Report 1 / 1973 - DIE KREUZKORRELATION


PRAKLA-SEISMOS Report 1 / 1973
DIE KREUZKORRELATION eine Hilfe für die seismische Interpretation

In einem seismischen Untersuchungsgebiet, das sich einerseits durch stark wechselnde Reflexionsqualität, andererseits aber durch komplizierte Lagerungsverhältnisse auszeichnet, wurden versuchsweise Seismogramme kreuzkorreliert. Die damit erzielten Ergebnisse waren recht ermutigend, so daß weitere Kreuzkorrelationen durchgeführt und zur Auswertung herangezogen wurden. Wie bekannt, ist die Kreuzkorrelation in der Seismik ein Prozeß, bei dem Wellenzüge auf ihre Ähnlichkeit oder übereinstimmung untersucht werden: Ein Teilstück einer seismischen Spur (Operator) wird einer anderen zu untersuchenden Spur gegenüber gestellt. Sodann werden in ms-Abständen die Ordinaten beider Wellenzüge innerhalb des ausgewählten " Fensters" miteinander multipliziert und die Produkte aufaddiert. Die so entstehende Produktsumme ist das Maß für die Ähnlichkeit beider Wellenzüge in einem Punkt. Um den nächsten Punkt zu erhalten, wird der ausgewählte Operator um einen konstanten Zeitbetrag verschoben und erneut die Summe aller Produkte gebildet. Auf diese Art und Weise entsteht Spur für Spur das Ergebnis der Kreuzkorrelation, das Korrelogramm. Wenn der Seismiker eine Sektion auswertet, führt er mit dem Auge dauernd Korrelationen durch, indem er verschiedene Teile dieser Sektion miteinander vergleicht. Bei der Kreuzkorrelation mit dem Computer werden diese Vergleiche exakt nachvollzogen. Sehr wichtig für die maschinelle Kreuzkorrelation ist allerdings die Auswahl einer repräsentativen Spur und die Länge des Operators. Zu klein gewählte Operatoren ergeben oft mehrere Korrelationsmaxima, zu große Operatoren wiederum verursachen bei Mächtigkeitsschwankungen der reflektierenden Sedimentpakete eine Verschlechterung des Korrelationsergebnisses. Die Abbildung 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer 6fach überdeckten Sektion, in der durch eine seismisch vermessene Tiefbohrung ein wichtiger Horizont nachgewiesen wurde ; er liegt im Zentrum des Kreises zwischen den beiden Pfeilen. Die Auswertung dieses Horizontes ist sehr unsicher, wie aus der Abbildung 1 zu sehen ist. In der durch Pfeile markierten Spur wurde ein Operator im Zeitbereich von 450 bis 640 ms ausgewählt und Kreuzkorrelationen auf allen Spuren des dargestellten Sektionsabschnittes zwischen 300 und 900 ms durchgeführt.			CROSS CORRELATION An aid to seismic interpretation In an area of seismic investigation distinguished by great variations in reflection quality on one hand, and by complicated layering on the other, tests in cross correlating the seismograms were made. The results were quite encouraging so further cross correlation was carried out and used in interpretation. As is weil known, cross correlation is a seismic process which investigates the similarity or conformity of wave trains. Part of a seismic trace (operator) is set opposite to another trace which is to be examined. Then at intervals of one ms the ordinates of both wave trains are multiplied by each other within the chosen "gate" and the products are added together. The resulting sum total is the criterion for the similarity of both wave trains at one point. To obtain the next point the chosen operator is shifted by a constant amount of time, and the sum of allthe products is calculated anew. In this way, the result of cross correlation -the correlogram -is formed trace by trace (Fig. 2). When the seismologist interprets a section, he continously carries out correlations by eye, by comparing different parts of the section with each other. In cross correlation with the computer these comparisons are completed in exactitude. Of course, the choice of a representative trace, and the length of the operator are very important in automatic cross correlation. Operators which are chosen too small often give several correlation maxima, whereas operators which are too long bring about deterioration of the correlation results where the thickness of the reflecting sediment packets varie. Figure 1 shows part of a section which was covered 6-fold, and in which an important horizon was indicated by a seismically surveyed weil. It lies in the centre of the circle between the two arrows. The picking of this horizon is very uncertain, as can be seen from Figure 1. In the trace marked by arrows an operator was chosen in the time range from 450 to 640 ms, and cross correlation was carried out on all traces of the shown section between 300 and 900 ms.

Das Korrelationsergebnis ist das Korrelogrammprofil der Abbildung 2. Das Maximum der Korrelation ist bei 545 ms auf der Spur des Operators zu erwarten, da hier ja keine Kreuzkorrelation, sondern eine Autokorrelation durchgeführt wurde. Von dem Kreis zwischen den Pfeilen ausgehend ist die Verfolgung des interessierenden Horizontes in beiden Richtungen über größere Bereiche sehr viel eindeutiger als in der seismischen Sektion darüber. Begleitreflexionen wurden, auch wenn sie eine ähnliche Schwingungscharakteristik aufweisen, durch den Kreuzkorrelationsprozeß mit dem relativ großen Operator von 190 ms verständlicherweise mehr oder weniger stark abgeschwächt.			The result of correlation is the correlogram section in Fig. 2. The correlation maximum can be expected at 545 ms on the operator trace, as here an autocorrelation and not a cross correlation was carried out. It is far easier to follow the interesting horizon in both directions from the circle over distances of some length than it is in the seismic section in Fig. 1. Parallel reflections are, of course, more or less weakened by cross correlation with the relatively large operator of 190 ms, even when they show similar frequency characteristics.