相干体技术（4）基于曲波变换的相干体分析技术）基于曲波变换的

37、相干体分析技术地震数据输入分方向相干体计算参数设置曲波变换参数设置计算多尺度地震数据多尺度相干体计算参数设置多尺度相干体计算分方向相干体计算多尺度相干体数据切片显示裂缝发育带强度数据切片显示裂缝发育带走向数据分色标切片显示计算裂缝发育带走向及强度数据体计算裂缝发育带走向及强度参数设置曲波变换参数设置计算分方向地震数据新一代相干体技术新一代相干体技术（4）基于曲波变换的相干体分析技术）基于曲波变换的相干体分析技术C3算法算法常规相干体切片常规相干体切片 C3算法算法粗尺度粗尺度相干体相干体切片切片 C3算法算法细尺度相干体切片细尺度相干体切片 C3算法算法中尺度相干体切片中尺度相干体切片 新一代

38、相干体技术新一代相干体技术（4）基于曲波变换的相干体分析技术）基于曲波变换的相干体分析技术断裂与裂缝发育带方向切片断裂与裂缝发育带方向切片 断裂与裂缝发育带强度切片断裂与裂缝发育带强度切片 断裂及裂缝发育带强度和方向计算断裂及裂缝发育带强度和方向计算 41相干体的概念相干体的概念2相干体技术的历史相干体技术的历史3相干体算法介绍相干体算法介绍相干体技术的应用注意事项相干体技术的应用注意事项5相干体技术在油气勘探中的应用相干体技术在油气勘探中的应用n时间孔径（时间孔径（Temporal Aperture）的选取）的选取n倾角方位角倾角方位角参数参数的选取的选取n空间孔径（空间孔径（Tempora

39、l Aperture）的选取）的选取n应用地震相干数据体解释断层的局限性应用地震相干数据体解释断层的局限性 时间孔径的选取时间孔径的选取不同时间孔径时的不同时间孔径时的C3算法相干体切片算法相干体切片时窗长度为时窗长度为28ms时窗长度为时窗长度为44ms时间孔径的选取时间孔径的选取不同时间孔径时的不同时间孔径时的C2算法相干体切片算法相干体切片时窗长度为时窗长度为28ms时窗长度为时窗长度为44ms时窗长度为时窗长度为60ms+/-3 samples+/-9samples+/-6 samples河道内部细节明显河道内部细节明显大连续性河道大连续性河道大连续性断层大连续性断层时间孔径的选取时间

40、孔径的选取不同时间孔径时的相干体切片不同时间孔径时的相干体切片倾角方位角参数的选取倾角方位角参数的选取 标准的倾角计算方式为标准的倾角计算方式为Bins 方式，在此计算方式中，通这些小立方体（方式，在此计算方式中，通这些小立方体（bins）来计）来计算每个小立方体的相似度，相似度最高的小立方体被认为具有正确的倾角和倾角方位算每个小立方体的相似度，相似度最高的小立方体被认为具有正确的倾角和倾角方位角。与倾角采样参数因子一样，必须提供主测线和联络测线方向的最大倾角与方位角，角。与倾角采样参数因子一样，必须提供主测线和联络测线方向的最大倾角与方位角，单位为毫秒单位为毫秒/道道 。 Dip/azimu

41、th 小立方体小立方体（bins）同时在主测线和联络测线方向对称产生，也就是说同时在主测线和联络测线方向对称产生，也就是说，若倾角的最大值为，若倾角的最大值为4.0，则倾角在主测线和联络测线方向的最大范围为，则倾角在主测线和联络测线方向的最大范围为-4.0到到4.0。倾。倾角采样因子将控制倾角小立方体参与运算的数量。低采样率对于大部分地区来说是足够角采样因子将控制倾角小立方体参与运算的数量。低采样率对于大部分地区来说是足够的；然而，在倾角陡峭以及具有不同倾斜方向的倾角的地区，应该增加倾角采样参数因的；然而，在倾角陡峭以及具有不同倾斜方向的倾角的地区，应该增加倾角采样参数因子的数值。子的数值。

