地震相干体及断层识别技术研究
地震相干技术在断层与沉积相解释中的应用

空间组合模式提取相关属性 。这些模式可以从不 同 的侧面反映储集层 的特征 , 如非 均质性 、 断层类 型 等 。在纵、 横测线方 向上分别计算地震道的相似性 ,
可 以测 量 出二 维相 关性 。 由这 些 二维测 量 值 的组 合 可 以得到 三维 相关 性 的量 度 。选 用合适 的地震 道 的
地 震 相干 的最 有效 和最 重 要 的应 用之 一是 同相 轴 的检 测 , 别是 当 同 相轴 的 幅值 较 小并 隐 藏在 噪 特 声中时, 除检 测 外该 测量 还 对 同相 轴 的 强度 赋 予 一
个定量的值 , 若其估值是一个能量归一化的度量值 ,
收 稿 1期 : 051—7 修 改 日期 : 06O —1 5 t 20 —1 ; 0 20 一11
出了应用地震相干数据体解释断层的有效性 。佘德 平等人介绍了多道相关技术 的数学原理 , 用多道相 关技术制作三维相干数据体 的方法 , 论述 了三维相 干数据体在实际资料 中的应用 , 结果证 明三维相干 数据体具有速度快 、 无人工干预等优点 , 不仅可以快 速准确 的确定断层平面展布及 其细节特征 , 而且可 以利用其提供的地层产状信息研究 目标储层的构造 沉积演化体系【4。目前在胜利 、 3j , 大庆 、 大港 、 华北 、 中原 、 四川等油田, 地震相干技术正在被广泛加以应
空 间变化 特 征 , 而 可 以指 导工 作 人 员 进 行 地 震 解 从
常难于识别解释。但这些断层在地震剖面上表现出 连续 的地震反射发生错断或扭动 , 其波形 的相似性 发生变化 , 连续性变差。根据断层 的这一地震反射
特点, 利用相干技术 , 定量地算 出在一定时窗内相邻 地震道问的相关值 , 就可 以在相关值分 布图上把细
断层、裂缝识别属性

断层、裂缝识别属性地震相干、倾角和方位角相干体技术是通过三维数据体来比较局部地震波形、相位的相似性。
当地层岩性、特征等地质因素横向发生变化时,必然导致地震波发生变化,从而进一步引起地震波的各种属性变化。
反之,作为一种属性应用,地震波横向变化时,根据地震道相干性计算的数值必然发生变化,且变化敏感,相干值低的点与地质不连续性(如断层、地层、特殊岩性体边界)密切相关。
因此,相干体切片包含了断层、微断裂的信息,它可直观地显示微断裂的相对发育程度。
通常,长度较大的线状或大曲率半经的曲线为断层的显示,长度较短的则为微断裂的显示,微断裂的显示越密集,则预示微断裂越发育。
层倾角和方位角图也有类似的功能,只是各有所长。
图片上较长的线性条带显示,一般也是断层的体现,其中短促的线性条带通常是微断裂的体现;而断层之间,方位角的线状或大小(色彩)变化现象则体现了裂缝的发育状况,通常线状显示越密集、色彩越丰富,则预示裂缝越发育。
通过地震相干、倾角和方位角的叠合显示,可更加清晰地描述地质体产状的细微变化,有利于分析构造的变形程度和裂缝的发育程度,从而有助于分析储层物性的相对优劣。
SMT中该类属性应用SMT中所有高级属性都集成在一个模块RSA中,因此要计算该类属性首先从project中找到RSA模块,打开进入属性选取窗口。
RSA模块中相干属性名称为Similarity,这里翻译过来实际上是相似性,意为相似性越差,越不相干,反映横向的不连续性,指示断层、裂缝或者特殊岩性体的存在;相似性越好,越相干,反映横向上地层具有连续性。
在实际应用中利用该属性silimarity来检测尺度较大的断层,当然有时候也对小断层有用。
在similarity属性下方为silimarity variance,翻译为相似性的方差。
数学上,方差是各个数据与平均数之差的平方的平均数。
通俗点讲,就是和中心偏离的程度,用来衡量一批数据的波动大小(即这批数据偏离平均数的大小)。
地震相干体技术

(2)基于高阶统计量的相干体技术
高阶统计量具有许多优点,从提高相干体算法抑制噪声的能力和减小计算量的角度出 发 ,陆文凯等人将高阶统计量方法与相干体技术相结合,以 C1 算法为基础,提出了一种 新的基于高阶统计量的相干体(CHOS)算法,该算法仅需三道地震记录同时参与运算:
