網(wǎng)格參數(shù)選取對(duì)低幅度構(gòu)造成圖的影響

谷志猛，邊立恩，揣媛媛，楊海風(fēng) （中海石油 （中國(guó)）有限公司天津分公司，天津300452）

低幅度構(gòu)造又稱(chēng)為小幅度構(gòu)造、微幅度構(gòu)造等，是指構(gòu)造相對(duì)平緩、閉合幅度只有10～20m左右的地質(zhì)體[1]。由于構(gòu)造幅度較低，在地震資料上表現(xiàn)為反射同相軸平直而變化幅度很小，構(gòu)造不易識(shí)別；在低幅度構(gòu)造或砂體成圖方面，處理不當(dāng)易產(chǎn)生假構(gòu)造或假高點(diǎn)，不利于后續(xù)的油藏評(píng)價(jià)與儲(chǔ)量計(jì)算等方面的工作，因此需要在地震解釋軟件成圖方面慎重處理。

在利用地震解釋軟件成圖過(guò)程中，需要涉及到許多相關(guān)參數(shù)的選擇，這些參數(shù)的選擇是否合理直接決定了構(gòu)造成圖的效果好壞，然而這個(gè)問(wèn)題很少受到重視，往往是盲目依循經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，很少考慮經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的適用條件。筆者以渤海海域Q構(gòu)造的新近系明化鎮(zhèn)組下段 （NmL）淺水三角洲的構(gòu)造幅度低、構(gòu)造面積小的M砂體為例，通過(guò)把層位解釋成果與其對(duì)應(yīng)生成的網(wǎng)格成果在剖面上對(duì)比的方法，分析了網(wǎng)格參數(shù)選取對(duì)構(gòu)造成圖精度的影響。涉及到的網(wǎng)格參數(shù)主要包括網(wǎng)格間距、搜索半徑、等值線(xiàn)間隔等。以L(fǎng)andmark地震解釋軟件的Z－MAP Plus成圖模塊為平臺(tái)，基于最小二乘法算法，主要討論網(wǎng)格間距與搜索半徑對(duì)構(gòu)造成圖的影響，同時(shí)分析等值線(xiàn)間隔對(duì)構(gòu)造成圖的影響。

1 網(wǎng)格間距對(duì)構(gòu)造成圖的影響

首先介紹一下M砂體的情況。M砂體為渤海海域Q構(gòu)造A井鉆遇的含油砂體，其厚度為11m左右，屬于地震反演可分辨厚度范圍；在地震反演資料上，砂體井震標(biāo)定關(guān)系良好，有利于砂體描述工作，也為砂體頂面的構(gòu)造成圖提供地震解釋基礎(chǔ)。測(cè)井解釋結(jié)果為頂氣中油底水，油水系統(tǒng)較為復(fù)雜，為后續(xù)的儲(chǔ)量計(jì)算工作帶來(lái)困難和挑戰(zhàn)。因此，這就需要為儲(chǔ)量計(jì)算提供較為精確的砂體頂面構(gòu)造圖，以便得到更為可靠、可信的儲(chǔ)量結(jié)果。

渤海海域Q構(gòu)造區(qū)的地震解釋密度為125m×125m。圖1為砂體頂面構(gòu)造圖及對(duì)應(yīng)的地震反演剖面，按照經(jīng)驗(yàn)參數(shù)選擇，根據(jù)測(cè)線(xiàn)密度選取網(wǎng)格間距100m，搜索半徑1000m作構(gòu)造圖。圖1（b）上，砂體頂面形態(tài)基本特征為：左側(cè)靠近淺色斷層，砂體頂面解釋線(xiàn)上翹，向右趨勢(shì)逐漸下降，而后又逐漸抬升，直至B點(diǎn)處達(dá)到該剖面的最高位置，之后又逐漸呈下降趨勢(shì)，直至靠近深色斷層。圖1（b）中A、B、C分別為砂體頂面的3個(gè)位置；其中B點(diǎn)是該條地震反演剖面位置最高點(diǎn)，并且A點(diǎn)和C點(diǎn)處于等高位置，其中黑色實(shí)線(xiàn)為砂體頂面的解釋層位，虛線(xiàn)為生成網(wǎng)格反映到地震反演剖面的層位。構(gòu)造圖并沒(méi)有真實(shí)地反映出砂體頂面的形態(tài)變化；在剖面圖中可以清晰地看出生成的網(wǎng)格層位已經(jīng)嚴(yán)重失真，所反映的砂體頂面趨勢(shì)與真實(shí)情況大相徑庭。分析其原因認(rèn)為是網(wǎng)格間距較大造成的，在砂體形態(tài)發(fā)生變化的地方?jīng)]有網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)控制，只是作了簡(jiǎn)單的平滑插值，造成生成的網(wǎng)格層位與砂體真實(shí)形態(tài)不符。

