相干属性解释技术在沁水盆地煤层气勘探开发中应用

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1、相干属性解释技术在沁水盆地煤层气勘探开发中的应用-工程论文相干属性解释技术在沁水盆地煤层气勘探开发中的应用朱红锦①ZHUHong-jin；邵林海②SHAOLin-hai；黄涛①HUANGTao；庄园旭①ZHUANGYuan-xu（①成都理工大学，成都610059；②中油东方地球物理研究院资料处理中心，涿州072750）（①ChengduUniversityofTechnology，Chengdu610059，China；②DataProcessingCenter，GRI，BGP，Zhuozhou072750，China）作者简介：朱红锦（1992-），男，四川巴中

2、人，现在成都理工大学攻读固体球物理学专业硕士学位，主要从事为地震解释和储层预测方面的研究。0引言沁水盆地是我国首个煤层气勘探开发的热点区域，煤炭储量丰厚，总量达3203.42亿T[1]。区域内高煤阶煤由于构造运动频繁，会形成裂缝发育的高渗区，可以采出具有商业开发价值的煤层气（张建博等，2000），因而利用准确有效的手段，找到裂缝发育区域，判断断裂带的走向、陷落柱的位置等，对于煤层气勘探开发显得尤为重要。相干属性历经二十多年的发展，其在地震解释中地位也越来越重要，随着煤层气技术的发展，相干属性解释技术在煤层气的解释过程中也发挥着重大作用。相干属性的诞生为三维地震解释

3、提供了可靠的手段，特别是在断层、裂缝、侵入岩等构造的识别中发挥着重大作用。19/9相干属性定义与原理相干属性是从三维地震数据中提出能够反映和突出数据相关性的三维数据体，所生成的数据体被称为相干体[3]。相干体反映三维数据体中相邻地震道之间波形的相似性，利用这种相似性可以反映地层、地层岩性横向非均匀变化，研究断层、裂缝的空间分布，确定地质构造异常体的空间形态及展布特征，这种技术称为相干体解释技术[12]。在反射波地震勘探中，对于同一均匀反射层来说，由于反射条件差异极小，反射波走时是非常相似的，从地震剖面数据来看则表现为振幅、相位一致，极性相同，称为波形相干。随着地层

4、的横向变化，相干可以分成：完全相干、部分相干、不相干。当目标层为横向均匀地层时，相邻地震道反射波不发生变化或者变化极小，则称完全相干，相干值大；当目标层为渐变地层时，相邻地震道反射波在振幅、相位、频率等方面是按照一定规律逐渐变化的，则称部分相干，相干值适中；当目标层有断层、裂缝、侵入岩等构造时，相邻地震道反射波在振幅、相位、频率等方面都将表现出不同的差异，则称不相干、相干值极小[2]。2相干算法的原理相干从提出到应用发展迅速，目前被广泛运用的有三种：第一代相关算法（C1）、第二代相关算法（C2）、第三代相关算法（C3）。2.1第一代相关算法（C1）第一代相关算法是

5、基于归一化互相关的算法，也称相关算法，其定义是：在给定的时窗内，沿Inline（X方向）和Crossline（Y方向）用于计算的地震道归一化相关系数极大值的乘积：9/9其中ρx、ρy分别表示Inline方向和Crossline方向地震道的相关系数，τ表示用于计算的地震道个数，t为反射波的旅行时。2.2第二代相关算法（C2）第二代相关算法是基于相似性的相干算法，也称为相似算法，其定义为：在以分析点为中心的含J个地震道的椭圆或则矩形时窗内，沿着倾角方向上平均道的能量与所有道总能量的比值：其中xj和yj表示第j道与主道在x和y方向的距离；计算中为了提高相干计算的稳定性和

6、信噪比，取了时窗内2K+1个点的和。2.3第三代相关算法（C3）第三代相干算法是基于特征值得相干算法，也称特征值算法，其定义为：由垂直分析时窗±K内的数据形成矩阵的行，由不同时间各道的数据形成矩阵的列，然后将它们进行自相关和互相关运算得到协方差矩阵，最后将协方差分解为本征向量，而每一个本征向量就有一个本征值，用于相干体计算的为第一本征值：9/9其中，J为分析孔径内地震道数量，分母为分析孔径内地震道能量的和，λ1为矩阵的第一本征值。3相干属性的应用3.1沁水盆地地质背景沁水盆地地处晋中—晋东南地区，是中国大陆第一个煤层气勘探开发热点地区。从前人的研究得知该地区地层从

7、老到新沉积的地层有：前寒武系的古老基地，寒武系的海相碳酸盐，中下奥陶统的夹石膏层的灰岩，中石炭统本溪组的泥岩，上石炭统太原组的砂岩夹煤层，下二叠统山西组的砂岩、泥岩和煤层，下二叠统石盒子组由上向下的砂岩、细砂岩、泥岩，上二叠统石千峰组粗粒砂岩与紫红色泥岩互层，三叠系中、下统刘家沟组和尚沟组的砂泥岩互层，古近系、新近系、第四系地层[6]。沁水盆地是走向为北东向的向斜构造，断层主要发育在其西部。区域内上石炭统太原组和下二叠统山西组为含煤地层，其中以太原组的15#煤、山西组3#煤层厚度最为稳定，两套煤层的构造均能很好地反映区域内的地质构造特征，且两煤层厚度分布稳定，含气

8、量高；煤层