式中: 1是地震道 u(xi , yi ,t ) 与 u(xi1, yi , t 1) 之间的时间延迟, 2 是地震道 u(xi , yi , t ) 与 u(xi , yi1, t 2 ) 之间的时间延迟。最后得到的某一样点处的相干
1996,相干技术公司(CTC)成功地将相干体技术商业化并拥有该技术 唯一的许可证;1999年,CoreLab公司收购CTC公司;2000 Core Lab 从BP Amoco公司购得相干体技术全套专利。
此后 ,相干体技术在地震油气勘探领域得到了广泛 的应用和发展 ,近 年来又发展了基于几何结构张量的相干体技术等,在与可视化结合、与 小波变换结合、相干体的自动化解释研究等方面都有较大发展,并向叠 前地震数据应用的方向延伸。
值为:
新一代相干体技术
(2)基于高阶统计量的相干体技术
振幅数据切片
CHOS算法相干体切片
C2算法相干体切片
C3算法相干体切片
新一代相干体技术
(3)基于小波变换的多尺度相干体分析技术
多分辨率分析又叫多尺度分析,其中小波变换是其主要的分析手段。同傅氏变换相比
较,小波变换具有更好的局部化特性,可以任意调节空间的分辨率,即有“变焦”功能, 被誉为数字上的显微镜。
kt kt
px j px j
qy j )
qy j )2
式中:下标 j 表示落在分析时窗内的第 j 道; xj 和 yj 表示第 j 道与分析时窗内中心点 t 在 x 和 y 方向的距离;p 和 q 分别表示分析时窗内中心点,所在局部反射界面 x 和 y方向的视倾 角。
传统经典断层识别实战——相干、曲率

传统经典断层识别实战——相干、曲率01 相干算法识别断层原理相干技术的主要原理是通过三维地震数据体中相邻地震道信号的相似性来表示地层的横向非均匀性,从而确定地层中的断层。
相干算法最早是在20世纪90年代提出的,迄今为止历经了四次革新,分别为基于相关的算法(称为C1算法)、基于地震道相似性的算法(称为C2算法)、基于矩阵特征值的算法(称为C3算法)和基于子体特征的算法(称为C4算法)。
地震数据体是一个振幅数据体,数据体中每一个值反映的是该地层位的特征。
在地质学上,地层沉积的过程是渐进的,也就是说地层在一般情况下是水平连续或是渐变均匀的。
所以相邻地震道所测信号应该具有很高的相似性。
当有断层存在时,地层不再连续或渐变均匀,而是产生突变,此时相邻道之间的相似性很低,下图反映了地层不连续情况下的地震道所测信号波形。
如图所示:通过计算横向和纵向相邻道之间的相关值得到三维相干值数据体,从而将三维地震振幅数据体转换成相干数据体。
相干切片是相干数据体的水平切片,体现某一时间深度不同相干值的点构成的平面。
断层线是该平面上相干值小的点连成的线,通常是断层的所在位置。
用三维相干算法计算地震相干数据体突出了不相干的数据,其相干体水平切片表现了断层线所在位置,为油气储层评价提供了理论依据。
02 曲率识别断层原理曲率用来反映几何体的弯曲程度,描述的是曲线上任意一点的弯曲程度,表明曲线偏离直线的程度。
曲率越大,表示曲线的弯曲程度越大。
地震曲率断层检测技术由A.Roberts首先提出的,在构造解释中,我们可以根据层位的解释数据计算其曲率,从而可以定量描述其构造特征。
图给出了背单斜、向斜和断层曲率描述,其中背斜的曲率为正,向斜的曲率为负,而且褶皱越厉害,曲率值越大,平层和单斜层的曲率为零,断层在平滑后可近似认为其曲率由正到负或由负到正的变化。
显然,上述曲率对于单斜和水平地层的区分是无能为力的,对于平行断层,水平面上或沿层面上有方向变化的复杂构造,也是无能为力的,必须要借助于以二维曲面分析为基础的曲率属性。
用相干体属性开展断层识别

地层在原始地层沉积时在横向基本是均匀的, 至少是渐进变化的,所 以 在 地 震 勘 探 中 相 邻 道 间 的 反 射 地 震 信 号 具 有 连 续 性 ,当 地 层 发 生 构 造 运 动 后 , 地层的均匀性受到 破 坏,相 邻 道 之 间 反 射 地 震 信 号 的相似性也随之发 生 变 化,三 维 相 干 技 术 就 是 一 种
第52卷 第1期 2019 年 (总 211 期 )
Hale Waihona Puke 西 北 地 质NORTHWESTERN GEOLOGY
DOI:10.19751/j.cnki.61-1149/p.2019.01.023
Vol.52 No.1 2019(Sum211)
用相干体属性开展断层识别
