地震相干属性在断层识别中的关键技术分析与研究

摘 要：地震相干属性可以用来描述地震数据的不连续性特征，从而可以有效识别断层。本文首先简要阐述了地震相干属性识别断层的基本原理，然后详细说明了利用地震相干属性进行断层识别的关键技术：去噪处理和参数选择，以期本文的研究可以为石油行业者提供一定的参考。

关键词：相干;断层;时窗;地震道数;滤波;属性

0 引言

断层是地下岩层或者岩体沿着破裂面发生一定距离的位移而形成的地质现象。对于地下油气的生成、运移、聚集、保存以及分布而言，断层是一种十分重要的影响因素。在油气勘探开发过程中，断层识别是地震资料解释的基础，直接关系到后续构造解释、储层预测等工作的精度，从而影响了油气勘探开发的成功率。因此，一直以来，如何更好的识别断层是石油工作者关注的热点和难点。经过多年的勘探开发以及技术发展，目前断层识别的技术种类繁多，主要有2种：①常规断层识别;②地震几何属性识别。前者主要是指利用地震剖面和平面的特征进行断层识别，后者主要利用一些地震几何属性来描述地震数据的空间连续性，从而进行断层的识别，主要有方差、相干、曲率、蚂蚁体等。其中，相干属性是地震几何属性的代表，具有运算速度快、操作简单、客观有效等特点，目前已经成为断层识别中一项十分普及的手段。

1 基本原理

自从1995年相干算法被提出之后，经过几十年的发展，地震相干技术在断层识别、裂缝预测等方面得到了广泛地推广和应用。地震相干属性的基本原理是通过计算各个地震道之间的相似系数，然后根据相应的原则对其与地震波形的关系进行分析，然后找到它们之间的变化规律，根据这种规律来描述地震数据的空间连续性，从而识别断层、河道、裂缝等地质异常。在实际应用过程中，一般都是计算三维地震数据的相干属性，然后利用相干属性的剖面和切片上的低相干值区域进行断层的识别，除了可以识别一些主要的断层之外，也可以识别一些微小的断层和裂缝以及其他的地质异常体[1]。

2 关键技术

2.1 去噪处理

由于相干属性对地震数据中的噪声非常敏感，特别断层区域的噪音更加严重，利用常规的滤波技术通常会模糊了数据边界，甚至歪曲了原始资料，严重影响了后续相干属性的可靠性[2]。本文介绍一种扩散滤波技术，该技术不但可以保留地震资料中所包含的倾角和地层接触关系的信息，而且可以在保护数据边界的情况下去除一些噪音。因此，在利用地震相干属性进行断层识别之前，应该对原始地震数据进行扩散滤波处理，尤其是一些复杂断块地区，压制地震数据的噪音，增强和保护有效信号，进而更好地保护断层信息，从而更有利于对断层识别的研究，如图1所示。

2.2 参数选择

通常情况下，在计算地震相干属性的过程中，主要考虑2个参数：①空间孔径;②时间孔径[2-3]。在实际应用过程中，研究人员应该优选上述两个参数，尽可能地提高相干属性的可信度和精确度，从而为后续断层的识别提供高精度的相干数据。

2.2.1 空间孔径

在计算地震相干属性时，一般使用矩阵形式的空间组合模式，而选定组合模式之后，就需要选择空间孔径，也就是地震道数。图2为不同空间孔径的相干结果，从图中可知：选择的地震道数越多，相干属性的平均效应就会越大，降低了计算结果的横向分辨率，使得相干属性突出的主要是大断层;相反，如果选择的地震道数越少，相干属性的平均效应就会越小，进而会提高计算结果的横向分辨率，从而可以突出微小断裂。

2.2.2 时间孔径

地震相干属性的另一个关键参数是时间孔径，也就是相干时窗。图3为不同时间孔径的相干结果，从图中可知：在计算过程中，如果选择的相干时窗较小，相干屬性受噪音影响就会非常严重，相干属性可能更多突出的是噪声，就会降低断层识别的可信度。如果选择的相干时窗较大，计算时就会包含更多的地震同相轴，相干属性的结果就会掩盖很多非常细小的地质异常。在优选相干时窗的过程中，一般都是根据实际地震资料的视周期T的大小来决定：如果视周期越大，可以选择比较小的相干时窗;如果视周期越小，可以选择比较大的相干时窗。一般情况下，在需要识别断层时，相干时窗应该选取T/2到3T/2[3-4]。

3 结论

①地震相干属性主要应用在叠后三维地震资料上，极大地提高了断层识别的质量和效率。但是，只有地震资料品质较好的情况下，利用相干属性识别的断层才可信;②根据工区地震资料的实际情况及识别断层的大小，合理选择相应的空间孔径、时间孔径，提高地震相干属性结果的分辨率和精度，从而获得更好地断层识别效果;③随着石油物探技术的不断发展，地震相干属性将会逐渐向叠前地震资料、共方位地震资料以及共偏移距地震资料的应用上发展，在今后的油气勘探开发过程中，相干属性的应用将会更加广阔，发挥更大的作用。

参考文献：

[1]侯伯刚，乌达巴拉，杨再岩.地震相干体技术简介及其应用[J].现代地质，1999，13（1）：121-124.

[2]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（北京），2019.

[3]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.

[4]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：

孙转（1986- ），女，陕西咸阳人，汉族，研究生，工程师，主要从事构造解释、储层预测及新技术方面的工作。