相干体

周桂兰

摘 要：上世纪90年代初，由国外Amoco公司的Mike Bahorich将相干体技术引入到石油勘探业之中，该技术的提出和应用分析成为当时全球物理学术界最杰出的物理性应用技术之一，国外Amoco公司将相干体分析技术的不同算法简称为C1、C2、C3。在此之后，相干体技术被引入到地震油气勘探业的应用，近年来发展为以几何结构张量为基础的相干体分析技术，即其可和可视化技术结合、和小波变换技术结合，在不同的学术领域有多种发展动向，并向叠前地震数据分析的应用方向进行延伸。

关键词：相干体；技术；地震；研究

相干数据体是对地震道之间相似性的数学描述，是一种新的地震属性体。它通过对相邻道间的地震波形的相似性进行比较，进行求异去同、突出那些不相干的地震数据，揭示地层的不连续性。在地层横向连续性或地层岩性变化较小的区域内波形变化不大、相干性强；在地层发生断裂或岩性边界附近，波形差异明显，相干性变差，不连续性增强。因此相干数据体实际上弱化了横向一致的地层构造的反映，突出了断层或岩性边界。另外在断层走向与地层走向平行时，在振幅时间切片上很难解释断层，但在相干体切片上可以对断层成像。在相干数据体切片上，解释员可以直观地识别断层、岩相变化和其它的特殊地质体。当前，相干体已经成为了三维地震资料解释不可缺少的重要工具。

地震相干数据体是地震属性数据体之一，它是指对相邻地震道数据计算其相干属性而形成的反映地震道相似性的新数据体，它对断层和特殊岩性体的分辨能力大大高于常规振幅数据体。计算地震相干数据体的目的主要是突出那些不相干的地震数据，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。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可以发生变化，进而导致局部道与道之间的相关性发生突变。通过提取三维相关属性体，就可以把三维反射振幅数据体转换成三维相似系数或相关值的数据体。

三维地震资料相干处理技术是通过对三维地震数据作相干处理，使得地震反射同相轴的不连续点或突变点更加清晰，并能展示它在三维空间的分布规律。通过对层位振幅经相干处理所作切片的分析，对判断地层的连续性及识别断层有很大帮助。因此，此项技术可应用于辅助解释断层及特殊岩性体的空间分布，是一项很有潜力的地震辅助解释技术。三维相干体技术能将地震资料处理与地质解释紧密结合起来，是一种快速而直观的解释技术。国内越来越多的地质解释专家正在接受、认同乃至需求这种技术。

相干处理在原理上非常简单，通常是将三维地震资料划分成规则网格，通过计算纵向和横向上的波形相似性，以得到三维地震相干性的估计值（Mike Bahorich等，1995）。也即，相干处理测量的是三维地震数据体中相邻地震道波形之间的相似性，识别的是这些波形之间的差别及非连续性。这些隐约可见的变化形成令人惊异地清晰图片，来反映地层、构造及流体含量的变化。

根据相干测量的定义，所谓高相干是指相邻波形之间相似，波形差异小。低相干是指相邻波形之间由于断层、岩性变化、流体含量变化等因素引起的地震波形发生变化。

在常规解释中，解释人员见到的通常是叠加偏移三维数据体，在这种情况下，解释人员首先要对三维地震资料的原始数据体进行解释性、目标性处理，即针对不同的资料状况和要解决的地质问题，对原始的三维数据体进行诸如以提高信噪比（如相干滤波）和分辨率（如反褶積）为目标的预处理，为进行相干处理作准备。比如，如果是为了解决断层问题，就要考虑是大断层还是小断层，对于大断层，最好进行滤波处理来达到提高信噪比的目的；对于小断层或小砂层边界，首先要提高其分辨率，然后再进行相干滤波类处理，使数据的信噪比得到较大幅度的提高。

以往断层的解释是在地震反射层位解释的基础上，解释员凭经验进行断层解释和断层组合，解释结果取决于解释员的经验和水平。通过相关处理，可以帮助解释员快速了解工区内断裂发育程度及其平面展布。在相干数据体切片上解释断层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。这种解释是依赖不相干数据带的分布，消除了解释员的主观判断，不依赖剖面上的断层识别，更不受地震反射层位解释的控制，工作效率得到很大提高，对断层的空间分布了解得更清楚，特别是对小断层的反映十分灵敏。通过实践，发现地震相干数据体的计算方法简单易行，特别是在小断层的解释方面，效果良好。

利用地震相干技术进行断层解释的步骤包括：

1：将相干数据体加入到三维可视化系统中。

2：地震相干数据体的动画浏览。可按主测线、横测线和时间三个方向进行，快速浏览工区内断层的发育程度及其平面展布、位置关系，特别是小断层的发育部位及其与其他断层的关系。

3：通过相干数据体水平切片追踪断层的走向及其交切关系。这种解释与常规解释方法不同，不需要先观察垂直剖面，对地震反射层位进行解释，只需在切片上对相干数据进行解释，间隔一定时间在相干体的时间切片上解释出断层以后，断点就会在常规剖面上显示出来。这种解释方法几乎没有解释人员的经验及主观判断，也没有层位的影响，并且相干切片对断层反映灵敏、清晰、准确。

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验证。在以上地震相干数据体时间切片解释工作的基础上，再回到地震剖面上，验证以上的断层解释是否合理，若合理，把断点连接起来，一条断层就解释完毕。

综上所述，在相干数据体上，断层的空间展布特征明显，使解释人员很容易建立起断层的空间概念，如断层的规模，断层的位置及走向等信息。通过等间隔地切割数据体，可以较准确地识别出断层在整个工区内的展布情况。

综上所述，在相干数据体上，断层的空间展布特征明显，使解释人员很容易建立起断层的空间概念，如断层的规模，断层的位置及走向等信息。通过等间隔地切割数据体，可以较准确地识别出断层在整个工区内的展布情况，此外，结合曲率、倾角、方位角等多种平面断层识别手段，对断层进行识别。