摘要： 文章介绍了方差体技术的原理、算法、参数的选取，并利用实例展示了方差体技术的优点，揭示了方差体技术在地震构造解释中的重要地位。方差体技术和常规的解释方法组合，从而可以大幅度地加快解释速度、提高解释精度及缩短勘探周期。
Abstract： The theory, algorithms and choosing of parameters of variance technology are introduced in this paper, besides it also reveals its importance and advantages in seismic structure interpretation by one example. With the combination of variance technology and routine interpretation methods, thus may speed up interpretation speed, enhance interpretation precision and reduce the exploration cycle by a large margin.
关键词： 方差体技术；三维地震资料解释；构造解释
Key words： variance technology; 3D seismic data interpretation; structure interpretation
中图分类号：P5文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）04-0205-02
0引言
在煤田三维地震资料解释中，如何准确解释地质构造，对煤矿的安全生产有着十分重要的意义，也是我们研究的主要方向。方差数据体技术通过量化处理地震数据体的相干属性，生成新的方差数据体，突出和强调地震数据的不相关性，帮助解释人员迅速认识整个工区断层等构造及岩性的整体空间展布特征，从而达到加快解释速度及提高解释精度、缩短勘探周期的目的。
1方差体技术的原理及算法
方差数据体技术的理论基础是误差分析理论，是利用相邻道地震信号之间的相似性来描述地层、岩性等的横向非均匀性，特别是在识别断层以及了解与储集层特征密切相关的砂体展布等方面非常有效。当遇到地下存在断层或某个局部区域地层不连续变化时，一些地震道的反射特征就会与其附近地震道的反射特征出现差异，而导致地震道局部的不连续性。这样，通过检测各地震道之间的差异程度，即可检测出断层或不连续变化的信息。
方差体的计算即：在所选目标区对一个时间样点或深度样点求取方差值。根据周围所选地震道及计算方法不同，有多种选取方式，现主要以3×3为例说明计算方法：首先选取地震数据道和数据样点（见图1），从左侧“平面示意图”看，求取方差值时在当前点周围八个方向取点进行方差计算；从右侧“剖面图”中可以看到，纵向取点是以当前样点为中心上下各取半个时窗长度个样点来计算方差值（一般采样长度1ms时，选取时窗长度30ms）。计算时窗上下两端取0值，当前点处取值为1，中间各点权值由线性内插求得，以此作为整个时窗的权重函数值。
按照上述方法确定了方差计算取样范围后，具体计算任意一点方差值σ，时可使用下式
σ=
式中：w——三角形权重因子函数；
x——第i道第j个样点的地震数据振幅值；
——所有i道数据在j时刻的平均振幅值；
L——方差计算时间窗口的长度；
I——计算方差时选用的数据道数。
根据以上公式计算出整个三维数据体每个采样点的方差值，最终得到三维方差数据体。这些工作均由计算机软件自动完成。
2应用实例及效果分析
2.1 工区概况我公司在山西长治某地进行了采区三维地震勘探，勘探区内大部分为第四系黄土覆盖，在沟谷中有少量基岩露头，主要为二叠系上统石千峰组和上石盒子组。井田地层由老至新依次为：奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、二叠系上统上石盒子组、石千峰组、第四系。该区主要含煤地层为石炭系上统太原组。
该区目的煤层赋存稳定，结构简单，平均厚度为5.91m。煤层的顶底板岩性为泥岩、砂质泥岩，与煤层存在明显的密度和波阻抗差异，形成了可连续追踪对比的有效反射波。
2.2 实例及效果分析该区三维地震勘探解释工作以SUN工作站为平台，在Solaris操作系统环境下，利用Geoframe地震解释组合体软件（IESX）、可视化软件（GeoViz）以及地质绘图软件（CPS3），以人机联作的解释方式进行。解释过程中以偏移数据体为基础，以叠加数据体、及各种属性为辅进行解释，最后利用了方差体技术对解释成果进行修改。本次方差体的制作应用了IESX中的Vaniance Cube软件，利用周围八个方向及30ms时窗长度个样点来计算方差值，形成三维方差数据体。三维方差数据体参数包括时窗长度（30ms）、主线道数（3道）、联线道数（3道）、及运算方式（×），具体参数选择见图2。
该区共解释断层11条，陷落柱4个，褶曲3个。具体位置见图3构造纲要图。为了突出体现方差体的优势，我们在方差数据体上沿煤层做层拉平切片，与偏移数据体的同一煤层层拉平切片进行对比。图4为沿煤层做的方差体层拉平切片，图中较浅区域为异常区。图5为偏移数据体顺层切片，图中较浅区域为异常区。两图对比分析，在区东面方差体层拉平切片反映为一个构造带，有多条断层，符合实际情况，而偏移层拉平切片仅对一个较大的断层有所反映，在区南部对于落差较小的断层（5m左右）在偏移层拉平切片反映不明显，个别断层没有显示，但在方差体层拉平切片上反映相对明显，且断裂带的产状及延展方向也较清楚。
矿方对本次三维勘探揭露的部分断层进行了验证，巷道验证资料与三维地震提供的解释成果吻合率高，尤其是小断层的吻合率比以往未利用方差体技术得到了大大的提高，认为对矿井的进一步开拓提供了较可靠的地质资料。
方差体技术在该矿的实际应用说明：使用方差体技术后所得的方差数据体，能够更加清晰、准确地展示出断层的分布形态和变化趋势。该技术的使用不仅可以直观地显示断层的平面位置，检查断层解释的正确性，而且还可以检查岩浆岩侵入体、天然焦以及煤层冲刷带等引起反射波振幅变化的异常地质体。
3结论
①方差体技术解释断层时受人为因素影响较小，寻找的断层较客观，减少了多解性，且对断层与岩性边界，反映得更加清晰。方差体的空间连续性使较小的断层不易漏掉。②方差体目的层顺层切片的使用，能够随时监控解释结果的正确性，及时纠正解释过程中可能出现的错误，还能帮助分析地层岩性的变化情况。③方差体技术软件操作简单，参数选择直观，计算自动完成。计算方差体时，应根据测区的实际情况慎重选择相邻道数和时窗长度。选用道数越多、时窗长度越宽，越适合于确定较大的断层和地质异常体；相邻道数越少，时窗长度越窄，则更适用于确定小断层和规模较小的地质异常体。④方差体数据技术解释的结果经矿方验证，准确度及精度较高。
参考文献：
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