地震相干体分析方法及系统与流程

本发明涉及地球物理地震勘探领域，更具体地，涉及一种地震相干体分析方法及系统。

背景技术：

1955年simpson首次提出地震记录相干的概念，1995年，m.bahorich和s.farmer正式提出了地震相干(数据体)分析方法(mikebahorich,stevefarmer.3dseismiediscontinuityforfaultsandstratigraphicfeatures-thecoherencecube.theleadingedge,1995,14(10):1053-1058.)。所谓地震相干体分析就是对相邻地震道间波形相似程度的一种度量，以获取用于判断地震波形或反射同相轴空间变化或连续性的信息，从而对地下断裂和特殊地质体直接作出识别和解释。自此，相干体技术在油气勘探、煤田勘探和地学研究等领域得到了广泛应用。

目前，三维地震相干(数据)体分析主要有三种方法：基于互相关(correlation)的相干分析，基于相似性(semblance)的相干分析和基于本征结构(eigenstructure)的相干分析。最简单的是基于归一化互相关的相干分析方法，它只对相邻的3个地震道进行运算分析，而后两类方法是对3道以上的地震波形运算分析。基于互相关的分析方法属于第一代(即c1)相干分析方法，它具有计算速度快的优点，但其抗噪能力弱，倾角估算误差大。后两者则分别属于第二代(c2)和第三代(c3)相干分析方法，它们是目前应用最广泛的两类分析方法。

然而，不论是哪一种地震相干(数据)体分析方法都涉及到对3道及3道以上地震道波形进行相似性估算和筛选取值的过程，而对于三维地震数据体来说，相干分析估算和取值地震道排列方向(方位角)的不同，其最后相干分析的结果(相干体)也就存在差异。这些差异一方面是地下介质地层走向和倾角以及构造断裂走向和倾角本身就存在方向差异，另一方面是地震波传播过程中对地下复杂介质“各向异性特征”的一种反映。对于地震相干体分析过程中这种地震道排列方式方位的差异性导致最终地震相干体分析结果的差异性，杨春峰等(石油物探，相干数据体处理技巧及在精细构造解释中的应用，2004，43增(4)：107-109)已注意到，但至今未见到如何有效应用这种差异性提高地震相干体分析的效果的报道。因此，有必要开发一种地震相干体分析方法及系统，提高三维地震相干数据体分析的效果。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明提出了一种地震相干体分析方法及系统，其能够通过集成不同道排列方式的相干数据体各自的优势，提高了地震相干体分析对小断裂和微断裂的揭示精度。

根据本发明的一方面，提出了一种地震相干体分析方法。所述方法可以包括：选取三维偏移地震数据体的一个地震道作为标准道，获取所述标准道的8个相邻道；设定地震相干体分析时窗长度；在时窗范围内，根据所述标准道与所述相邻道的不同排列方式，分别进行地震相干体计算，获取对应于不同排列方式的相干数据体；对所述相干数据体进行合并，获取增强相干数据体。

优选地，通过切片分析所述不同排列方式的相干数据体，确定不同相干数据体的合并取值的原则。

优选地，通过取最大值、取最小值或取加权值的方法对所述相干数据体进行合并。

优选地，所述在所述时窗范围内，根据所述标准道与所述相邻道的不同排列方式，分别进行地震相干体计算，获取对应于不同排列方式的相干数据体包括：在所述8个相邻道中选取两道，标记为x道与y道；在所述时窗范围内，分别对所述标准道与所述x道和所述y道进行互相关运算，并分别确定x道和y道的最大的互相关值所对应的时间延迟τx和τy；根据所述时间延迟τx和τy，分别求取x道的互相关系数ρx和y道的互相关系数ρy；对互相关系数ρx和ρy的最大互相关值的积开方，获取x道、y道与标准道的相干数据体。

优选地，所述相干数据体为：

其中，cxy表示相干数据体，τx表示x道的时间延迟，τy表示y道的时间延迟，ρx表示x道的互相关系数，ρy表示y道的互相关系数，t表示时间，xi表示x道的第i个样点值，yi表示y道的第i个样点值。

根据本发明的另一方面，提出了一种地震相干体分析系统，可以包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：选取三维偏移地震数据体的一个地震道作为标准道，获取所述标准道的8个相邻道；设定地震相干体分析时窗长度；在时窗范围内，根据所述标准道与所述相邻道的不同排列方式，分别进行地震相干体计算，获取对应于不同排列方式的相干数据体；对所述相干数据体进行合并，获取增强相干数据体。

优选地，通过切片分析所述不同排列方式的相干数据体，确定不同相干数据体的合并取值的原则。

优选地，通过取最大值、取最小值或取加权值的方法对所述相干数据体进行合并。

优选地，所述在所述时窗范围内，根据所述标准道与所述相邻道的不同排列方式，分别进行地震相干体计算，获取对应于不同排列方式的相干数据体包括：在所述8个相邻道中选取两道，标记为x道与y道；在所述时窗范围内，分别对所述标准道与所述x道和所述y道进行互相关运算，并分别确定x道和y道的最大的互相关值所对应的时间延迟τx和τy；根据所述时间延迟τx和τy，分别求取x道的互相关系数ρx和y道的互相关系数ρy；对互相关系数ρx和ρy的最大互相关值的积开方，获取x道、y道与标准道的相干数据体。