席 桂 梅1,2,何 书 耕2,闵 也2,孙 颍 川2,李 启 成2
第1期
席 桂 梅 等 :用 相 干 体 属 性 开 展 断 层 识 别
245
干技术能充分利用 计 算 机 计 算 速 度,从 宏 观 上 了 解 地层岩性的空间变化规律及整个工区断层分布情况 (张 延 玲 等 ,2005;高 鹏 等 ,2010)。
1 相干算法
1.1 C1 相 干 算 法 C1相干算法是 在 提 出 相 干 体 技 术 概 念 之 初 的
Fault Identification by the Coherency Attributes
XI Guimei 1,2,HE Shugeng2,MIN Ye2,SUN Yingchuan2,LI Qicheng2
三维地震资料精细识别小断层

三维地震资料精细识别小断层小断层三维地震资料精细识别研究现状近几年随着高精度(高分辨)地震采集技术、相干数据体解释技术、三维可视化技术和谱分解等技术相继出现、广泛应用和不断提高,使得地震资料解释的识别能力和解释精度得到了很大提高。
特别是在老油田滚动扩边和开发调整过程中,油田内部小断层和微构造已成为精细构造解释的重点内容之一。
近年来,适应油田开发的需要,许多技术与手段用于对小断层的识别和解释。
目前国内用于对小断层识别与解释的技术主要有:地震属性剖面解释、相干数据体解释技术、沿层切片解释技术、倾角、方位角及断棱边缘综合检测技术、蚂蚁体技术以及多种解释技术结合的断层综合解释技术。
(1) 相干数据体技术三维相干技术经历了三代算法的发展,它的第一代算法是基于互相关的相干性算法,计算比较简单,在处理有噪数据上存在某些局限性,仅适用于高质量的地震资料;第二代算法是通过在数学上建立一个协方差矩阵,把主测线和联络测线方向上两道互相关推广到多道分析窗内的多道互相关,并通过沿协方差矩阵中各个检测倾角或方位计算多道相干,其抗噪能力较强,可指示辨认反射面的倾角和方位,但分辨率较低;第三代算法是计算协方差矩阵中特征值的一种算法。
第三代算法优于第一代和第二代算法在于:当信号高于附加的高斯噪声水平时,能从相干性计算中去除噪声,这种方法在有噪数据中能提供最佳的横向分辨率。
其不足之处是,从理论模型试算结果看,在倾角较陡的地区,未考虑倾角的第三代算法没有第二代算法效果好,而考虑倾角的第三代算法仅与第二代算法效果相当;从经济效益看,第三代算法计算量比第二代算法大得多。
改进的第三代相干算法抗干扰能力强,横向分辨率高对断层尤其对小断层具有较高的检测能力。
另外,基于小波变换的地震数据的相干体算法可以得到高、低频瞬时相位信息,有利于精细构造解释,计算的相干体在小断层分辨程度效果明显。
(2) 倾角、方位角、断棱综合检测技术沿反射层计算出每个网格点的时间倾角,其过程是一种对时间图表面的微分。
地震相干体技术识别低序级断层方法研究

Ab t a t C r e ti e t ia i n o h o lv l a l e p u o h x lr t n a d d v lp e to i sr c : o r c d n i c t ft e lw e e f u t i h lf l rt ee p o a i n e eo m n fo l f o ss f o a d g si o l a e f u tbo k rs r o r .L w e e f u t h v h a l a s s hg e e f ut 、Ba e n n a n c mp i t a l lc e e v is o l l a l a e t e S H e c u ea i h lv l a l c — v s s sd o
t es c c h r n e prn i l t u h r o o e t e o e e c lo ihm wih op i zn a r bu t t hes imi o e e c ic pe, he a t o s pr p s d h c h r n e ag rt t tmii g nd o s o n s oie,a d a l z d s v r l a a t r t h n l e c n t es im i o r n ec b ac l tn e u ti c u n nay e e e a r me e swih t e i fu n eo h es c c he e c u e c lu a i g rs l n ld— p
