相干體

周桂蘭

摘 要：上世紀(jì)90年代初，由國外Amoco公司的Mike Bahorich將相干體技術(shù)引入到石油勘探業(yè)之中，該技術(shù)的提出和應(yīng)用分析成為當(dāng)時全球物理學(xué)術(shù)界最杰出的物理性應(yīng)用技術(shù)之一，國外Amoco公司將相干體分析技術(shù)的不同算法簡稱為C1、C2、C3。在此之后，相干體技術(shù)被引入到地震油氣勘探業(yè)的應(yīng)用，近年來發(fā)展為以幾何結(jié)構(gòu)張量為基礎(chǔ)的相干體分析技術(shù)，即其可和可視化技術(shù)結(jié)合、和小波變換技術(shù)結(jié)合，在不同的學(xué)術(shù)領(lǐng)域有多種發(fā)展動向，并向疊前地震數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用方向進(jìn)行延伸。

關(guān)鍵詞：相干體；技術(shù)；地震；研究

相干數(shù)據(jù)體是對地震道之間相似性的數(shù)學(xué)描述，是一種新的地震屬性體。它通過對相鄰道間的地震波形的相似性進(jìn)行比較，進(jìn)行求異去同、突出那些不相干的地震數(shù)據(jù)，揭示地層的不連續(xù)性。在地層橫向連續(xù)性或地層巖性變化較小的區(qū)域內(nèi)波形變化不大、相干性強(qiáng)；在地層發(fā)生斷裂或巖性邊界附近，波形差異明顯，相干性變差，不連續(xù)性增強(qiáng)。因此相干數(shù)據(jù)體實(shí)際上弱化了橫向一致的地層構(gòu)造的反映，突出了斷層或巖性邊界。另外在斷層走向與地層走向平行時，在振幅時間切片上很難解釋斷層，但在相干體切片上可以對斷層成像。在相干數(shù)據(jù)體切片上，解釋員可以直觀地識別斷層、巖相變化和其它的特殊地質(zhì)體。當(dāng)前，相干體已經(jīng)成為了三維地震資料解釋不可缺少的重要工具。

地震相干數(shù)據(jù)體是地震屬性數(shù)據(jù)體之一，它是指對相鄰地震道數(shù)據(jù)計(jì)算其相干屬性而形成的反映地震道相似性的新數(shù)據(jù)體，它對斷層和特殊巖性體的分辨能力大大高于常規(guī)振幅數(shù)據(jù)體。計(jì)算地震相干數(shù)據(jù)體的目的主要是突出那些不相干的地震數(shù)據(jù)，由縱向和橫向上局部的波形相似性可以得到三維地震相關(guān)性的估計(jì)值。在出現(xiàn)斷層、地層巖性突變、特殊地質(zhì)體的小范圍內(nèi)，地震道之間的波形特征可以發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致局部道與道之間的相關(guān)性發(fā)生突變。通過提取三維相關(guān)屬性體，就可以把三維反射振幅數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)換成三維相似系數(shù)或相關(guān)值的數(shù)據(jù)體。

三維地震資料相干處理技術(shù)是通過對三維地震數(shù)據(jù)作相干處理，使得地震反射同相軸的不連續(xù)點(diǎn)或突變點(diǎn)更加清晰，并能展示它在三維空間的分布規(guī)律。通過對層位振幅經(jīng)相干處理所作切片的分析，對判斷地層的連續(xù)性及識別斷層有很大幫助。因此，此項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)用于輔助解釋斷層及特殊巖性體的空間分布，是一項(xiàng)很有潛力的地震輔助解釋技術(shù)。三維相干體技術(shù)能將地震資料處理與地質(zhì)解釋緊密結(jié)合起來，是一種快速而直觀的解釋技術(shù)。國內(nèi)越來越多的地質(zhì)解釋專家正在接受、認(rèn)同乃至需求這種技術(shù)。

相干處理在原理上非常簡單，通常是將三維地震資料劃分成規(guī)則網(wǎng)格，通過計(jì)算縱向和橫向上的波形相似性，以得到三維地震相干性的估計(jì)值（Mike Bahorich等，1995）。也即，相干處理測量的是三維地震數(shù)據(jù)體中相鄰地震道波形之間的相似性，識別的是這些波形之間的差別及非連續(xù)性。這些隱約可見的變化形成令人驚異地清晰圖片，來反映地層、構(gòu)造及流體含量的變化。