优选地，所述相干数据体为：

其中，cxy表示相干数据体，τx表示x道的时间延迟，τy表示y道的时间延迟，ρx表示x道的互相关系数，ρy表示y道的互相关系数，t表示时间，xi表示x道的第i个样点值，yi表示y道的第i个样点值。

本发明的有益效果在于：本发明考虑了地震相干体分析过程中，互相关扫描时选择相邻地震道排列方式的不同(或方位的不同)所导致的地震相干数据体估算结果的差异，对多种道排列方式(不同方位)的地震相干数据体估算结果进行合并、取值，优化处理，增强地震相干数据体反映地下地质信息的能力。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的地震相干体分析方法的步骤的流程图。

图2示出了地震标准道和8个相邻地震道的空间关系。

图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f、图3g、图3h分别示出了根据本发明的一个实施例的标准道与2个相邻道的8种典型排列方式的示意图。

图4a、图4b、图4c、图4d分别示出了根据图3a-图3d的地震相干数据体沿3090毫秒的等时切片的示意图。

图5示出了根据本发明的一个实施例的同时选8个相邻道的地震相干数据体沿3090毫秒的等时切片的示意图。

图6示出了根据图4a-图4d获得的增强相干数据体沿3090毫秒的等时切片的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的地震相干体分析方法的步骤的流程图。

在该实施例中，根据本发明的地震相干体分析方法可以包括：

步骤101，选取三维偏移地震数据体的一个地震道作为标准道，获取标准道的8个相邻道。

步骤102，设定地震相干体分析时窗长度。

步骤103，在时窗范围内，根据标准道与相邻道的不同排列方式，分别进行地震相干体计算，获取对应于不同排列方式的相干数据体；在一个示例中，在时窗范围内，根据标准道与相邻道的不同排列方式，分别进行地震相干体计算，获取对应于不同排列方式的相干数据体包括：在8个相邻道中选取两道，标记为x道与y道；在时窗范围内，分别对标准道与x道和y道进行互相关运算，并分别确定x道和y道的最大的互相关值所对应的时间延迟τx和τy；根据时间延迟τx和τy，分别求取x道的互相关系数ρx和y道的互相关系数ρy；对互相关系数ρx和ρy的最大互相关值的积开方，获取x道、y道与标准道的相干数据体。

在一个示例中，相干数据体为：

其中，cxy表示相干数据体，τx表示x道的时间延迟，τy表示y道的时间延迟，ρx表示x道的互相关系数，ρy表示y道的互相关系数，t表示时间，xi表示x道的第i个样点值，yi表示y道的第i个样点值。

步骤104，对相干数据体进行合并，获取增强相干数据体。在一个示例中，通过切片分析不同排列方式的相干数据体，确定不同相干数据体的合并取值的原则。在一个示例中，通过取最大值、取最小值或取加权值的方法对相干数据体进行合并。在进行地震相干数据体计算时，是从标准道8个相邻道中任选2个道作为x道和y道，这样就存在多种排列组合结果，同样也就存在多种相干数据体的计算结果。

图2示出了地震标准道和8个相邻地震道的空间关系。

图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f、图3g、图3h分别示出了根据本发明的一个实施例的标准道与2个相邻道的8种典型排列方式的示意图。

具体地，在三维偏移地震数据体中选取一道作为标准道，则在该数据体中就有8个地震道与标准道相邻，则这8个地震道记为相邻道，在这8个相邻道中任选2道，记为x道和y道；由于每个地震道都存在差异，因此，对于标准道来说，选取相邻道的排列方式不同，所求取的相干数据体也就不同，对于标准道来说，从周围8个相邻道中任选2道，有28个不同的排列方式，考虑三维地震数据纵、横向排列分布的特点，能够简化抽提出方位性较强且地震道间的差异也较大的8种典型的排列方式，如图3a-图3h所示，其中，中心的圆表示标准道，实心圆表示选中的2个相邻道。

设定地震相干体分析时窗长度，即三维偏移地震数据中每个地震道参与地震相干体分析的开始时间和终止时间，在时窗范围内，基于地层倾角，根据标准道与相邻道的不同排列方式，分别对标准道与x道和y道进行互相关运算，并分别确定x道和y道的最大的互相关值所对应的时间延迟τx和τy；根据时间延迟τx和τy，分别求取x道的互相关系数ρx和y道的互相关系数ρy；对互相关系数ρx和ρy的最大互相关值的积开方，获取x道、y道与标准道的相干数据体为公式(1)。在进行地震相干数据体计算时，是从标准道8个相邻道中任选2个道作为x道和y道，这样就存在多种排列组合结果，同样也就存在多种相干数据体的计算结果，因此，通过切片分析相干数据体，确定不同相干数据体之间的差异，并制定出数据合并取值的原则，通过取最大值、取最小值或取加权值的方法对相干数据体进行合并，得到增强相干数据体。对整个三维偏移地震数据体中的每一道数据都采用这种方式进行上述步骤分析计算，就得到反映地震道间相似程度的地震相干数据体。