圖1 砂體頂面構(gòu)造圖及對(duì)應(yīng)的地震反演剖面 （網(wǎng)格間距為100m）

圖2為把網(wǎng)格間距換成80m、搜索半徑不變得到的構(gòu)造圖。從圖2中可以看到構(gòu)造圖仍然沒(méi)有反映出砂體頂面的形態(tài)變化，但是較網(wǎng)格間距為100m的構(gòu)造圖有了變化，靠近淺色斷層的砂體頂面上翹已經(jīng)局部反映出來(lái)了，但A、B、C三點(diǎn)的高低位置關(guān)系依然沒(méi)有得到很好的體現(xiàn)；在地震剖面上，網(wǎng)格層位仍然偏離原解釋層位，造成構(gòu)造圖不能反映砂體頂面起伏的形態(tài)，其原因也是因?yàn)榫W(wǎng)格間距較大，造成網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)稀疏，在構(gòu)造起伏變化的地方同樣沒(méi)有節(jié)點(diǎn)控制，依然只是做了簡(jiǎn)單的平滑插值，丟失了一些構(gòu)造細(xì)節(jié)信息。

圖2 砂體頂面構(gòu)造圖及對(duì)應(yīng)的地震反演剖面 （網(wǎng)格間距為80m）

圖3為把網(wǎng)格間距換成50m、搜索半徑不變得到的構(gòu)造圖。從圖3中可以看出，構(gòu)造圖已經(jīng)很好地反映出了砂體頂面的形態(tài)起伏變化，地震剖面上解釋層位與生成的網(wǎng)格層位較符合，且剖面上的解釋層位與構(gòu)造圖具有相應(yīng)關(guān)系。

圖4為把網(wǎng)格間距換成30m、搜索半徑不變得到的構(gòu)造圖。從圖4上可以看出，構(gòu)造圖基本反映了砂體頂面的形態(tài)變化，但是也出現(xiàn)了一些失真的細(xì)節(jié)問(wèn)題，比如圖中局部的小圓圈，面積很小，可能是形成的一些假構(gòu)造或假高點(diǎn)，并且也影響整個(gè)構(gòu)造圖的美觀。

網(wǎng)格間距參數(shù)選擇過(guò)大，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)較為稀疏，會(huì)造成網(wǎng)格層位不能展現(xiàn)砂體頂面的真實(shí)起伏形態(tài)；而網(wǎng)格間距參數(shù)選擇過(guò)小，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)過(guò)于密集，會(huì)造成具體細(xì)節(jié)過(guò)于豐富，形成一些假構(gòu)造或假高點(diǎn)，同時(shí)也影響構(gòu)造圖的美觀。

綜上所述，在搜索半徑不變的情況下，通過(guò)改變網(wǎng)格間距的大小對(duì)比形成的網(wǎng)格層位與解釋層位，最終優(yōu)選較為合適的網(wǎng)格間距參數(shù)，即網(wǎng)格間距范圍為不小于解釋密度的0.5倍，不大于解釋密度的1倍時(shí)，通過(guò)迭代收斂能夠得到較為準(zhǔn)確的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)值，控制構(gòu)造的細(xì)微變化，并且生成的網(wǎng)格層位與解釋層位具有較好的一致性，能夠真實(shí)地反映砂體頂面的形態(tài)起伏變化，勾繪的構(gòu)造圖可以為后續(xù)的儲(chǔ)量計(jì)算工作提供精確的支持。

圖3 砂體頂面構(gòu)造圖及對(duì)應(yīng)的地震反演剖面 （網(wǎng)格間距為50m）

2 搜索半徑對(duì)構(gòu)造成圖的影響

圖4 砂體頂面構(gòu)造圖 （網(wǎng)格間距為30m）

除了網(wǎng)格間距參數(shù)的選擇會(huì)影響構(gòu)造成圖之外，搜索半徑參數(shù)的選擇合適與否也對(duì)成圖有較大影響。由于砂體面積僅限于局部范圍，而砂體之外并沒(méi)有解釋層位，即砂體之外并沒(méi)有數(shù)值點(diǎn)，搜索半徑取值超出砂體面積范圍之外，也不會(huì)有砂體之外的數(shù)值點(diǎn)參與運(yùn)算，這一點(diǎn)不同于整個(gè)構(gòu)造工區(qū)的構(gòu)造成圖。因此，當(dāng)搜索半徑取值達(dá)到一定數(shù)值之后，砂體頂面構(gòu)造圖形態(tài)基本穩(wěn)定，即便搜索半徑繼續(xù)增大，也不會(huì)對(duì)勾繪的構(gòu)造圖產(chǎn)生影響；搜索半徑取值過(guò)小，則構(gòu)造上的真實(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)沒(méi)有全部參與計(jì)算，造成部分區(qū)域?yàn)榭罩担灿绊憳?gòu)造的真實(shí)形態(tài)。