中 图分 类 号 :P 3 。4 6 1 4 文 献 标识 码 :A
M e h d s u y o es i o e e e c b e h q t o t d f s im c c h r nc u e t c ni ue t n e pr t to f l w e e a ls o i t r e a i n o o l v lf u t
基于小波变换的相干体技术在地震解释中的应用

针对这一问题,本文提出了改进的区域增长算法,利用已确定 的层位部分以及邻域信息对候选层位点做进一步的检查,以剔 除候选层位点集中的奇异3、提出了基于邻域信息的方向约束蚁 群断层识别算法。对蚁群断层追踪算法进行了学习和研究,由 于常规蚁群算法中蚂蚁的移动是基于信息素随机确定的,受地 层残留响应的影响,早期蚂蚁的移动可能存在误差,对最终结 果造成影响。
地震相干体技术通过计算三维数据体中的某一道与相邻若干道 间相似程度来检测地震波同相轴的不连续性,得到对应的地震 相干体。相干体消除了横向变化平缓的层位对断层观察的影响, 是个便于断层解释的断层增强体,大大地缩短三维地震数据的 解释周期。
本文针对小波相干体,层位追踪、断层识别算法等地震资料解 释软件中常运用到的一些技术,进行了学习和改进,以提高地 震解释的准确率,具体研究内容及创新点如下:1、提出了基于 小波变换的自适应时窗相干体算法。传统小波相干体技术有很 好的抑制噪音,抗干扰能力,但在计算分频相干体时仍采用以 计算点为中心长度固定的时窗。
为了降低搜索的随机性,本文提出基于邻域信息确定蚂蚁的初 始搜索方向,在一定范围内进行移动,减弱了搜索的随机性, 加快了算法的收敛速度,在自适应小波相干体的基础上完成断 层的自动追踪。4、实现了基于多分辨率扩展八叉树的大规模地Байду номын сангаас震体数据的处理和解释。
随着地震数据规模的不断增大,地震解释技术的可行性面临巨 大的挑战,针对大规模地震数据相干体的计算量较大,且基于 GPU的三维体绘制显卡限制等问题,本文实现了地震体的外存多 分辨率八叉树结构的构建算法。扩展八叉树通过分块动态加载 解决了显卡内存限制的问题,除此之外,先加载低分辨率对整 体分布有个掌握,再交互选择感兴趣区域加载细节信息进行处 理解释的方式,增强了地震解释的可视化和交互式体验。
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第三代相干体算法
相干算法
第三代相干体算法
相干算法
可以看出,相似系数计算的是协方差矩阵全部特 征加权求和与全部特征值之和的比。根据协方差 矩阵特征值所对应的物理意义,大特征值代表的 是分析元素空间中的主要成分,在有效信号占有 的地震道中,它反映的是有效信号;而小特征值 代表的是分元素空间中的次要成分,通常是噪声 干扰。仅保留大特征值,去除小特征值,有可能 去除噪声干扰,改善相干体计算的分辨率。根据 这一认识,Gersztenkorn等提出了第三代基于特 征结构的相干体计算方法。
项目来源: 中原油田分公司重点科技攻关项目,
合同号2004802。
研究时间:2004.4-2005.6
系统开发目的
在微机上研制一套地震相干体处理 和断层识别软件系统。
为勘探开发人员提供一套效率高、风险 小、精度高的地震相干体处理和断层识别软
件,提高复杂断块构造解释效率和精度。
系统开发的意义
1、当一个三维工区解释之前,通过地震相干体处理, 就能直接显示断层的分布规律和断层展布。 2、 地震相干体处理和断层识别技术能为解释人员提供 一套有利的解释工具和手段,能提高解释效率和精度。 3、地震相干体分析能够把隐藏在数据体中的岩性变化 凸现出来,如埋藏三角洲、河道和海滩,岩性异常体和 碳酸岩缝孔洞等地质现象。
相干算法
首先定义一个椭圆和矩形窗口,在这个窗口
中以分析点为中心,有J道地震数据
第二代相干体算法
相干算法
第二代相干体算法
相干算法
实际计算时,我们采用以下公式计算多道相似 系数
K J J
u(t kt pxi qyi , xi , yi ) u(t kt px j qy j , x j , y j )
