相干体技术分析与探索

秦喜春　李皓　戚雪晨　于丹

摘 要：相干体技术对地震数据的不连续性特征非常敏感，能够有效识别和预测各种地质异常体。本文首先简要阐述了相干体技术的基本原理，然后分析了三种相干体技术（C1、C2、C3）的优缺点，最后通过实际数据的对比分析，详细研究了相干体技术的参数选择。

关键词：相干体;时窗;道数;地震;属性

0 引言

随着能源的持续消耗，人类对油气资源的需求日益增加，世界各国都在加大油气资源的勘探开发力度，常规的构造油气藏越来越匮乏，因此，人们开始重视隐蔽油气藏的勘探开发，但是这种油气藏的类型较多、地质条件复杂、深度较大，勘探开发的难度非常大。因此，寻求更加先进、高效的勘探开发技术是目前石油工作者关注的热点和难点。

随着物探技术的不断发展，地震几何属性在油气勘探开发中的应用越来越广泛，例如断裂解释、裂缝预测、生物礁识别、河道刻画、火山岩体识别等，并且取得了比较好的应用效果。其中，相干体技术是地震几何属性的代表，由于其具有快速、客观、有效的特点，目前已经成为油气勘探开发工作中一项非常普及的技术，主要应用于地质异常的解释工作。

1 基本原理

在1995年，Bahorich和Farrner提出相干算法之后，仅仅过了两年，CTC和Amoco公司就申请了相干体技术发明专利，经过几十年的发展，相干体技术已经成为地震几何属性的代表，目前是一种十分普及的油气勘探开发技术[1，2]。相干体技术的基本原理是通过计算地震波形的相似性来对地震数据的空间连续性进行描述，进而突出地震反射的异常，从而识别断层、裂缝、岩性异常等不均匀性特征。从计算公式上而言，相干体技术非常简单、易懂，核心就是计算地震数据的相关系数，具体公式如下：

（1）

式（1）中，T和T’是地震道的数据对;R是相干系数;t是时间;φ为倾角。

2 三种相干体技术的优缺点

相干体技术主要有3种，即第一代相干体技术（C1）、第二代相干体技术（C2）、第三代相干体技术（C3），后续经过研究人员的不断研究及改进，目前的相干体技术众多，如局部结构熵相干体技术、分频相干体技术、高阶统计量相干体技术等。但是，目前最常用的仍然是C1、C2、C3三种相干体技术，已经被成功应用于多个商用软件中，如Geomodeling、Geoeast、Opendtect、Landmark等，这3种相干体技术各有优缺点：C1具有易实现、运算速度快的优点，但是抗噪的能力较差，对地震数据的品质要求比较高，适用于大断层发育的地区;C2综合考虑了地下地层的倾角和方位等因素，具有比较强的稳定性，抗噪的能力较强，并且可以计算比较薄的地层，适用范围比较广，但是C2的横向分辨率比较低;C3的横向分辨率比较高，并且具有很强的抗噪能力，但是C3不适用于地层倾角较大的地层，效果较差，而且运算速度非常慢。

3 相干体技术参数选择

一般而言，在不考虑断层倾角的情况下，相干体计算结果的影响因素主要有2个：①地震道数;②相干时窗。在實际应用过程中，应该合理选择这2个参数，提高计算结果的精确度，从而提高断层、裂缝、河道等地质异常体的解释精度[2，3]。

3.1 地震道数

通常情况下，地震道的空间组合方式主要有8种：①横测线;②纵测线;③十字形;④三角形;⑤左对角线;⑥右对角线;⑦对角线;⑧矩阵形式。其中，最常用的空间组合方式为矩阵形式，相干体就是以矩阵的形式进行计算的，而地震道数就是矩阵的元素大小。地震道数越多，计算结果的平均效应就会越强，进而就会降低分辨率，但是运算时间较短，效率较高;反之，地震道数越少，平均效应就会越小，计算结果的分辨率就会越高（图1）。因此，在实际应用的过程中，研究人员应该根据工区的地质情况、地震资料的品质、研究目的等情况来合理选择地震道数。

3.2 相干时窗

相干体计算的另一个关键参数是相干时窗，时窗越小，受噪音影响越大，计算结果可能更多反映的是噪声，计算结果的精度较低。如果时窗越大，所包含的反射同相轴越多，计算的结果会掩盖一些比较细微的地质异常，如图2所示。在实际应用过程中，研究人员应该参考地震数据的频率，如果主频比较高，可以选择比较小的相干时窗;反之，主频比较低，则选择较大的相干时窗。常规地震剖面的频率为20-50Hz，所以地震剖面的视周期约为50ms。

4 结论

①根据研究区资料情况及研究目的，优选不同的技术参数，从而获得更好地计算结果，提高相干体结果的精度;②相干体技术是一种非常常用的技术，具有原理简单、操作方便等优点，可以为油气勘探开发提供一定的技术支持，而油气勘探开发的良好发展反过来又可以促进相干体技术不断进步。

参考文献：

[1]杨宇勇.裂缝发育的地震预测方法研究[D].北京：中国地质大学，2019.

[2]席桂梅，何书耕，闵也，等.用相干体属性开展断层识别[J].西北地质，2019，52（01）：244-249.

[3]杨瑞齐.基于三维叠后地震资料的潜山裂缝型储层预测研究[D].成都：成都理工大学，2017.

作者简介：

秦喜春，男，辽宁抚顺人，满族，研究生，工程师，主要从事地震解释方面的工作。