圖5（a）是搜索半徑取1000m勾繪的構(gòu)造圖，即與圖3中的網(wǎng)格參數(shù)選擇相同，可以看到構(gòu)造圖與地震反演剖面 （圖3）上的構(gòu)造形態(tài)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系；圖5（b）是搜索半徑取500m勾繪的構(gòu)造圖，與搜索半徑1000m時(shí)產(chǎn)生的構(gòu)造圖基本沒(méi)有變化，依然與地震剖面的構(gòu)造形態(tài)具有較好的一致性；圖5（c）是搜索半徑取200m勾繪的構(gòu)造圖，同樣很好地反映了砂體頂面的構(gòu)造形態(tài)；圖5（d）是搜索半徑取50m時(shí)勾繪的構(gòu)造圖，由于搜索半徑過(guò)小，在局部網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算過(guò)程中，部分?jǐn)?shù)據(jù)沒(méi)有完全參與運(yùn)算，影響了成圖的精度，并造成部分區(qū)域是空值，即從構(gòu)造圖上可以看出，部分等值線(xiàn)出現(xiàn)斷失、不完整，嚴(yán)重影響了構(gòu)造圖的完整性，并且和上述與地震反演剖面的構(gòu)造形態(tài)較為符合的構(gòu)造圖局部細(xì)節(jié)形態(tài)有所差異，沒(méi)有很好地反映砂體頂面的真實(shí)構(gòu)造形態(tài)。經(jīng)過(guò)反復(fù)成圖分析，搜索半徑的選取應(yīng)該不小于解釋密度1倍大小，勾繪出來(lái)的構(gòu)造圖能夠真實(shí)反映砂體頂面的構(gòu)造形態(tài)。

圖5 不同搜索半徑勾繪的構(gòu)造圖 （網(wǎng)格間距為50m，等值線(xiàn)間隔為2m）

3 等值線(xiàn)間隔對(duì)構(gòu)造成圖的影響

在選擇合適的網(wǎng)格間距與搜索半徑之后，網(wǎng)格化的過(guò)程就完成了，生成的數(shù)據(jù)網(wǎng)格勾繪成的構(gòu)造圖能夠很好地反映構(gòu)造的真實(shí)形態(tài)。而下一步就涉及到在成圖的過(guò)程中如何選擇合適的等值線(xiàn)間隔參數(shù)，而這個(gè)問(wèn)題將會(huì)更加直接影響后續(xù)的儲(chǔ)量計(jì)算工作。

圖6中的構(gòu)造圖等值線(xiàn)間隔為5m，可以看出，構(gòu)造圖所反映的形態(tài)特征比較簡(jiǎn)單，等值線(xiàn)比較稀疏，細(xì)節(jié)部分不夠豐富，對(duì)比地震反演剖面上的解釋層位無(wú)法刻畫(huà)出砂體頂面局部的起伏變化；同樣，與同一套網(wǎng)格參數(shù)勾繪的2m等值線(xiàn)間隔構(gòu)造圖相比 （即圖5（a）所示），無(wú)法反映構(gòu)造的細(xì)節(jié)變化，不能更細(xì)致地反映構(gòu)造的細(xì)節(jié)信息。因此，為了更好地完成后續(xù)儲(chǔ)量計(jì)算工作，就需要反映真實(shí)細(xì)節(jié)信息并更加忠實(shí)于地震解釋結(jié)果的2m等值線(xiàn)間隔構(gòu)造圖。

另外，通過(guò)2m與5m等值線(xiàn)間隔構(gòu)造圖的儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果 （圖7）對(duì)比情況來(lái)看，由于該砂體揭示的油氣水系統(tǒng)較為復(fù)雜，最終兩者對(duì)比結(jié)果大相徑庭。2m等值線(xiàn)間隔構(gòu)造圖油層面積要大于5m等值線(xiàn)間隔構(gòu)造圖，而氣層面積小于5m等值線(xiàn)間隔構(gòu)造圖，計(jì)算出的氣層與油層結(jié)果皆不相同。由于2m等值線(xiàn)間隔構(gòu)造圖更加真實(shí)反映了構(gòu)造形態(tài)，最終采用2m等值線(xiàn)間隔勾繪的構(gòu)造圖參與后續(xù)的儲(chǔ)量計(jì)算工作。

圖6 等值線(xiàn)間隔為5m的構(gòu)造圖 （網(wǎng)格間距為50m，搜索半徑為1000m）

圖7 2m與5m等值線(xiàn)間隔構(gòu)造圖的儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果 （網(wǎng)格間距為50m，搜索半徑為1000m）