根據(jù)相干測量的定義，所謂高相干是指相鄰波形之間相似，波形差異小。低相干是指相鄰波形之間由于斷層、巖性變化、流體含量變化等因素引起的地震波形發(fā)生變化。

在常規(guī)解釋中，解釋人員見到的通常是疊加偏移三維數(shù)據(jù)體，在這種情況下，解釋人員首先要對三維地震資料的原始數(shù)據(jù)體進(jìn)行解釋性、目標(biāo)性處理，即針對不同的資料狀況和要解決的地質(zhì)問題，對原始的三維數(shù)據(jù)體進(jìn)行諸如以提高信噪比（如相干濾波）和分辨率（如反褶積）為目標(biāo)的預(yù)處理，為進(jìn)行相干處理作準(zhǔn)備。比如，如果是為了解決斷層問題，就要考慮是大斷層還是小斷層，對于大斷層，最好進(jìn)行濾波處理來達(dá)到提高信噪比的目的；對于小斷層或小砂層邊界，首先要提高其分辨率，然后再進(jìn)行相干濾波類處理，使數(shù)據(jù)的信噪比得到較大幅度的提高。

以往斷層的解釋是在地震反射層位解釋的基礎(chǔ)上，解釋員憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行斷層解釋和斷層組合，解釋結(jié)果取決于解釋員的經(jīng)驗(yàn)和水平。通過相關(guān)處理，可以幫助解釋員快速了解工區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育程度及其平面展布。在相干數(shù)據(jù)體切片上解釋斷層只需在地震相干數(shù)據(jù)體的時間切片上對不相干數(shù)據(jù)帶進(jìn)行解釋，這種切片對斷層的反映靈敏、清晰、準(zhǔn)確。這種解釋是依賴不相干數(shù)據(jù)帶的分布，消除了解釋員的主觀判斷，不依賴剖面上的斷層識別，更不受地震反射層位解釋的控制，工作效率得到很大提高，對斷層的空間分布了解得更清楚，特別是對小斷層的反映十分靈敏。通過實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)地震相干數(shù)據(jù)體的計(jì)算方法簡單易行，特別是在小斷層的解釋方面，效果良好。

利用地震相干技術(shù)進(jìn)行斷層解釋的步驟包括：

1：將相干數(shù)據(jù)體加入到三維可視化系統(tǒng)中。

2：地震相干數(shù)據(jù)體的動畫瀏覽?？砂粗鳒y線、橫測線和時間三個方向進(jìn)行，快速瀏覽工區(qū)內(nèi)斷層的發(fā)育程度及其平面展布、位置關(guān)系，特別是小斷層的發(fā)育部位及其與其他斷層的關(guān)系。

3：通過相干數(shù)據(jù)體水平切片追蹤斷層的走向及其交切關(guān)系。這種解釋與常規(guī)解釋方法不同，不需要先觀察垂直剖面，對地震反射層位進(jìn)行解釋，只需在切片上對相干數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋，間隔一定時間在相干體的時間切片上解釋出斷層以后，斷點(diǎn)就會在常規(guī)剖面上顯示出來。這種解釋方法幾乎沒有解釋人員的經(jīng)驗(yàn)及主觀判斷，也沒有層位的影響，并且相干切片對斷層反映靈敏、清晰、準(zhǔn)確。

4：在垂直剖面上對地震相干數(shù)據(jù)體時間切片的解釋結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。在以上地震相干數(shù)據(jù)體時間切片解釋工作的基礎(chǔ)上，再回到地震剖面上，驗(yàn)證以上的斷層解釋是否合理，若合理，把斷點(diǎn)連接起來，一條斷層就解釋完畢。

綜上所述，在相干數(shù)據(jù)體上，斷層的空間展布特征明顯，使解釋人員很容易建立起斷層的空間概念，如斷層的規(guī)模，斷層的位置及走向等信息。通過等間隔地切割數(shù)據(jù)體，可以較準(zhǔn)確地識別出斷層在整個工區(qū)內(nèi)的展布情況。

綜上所述，在相干數(shù)據(jù)體上，斷層的空間展布特征明顯，使解釋人員很容易建立起斷層的空間概念，如斷層的規(guī)模，斷層的位置及走向等信息。通過等間隔地切割數(shù)據(jù)體，可以較準(zhǔn)確地識別出斷層在整個工區(qū)內(nèi)的展布情況，此外，結(jié)合曲率、傾角、方位角等多種平面斷層識別手段，對斷層進(jìn)行識別。