本方法考虑了地震相干体分析过程中，互相关扫描时选择相邻地震道排列方式的不同(或方位的不同)所导致的地震相干数据体估算结果的差异，对多种道排列方式(不同方位)的地震相干数据体估算结果进行合并、取值，优化处理，增强地震相干数据体反映地下地质信息的能力。

应用示例

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

以某地区三维偏移地震数据体为例进行了试算和对比。在三维偏移地震数据体中选取一道作为标准道，则在该数据体中就有8个地震道与标准道相邻，则这8个地震道记为相邻道，在这8个相邻道中任选2道，记为x道和y道。

设定地震相干体分析时窗长度，并根据地层产状设定最大地层倾角，在时窗范围内，根据标准道与相邻道的不同排列方式，分别对标准道与x道和y道进行互相关运算，并分别确定x道和y道的最大的互相关值所对应的时间延迟τx和τy；根据时间延迟τx和τy，分别求取x道的互相关系数ρx和y道的互相关系数ρy；对互相关系数ρx和ρy的最大互相关值的积开方，获取x道、y道与标准道的相干数据体为公式(1)。对标准道分别采用不同的道排列方式计算对应的的相干数据体，则分别得到8个不同的相干数据体，通过切片分析这8个相干数据体，确定不同相干数据体之间的差异，并制定出数据合并取值的原则，通过取最大值、取最小值或取加权值的方法对相干数据体进行合并，得到增强相干数据体。对整个三维偏移地震数据体中的每一道数据都采用这种方式进行上述步骤分析计算，就得到反映地震道间相似程度的地震相干数据体。

图4a、图4b、图4c、图4d分别示出了根据图3a、图3b、图3c、图3d的地震相干数据体沿3090毫秒的等时切片的示意图，其中，黑色区表示相邻地震道之间的差异较大，指示断裂或地层沉积相变边界；而白色区表示相邻地震之间相似度较大，指示稳定、地层沉积区，如图4a-图4d所示，不同的道排列方式其结果存在差异。

图5示出了根据本发明的一个实施例的同时选8个相邻道的地震相干数据体沿3090毫秒的等时切片的示意图。

图6示出了根据图4a-图4d获得的增强相干数据体沿3090毫秒的等时切片的示意图，与图5对比，不仅较大的断裂更加清楚，而且对一些小断裂或微断裂揭示得更加清晰。

综上所述，本发明考虑了地震相干体分析过程中，互相关扫描时选择相邻地震道排列方式的不同(或方位的不同)所导致的地震相干数据体估算结果的差异，对多种道排列方式(不同方位)的地震相干数据体估算结果进行合并、取值，优化处理，增强地震相干数据体反映地下地质信息的能力。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

根据本发明的实施例，提供了一种地震相干体分析系统，可以包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：选取三维偏移地震数据体的一个地震道作为标准道，获取标准道的8个相邻道；设定地震相干体分析时窗长度；在时窗范围内，根据标准道与相邻道的不同排列方式，分别进行地震相干体计算，获取对应于不同排列方式的相干数据体；对相干数据体进行合并，获取增强相干数据体。

在一个示例中，通过切片分析不同排列方式的相干数据体，确定不同相干数据体的合并取值的原则。

在一个示例中，通过取最大值、取最小值或取加权值的方法对相干数据体进行合并。

在一个示例中，在时窗范围内，根据标准道与相邻道的不同排列方式，分别进行地震相干体计算，获取对应于不同排列方式的相干数据体包括：在8个相邻道中选取两道，标记为x道与y道；在时窗范围内，分别对标准道与x道和y道进行互相关运算，并分别确定x道和y道的最大的互相关值所对应的时间延迟τx和τy；根据时间延迟τx和τy，分别求取x道的互相关系数ρx和y道的互相关系数ρy；对互相关系数ρx和ρy的最大互相关值的积开方，获取x道、y道与标准道的相干数据体。

在一个示例中，相干数据体为：

其中，cxy表示相干数据体，τx表示x道的时间延迟，τy表示y道的时间延迟，ρx表示x道的互相关系数，ρy表示y道的互相关系数，t表示时间，xi表示x道的第i个样点值，yi表示y道的第i个样点值。

本发明考虑了地震相干体分析过程中，互相关扫描时选择相邻地震道排列方式的不同(或方位的不同)所导致的地震相干数据体估算结果的差异，对多种道排列方式(不同方位)的地震相干数据体估算结果进行合并、取值，优化处理，增强地震相干数据体反映地下地质信息的能力。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。