1、对于近似直立的断层,如果断层 两端地震道波形相似,即使断层本身存在 明显落差也无法反映。
2、隐含假设了在时间方向上,计算时
窗内地震道的振幅均值为零,对于有效波频 率下限较低的地震资料,就要求相关时窗取 较大值,这就不可避免地带来上、下层为特 征的相互干扰,影响了时间方向的分辨率。
第二代相干体算法
主要研究内容
1.相干算法的研究。 • 第一代算法,原理、算法、算法优化。 • 第二代算法,原理、算法、算法优化。 • 第三代算法,原理、算法、算法优化。 2.相干体软件的研制。 3.相干体处理技术的研究。 • 参数选取对处理结果的影响、相干体识别
微小断层技术研究。 4.细线化处理技术研究与软件研制。 5.相干体切片的断层识别显示。
第三代方法称作特征构造,把多道地震数据组成 协方差矩阵,应用多道特征分解技术求得多道数
据之间的相关性,计算倾角、方位角。
国内外技术状况和发展趋势
目前,Landmark、Geoquest等软件 厂商的相干算法大部分采用量能归一化 后的互相关计算;
国外使用的相干算法大多为第一代方 法和第二代方法,第三代方法处于研究 探索阶段,国内也有相干体软件,但实 际应用尚不多见。
地震相干体及断层识别 技术研究
报告人:陈国俊
中原油田分公司勘探开发科学研究院 二○○五年十二月
汇报内容
1.项目概况 2.相干体技术介绍 3.软件实现 4.效果分析 5.结论和建议
项目概况
1. 项目来源 2. 系统开发目的、意义 3. 国内外状况和发展趋势 4. 主要研究内容 5. 取得的成果
项目来源
Hale Waihona Puke c(t, p, q) kK i1 j1
K J
2
J
u(t kt pxj qy j , xj , y j )
k K j1
第二代相干体算法
相干算法
第二代相干体算法
相干算法
第二代相干体算法
相干算法
第二代相干体算法
相干算法
第二代相干体算法
相干算法
研制开发具有友好界面、操作简便、性能完善、更 加符合客观地质特征和断层分布规律的一套相干体处理 和断层识别系统,具有十分重要的应用价值和生产意义。
国内外技术状况和发展趋势
第一代方法采用三道相干处理,对于高品质的地 震资料具有很好的检测效果,分辨率也最高。但 抗噪能力较差。
第二代方法采用多道相干处理,分析效果是分辨 率较低,但抗噪能力较强。
主要创新点
1、相干算法多。
1)常规第一代相干算法、第二代相干算法、第三代相干算法 2)带倾角和方位角的第二、三代相干算法 3)改进的第三代相干算法;
2、运算速度快。
软件 自行开发
第一代相干算法
第二代相干算法 第三代相干算法
Geoquest 帕拉代姆
3、采用细线化处理技术
运算时间 40分钟 55分钟 1小时 40 分钟 3~5 分钟 20~100 分钟
取得的成果
• 分析了地震相干体技术的概念、地震相干体算法种类 和地震相干体各算法之间的内在联系;
• 编制了地震相干体第一代、第二代、第三代相干算法 模块以及带倾角和方位角的第二、三代相干算法模块 以及改进的第三代相干算法模块;
• 编制了地震相干体图像二值化和图象的细化处理功能 模块;
• 建立了地震相干体处理的子系统; • 开发了相干切片、倾角切片、方位角切片综合显示 • 多个三维地震工区的地震相干体计算成果。
第一代相干体算法
相干算法
最早的第一代相干体主要考虑某一道沿CDP方向(x) 和测线方向(y)与邻道的相关性。
第一代相干体算法
相干算法
第一代相干体算法
相干算法
相干算法
中心道 搜索时窗(顶1/2)
相 关 时 窗
相邻道 相关函数
搜索时窗(底1/2)
第一代相干体算法
相干算法
相干算法
相干体第一代算法(C1) 缺陷
4、相干切片、倾角切片、方位角切片综合显示
汇报内容
1.项目概况 2.相干体技术介绍 3.软件实现 4.效果分析 5.结论和建议
相干算法的基本原理
三维地震数据体反映地下一个规则网格的反 射情况,通过对主测线和联络测线方向计算某一 时间域内波的相似性,可获得三维地震相关图。 当存在断层和地层不连续变化时,在局部一些地 震道上会出现与相临地震道不同的反射特征,导 致道与道之间相关性方面的极不连续。利用这一 原理,通过对三维数据体的不连续性进行分析, 就可识别构造和断层的分布,使解释人员在解释 之前就能获得研究区域粗略的构造几何形态和断 层分布情况,避免解释的随意性。