劉海波+李遠娟+吳杰+閆小偉+徐松

【摘 要】 地震屬性解釋技術是石油勘探開發(fā)的主要技術。而三維相干體技術是近年來發(fā)展起來的一項快速實用的地震屬性解釋技術，它是研究三維數(shù)據體中的不連續(xù)性特征及相鄰道地震信號之間相似性的解釋性處理技術，有利于在三維地震資料解釋之前了解區(qū)內斷層的展布情況，縮短三維地震資料解釋周期，提高解釋效率和精度。該技術充分利用了三維資料中每個采樣點的信息，避免了因常規(guī)解釋而遺漏小斷層。其中第三代相干體技術效果最好，斷層能明顯的用肉眼看到。本文通過選取不同分析窗口來研究其對第三代相干效果的影響。

【關鍵詞】 C3相干體算法 不同分析窗口 相似性

地震相干體技術在1995年召開的第65屆SEG年會上正式推出，這種技術在分析不連續(xù)（斷層）現(xiàn)象方面有獨到之處。首先提出相干（關）體技術的是AMOCO石油公司，其第一代方法采用三道相干處理，對于高品質的資料具有很好的檢測效果，分辨率也最高；第二代方法采用多道相干處理，其分析結果分辨率稍低，但抗噪能力較強；第三代算法稱作特征構造，它把多道地震數(shù)據組成協(xié)方差矩陣。第三代相干體算法克服了第一代抗噪性差，第二代橫向分辨率低的缺點，有更好的實用效果。例如當斷層等異常與地層走向接近垂直時，普通水平切片容易發(fā)現(xiàn)，而異常與地層走向接近時，普通水平切片很難發(fā)現(xiàn)，而相干性水平切片仍然有清晰的顯示。把不同間隔的幾個相干性水平切片疊合在一起，可以追蹤斷層面從淺到深的變化，而不要求直接獲得斷層面的反射。

1 第三代相干體技術原理

第三代相干體算法的具體實現(xiàn)過程是：同樣前幾代相干體算法一樣，需要先定義一個水平分析時窗（包含J道地震數(shù)據，每道N個采樣點），分析時窗內多個地震道為空間組合的方式，形成分析時窗后將時窗內的一組地震道數(shù)據排列成樣點向量。樣點向量在以分析時間t為中心的上下±K的垂直時窗內，同一時間位置上的樣點值組成新數(shù)據矩陣的行，不同時間位置形成數(shù)據矩陣的列，以此形成一個地震數(shù)據矩陣，它們進行自相關和互相關后生成協(xié)方差矩陣通常，對于J×J的協(xié)方差矩陣，就有J個數(shù)學上獨立的本征值，J表示空間分析孔徑內的地震道道數(shù)。矩陣的本征向量和本征值一般按降序排列，最能表達分析孔徑內數(shù)據能量的放在第一個，最能表達矩陣主要變化量的放在第二個，其他的依次類推，對地震道能量的貢獻逐漸降低。往往只取矩陣中一兩個特征值就能表示出矩陣的絕大多數(shù)信息。實際上，第三代相干體中的相干估算中只用了第一特征值。即：

式中，J表示分析孔徑內的地震道數(shù)量，分母代表了分析孔徑內的所有道的能量和，也等于協(xié)方差矩陣的跡，表示協(xié)方差矩陣的第一本征值，代表了地震道的占優(yōu)能量。C3的相干值是第一本征值和該矩陣的所有本征值之和（該協(xié)方差矩陣的跡）的比值，即占優(yōu)能量在能量總和中占的比例。如果分析時窗內的所有道的波形一致（包含振幅不同，甚至極性相反），那么特征值相干系數(shù)等于1；如果波形和振幅都發(fā)生了變化，那么相干系數(shù)就不為0。本次程序編寫運用了乘冪法代替雅克比迭代法求特征值，提升了運算速度。

2 應用實例效果分析

不同分析窗口對第三代相干體技術效果的影響。本文選取了5道菱形分析窗口和9道正方形分析窗口來對比分析，分別取了兩個垂直切片和二個水平切片來分析研究。

通過對比圖1和圖2我們可以看出，分析窗口大能更好的識別大的斷裂帶，然而會漏掉微小的構造斷裂。分析窗口較小時能更好的識別微小的構造斷裂，而對大的斷裂帶顯示的較分析窗口大時效果要差些。以上是不同垂直切片的效果對比，下面來分析下不同的水平切片的對比效果圖3-圖4所示。

通過對比水平切片的2幅圖可以看出，當分析窗口大時，由于平均效應，對大斷裂顯示較好但會漏掉微小的構造斷裂。

3 結語

不同分析窗口的選擇對第三代相干體算法的相干效果有很大的影響，當分析窗口選擇比較小時（5道），能檢測出微小的構造斷裂，但對大的構造斷裂檢測效果不佳；時窗選擇較大時（9道），對大構造斷裂效果較好，但容易造成強平均效應，容易漏掉細小的構造，并且會使運算量增大，選取9道分析窗口運算的時間是5道分析窗口運算時間的2.5倍，提高了生產成本。所以在實際地震工作中應該按實際情況來選取分析窗口。

參考文獻：

[1]邱慧，劉葉玲.第三代相干體算法的改進及其在斷層解釋中的應用[D].西安科技大學，2011.

[2]佘德平，曹輝，郭全仕.應用三維相干技術進行精細地震解釋[J].石油物探，2000（02）.

[3]張軍華，高榮濤.多尺度技術及其在特殊地質體描述中的應用[C].中國油氣勘探六大領域進展、經驗及技術研討會，2005.