相干技术在油气勘探中的应用

侯全梅

中原石油勘探局有限公司培训中心 河南濮阳 457001

相干技术实际上是对相邻地震道空间上的不连续性进行度量，然后分析地震数据的不连续性特征，进而识别地下储层的各种异常地质现象，如断层、裂缝、火山、河道等。自从1995年美国学者Bahorich和Farmer提出第一代相干技术以来，经过20多年的发展，该技术已经成为了一种十分普及的地震属性分析技术，广泛应用于油气勘探中的各个方面，不但可以减少地震资料解释中的人工经验成分，而且可以大幅提高解释人员的效率，为油气勘探提供非常有力的技术支持，从而促进油气勘探的发展[1]。

1 相干技术的简介

从基本原理上而言，相干技术非常简单、易懂，本质上是利用相应的数学算法计算出地震各道之间的相关性，突出地震数据的不连续性。目前，相干技术都是从三维数据体出发，计算三维空间中的每个样点与周围数据的相似性，最终形成一个相似性数据体，基本的计算公式见式。

式中，t为时间；为倾角；为最大倾角；L为相干时窗；T和T′为地震道的数据对；R为相干系数。

目前，相干技术的算法主要有3种：①第一代相干技术（C1），主要是利用互相关分析算法，对基准道与参考道的地震数据进行计算，从而获得相似性数据体。C1计算效率非常高，但是抗噪性较差，比较适用于地震资料品质好，大断层发育的工区；②第二代相干技术（C2），主要是通过构建协方差矩阵来计算地震数据的相似性。与C1相比，C2的运算效率稍慢，但是算法中加入了地层的倾角和方位参数，抗噪性强，大部分情况下可以使用C2技术；③C3利用的是本征值分析算法来计算地震数据的相似性。与C1和C2相比，C3的运算速度最慢，但其抗噪能力比较强，而且横向分辨率最好。

2 相干技术的应用

2.1 在断裂解释中的应用

相干技术可以有效突出断裂造成的地震不连续，进而准确地识别断裂。相干技术在油气勘探中应用最多的就是断裂研究。相干体的剖面和切片可以清晰地描述研究区断层的特征，如走向、倾向、倾角等，进而有助于解释人员分析研究区的断裂在剖面和平面上的展布规律，确保断裂解释的合理性。相比于传统的人工地震解释方法，相干技术大幅减少了解释人员经验成分，不但可以提高解释精度，而且可以提高解释效率，已在各个油田得到了广泛应用，并取得了非常好的效果。

2.2 在生物礁识别中的应用

在形成和发育的过程中，由于生物礁的核部岩性比较单一，使得核部的地震反射特征非常相似。但是，受到海平面升降和海水冲刷的影响，生物礁的边缘生长规律不同，使得边缘的岩性变化非常大。一般情况下，生物礁的围岩都是正常沉积的海相地层，但是，由于各种因素的影响，如压实作用、沉积速度等，围岩与生物礁接触的部分岩性差异较大，会形成比较特殊的地震反射，导致地震波形的变化比较大，同相轴不连续，因此，可以利用相干技术来识别生物礁[2]。

2.3 在沉积环境分析中的应用

相干性技术可以用于沉积环境分析，但该研究总体上较少。一致的数据提供了丰富的结构和岩石学的信息，可以解释地层的水平不均匀性，为沉积环境的划分提供了基础。根据一致体切片中的一致水平，目标地区的沉积相研究，校正后可以直接用于沉积相解释，研究组将一致技术应用于沉积环境分析，验证了沉积环境的可行性和有效性。该研究使用一致切片反映了3200-3000毫秒的三维工作区，由西向东的不连续条带（弱一致条带）移动，结合钻孔数据分析，反映了由西向东的湖泊渗透过程。

2.4 在河道刻画中的应用

河道是河流沉积体系中非常典型的构成单元，一直以来，河道的刻画和识别都是解释人员关注的重点。在常规的地震数据上，虽然可以识别一些特征比较明显的河道，但是河道的总体形态不清，分辨率较差。但由于河道与周边的沉积特征具有十分明显的差异，使得地震振幅大小不同，反射特征有显著区别。相干技术可以突出振幅和反射特征的差异，进而可以识别河道，因此，相比于常规的地震数据，相干技术可以更清楚、更直观地刻画河道。

2.5 在层位标定中的应用

相干技术还可用于层位标定。通过计算一定时窗长度内合成的地震记录与井旁地震道间的相干系数，实现地震地质精细自动滑动对比标定；另外也可根据相干系数调整子波使合成记录最优，达到对比标定效果最佳的目的。该方法具有精度高、速度快、客观性强的特点，实例证实该方法可行。

2.6 在裂缝预测中的应用

当实际地层中存在较少的裂缝时，由于地震资料的分辨率有限，在地震数据上无法识别这些裂缝。但是，如果是很多裂缝组成的裂缝发育带时，它们在地震数据上就会出现异常。而相干技术正好可以识别这些异常，从而间接预测裂缝发育带。利用相干技术进行裂缝预测具有方法简单，操作容易、效率高等优点，但是也存在一定的误差，因此，在实际裂缝预测研究中，解释人员应该综合利用各种资料和技术，降低裂缝预测的多解性和风险，提高裂缝预测的精度[3]。

3 结语

在目前的油气勘探中，相干技术是一种必不可少的解释手段。相干技术具有操作简单、结果准确客观等特点，可以准确识别地震反射同相轴的不连续性特征，揭示更加隐蔽、更加复杂、难以解释的地震特征，进而可以清晰地反映各种地质异常体，不但可以提高地震资料解释的精度和速度，而且可以大幅缩短地震解释的周期。但在实际应用过程中，解释人员应该综合其他的方法和资料，减少单一相干技术的多解性，提高解释的准确性，为油气勘探提供更多的帮助。