42、波形相似性的计算是沿着倾角面进行计算的，参与运算的倾角面是通过空间孔径中波形相似性的计算是沿着倾角面进行计算的，参与运算的倾角面是通过空间孔径中所定义的道数来确定的。在此倾角面上，道与道之间的波形差异是通过位于这个时间范所定义的道数来确定的。在此倾角面上，道与道之间的波形差异是通过位于这个时间范围内的采样中心进行运算的。围内的采样中心进行运算的。（a）倾角选取示意图倾角选取示意图; （b） p、q分别指示分别指示inline方向和方向和crossline方向的时间倾角矢量方向的时间倾角矢量振幅数据切片振幅数据切片倾角方位角参数的选取倾角方位角参数的选取FaultsDip featuresMax

43、 dip 2.2ms/trace 19 dip binsMax dip 3ms/trace 19 dip binsMax dip 1ms/trace 19 dip bins选取不同倾角时的相干体切片选取不同倾角时的相干体切片19 dip bins8.5ms dip max倾角方位角参数的选取倾角方位角参数的选取61 dip bins8.5ms dip max37 dip bins8.5ms dip max19 dip bins3ms dip max选取不同小立方体选取不同小立方体(bins)个数时的相干体切片个数时的相干体切片空间孔径的选取空间孔径的选取 相干体通过地震道的空间组合，每个空间点

44、的属性值反映的是原数据体中多道、多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，是一种特殊的空间加权，因此点信息。它实际上是将异常体的共性体现在每一个点上，是一种特殊的空间加权，因此，相干体在异常体的识别上有更高的信躁比和分辨率。，相干体在异常体的识别上有更高的信躁比和分辨率。地震道空间组合模式地震道空间组合模式5 traces空间孔径的选取空间孔径的选取 就参加运算的道数来说，即采用多少道组合，才能较好地反映出储集层的特征，如就参加运算的道数来说，即采用多少道组合，才能较好地反映出储集层的特征，如非均质性、裂缝发育方

45、向、断层类型、岩性及含油气性的空间变化等。为了使平行于纵非均质性、裂缝发育方向、断层类型、岩性及含油气性的空间变化等。为了使平行于纵测线和横测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测线和横测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的采样点所在道为中心(在纵测线和横测线上均有在纵测线和横测线上均有)。从断层成像清晰度和随机噪声压制。从断层成像清晰度和随机噪声压制程度看，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，这时突程度看，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

46、断层；相反，相干道数少，平均效应小，就会提高对地层边界、断层、特出的主要是大断层；相反，相干道数少，平均效应小，就会提高对地层边界、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。选择参与计算的相干道数。9 traces选取不同道数时的相干体切片选取不同道数时的相干体切片应用地震相干数据体解释断层的局限性应用地震相干数据体解释断层的局限性 n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应用地震相干数据体进行断层的自动和半自动解释，首先

47、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。要高，否则无法利用不相干数据带进行断层解释。n引起低值异常的原因可能有如下几种：断层及其附近；地层或岩性变化，特引起低值异常的原因可能有如下几种：断层及其附近；地层或岩性变化，特殊的沉积体系；地层倾角比较大；缺少反射；数据质量差等。不相干数据殊的沉积体系；地层倾角比较大；缺少反射；数据质量差等。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。干数据体进行断层的自动和

48、半自动解释时，要进行综合对比才能分辨清楚。n地震相干数据体不是对所有的断层都能识别：地震相干数据体不是对所有的断层都能识别： 当垂直落差在一个视周期当垂直落差在一个视周期T或视周期的整数倍时，断层在地震相干数据体上反或视周期的整数倍时，断层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。层的自动解释带来一定的困难。 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。有可能是未作倾角扫描所致，这方面的工作有待深入研究。41相干体的概念相干体的概念2相干体技术的历史相干体技术的历史3相干体算法介绍相干体算法介绍相干体技术的应用注意事项相干体技术的应用注意事项5相干体技术在油气勘探中的应用相干体技术在油