4 結(jié) 論

隨著勘探程度的不斷加深，巖性油氣藏勘探成為渤海油田近幾年勘探工作的重點(diǎn)。而淺層巖性圈閉幅度普遍較小，構(gòu)造相對(duì)較緩，對(duì)構(gòu)造成圖的精度提出了較高的要求[2]。如果在構(gòu)造成圖過(guò)程中，計(jì)算方法或參數(shù)選取不當(dāng)易產(chǎn)生假構(gòu)造或假高點(diǎn)，或不能真實(shí)反映構(gòu)造形態(tài)，不利于后續(xù)的油藏評(píng)價(jià)與儲(chǔ)量計(jì)算等方面的工作。因此，需要在成圖過(guò)程中反復(fù)嘗試以尋找合適的網(wǎng)格參數(shù)，勾繪精度較高的構(gòu)造圖。

1）通過(guò)把層位解釋成果與選擇合適網(wǎng)格參數(shù)生成的網(wǎng)格層位在地震反演剖面上對(duì)比的方法[3～10]，可以判斷所選取的網(wǎng)格參數(shù)是否合理并對(duì)其進(jìn)行修正，最終達(dá)到選取合適的網(wǎng)格參數(shù)得到的網(wǎng)格層位能與解釋層位具有較好的一致性，真實(shí)地反映了砂體頂面的構(gòu)造形態(tài)。

2）在網(wǎng)格間距的選取過(guò)程中，基本原則是網(wǎng)格間距越小，精度越高，但曲線(xiàn)不光滑，容易產(chǎn)生一些虛假信息，比如假構(gòu)造或假高點(diǎn)，并且影響了整個(gè)構(gòu)造圖的美觀程度，也不能真實(shí)反映構(gòu)造形態(tài)；網(wǎng)格間距越大，精度越低，參與計(jì)算的已知數(shù)據(jù)點(diǎn)越少，但曲線(xiàn)平滑，容易丟失一些構(gòu)造信息，如細(xì)節(jié)信息，也不能很好地反映構(gòu)造形態(tài)；因此，經(jīng)過(guò)網(wǎng)格間距試驗(yàn)認(rèn)為，對(duì)于淺層砂體這類(lèi)構(gòu)造幅度低、面積小、形態(tài)變化大的構(gòu)造應(yīng)采取小網(wǎng)格間距成圖，一般網(wǎng)格間距大小在解釋密度的0.5倍到1倍之間較為合適，勾繪的構(gòu)造圖能夠很好反映砂體頂面的真實(shí)形態(tài)特征。

3）在選定網(wǎng)格間距之后，需要選取搜索半徑的合適數(shù)值，而搜索半徑選擇的基本原則是搜索半徑越小，參考已知點(diǎn)越少，計(jì)算結(jié)果精度低；搜索半徑越大，參考已知點(diǎn)越多，計(jì)算結(jié)果精度高，但達(dá)到一定數(shù)值，計(jì)算結(jié)果精度趨于飽和，且網(wǎng)格化得到的數(shù)據(jù)體越大，計(jì)算速度就越慢，繪圖、顯示和編輯等操作也慢，所以應(yīng)根據(jù)不同工區(qū)與不同數(shù)據(jù)體靈活調(diào)整，選擇最佳方案。從該次試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看，選取的搜索半徑應(yīng)不小于解釋密度，超過(guò)這一數(shù)值后，計(jì)算結(jié)果基本趨于穩(wěn)定，勾繪的構(gòu)造圖也基本保持一致。

4）由合適的網(wǎng)格間距和搜索半徑生成的網(wǎng)格，需要確定等值線(xiàn)間隔后才能勾繪最終構(gòu)造圖，通過(guò)對(duì)比2m和5m兩種等值線(xiàn)間隔勾繪的構(gòu)造圖，針對(duì)低幅度構(gòu)造、面積小的砂體來(lái)說(shuō)，前者更加真實(shí)更加細(xì)節(jié)化反映構(gòu)造形態(tài)，因此，最終采用2m等值線(xiàn)間隔勾繪的構(gòu)造圖參與后續(xù)的儲(chǔ)量計(jì)算工作。

5）該次所探討的網(wǎng)格參數(shù)選取是基于默認(rèn)的最小二乘法算法而進(jìn)行的。對(duì)于不同的算法，其參數(shù)選取亦不相同；對(duì)于不同類(lèi)型的構(gòu)造，也要具體分析其特征，選取合適的網(wǎng)格參數(shù)，以減少這一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的誤差，最終以勾繪的構(gòu)造圖忠于地震解釋的結(jié)果為準(zhǔn)。

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