構造精細解釋技術的應用

尚雅珍 ，馮陣東 ，劉光蕊 ，張放東

（1.中國石化中原油田分公司勘探開發(fā)科學研究院，河南 濮陽 457001；2.中國石化中原油田分公司物探研究院，河南 濮陽 457001）

構造條件作為油氣成藏要素之一，在油氣田的勘探開發(fā)過程中受到廣泛關注。通常情況下，區(qū)域勘探精度較低，構造研究多集中在盆地框架上；滾動勘探對構造研究的精度要求較高，對斷塊內部小型構造的精細解釋與刻畫是鉆探成功與否的關鍵。在構造條件極為復雜的東濮凹陷，油氣儲量主要集中于斷塊群之中，區(qū)域構造條件已相對明朗，對斷塊內部小型構造的精細描述是滾動勘探的重點。如何在復雜斷塊內部開展構造研究工作，并服務于油田勘探開發(fā)，不僅是東濮凹陷的重要任務，也是中國東部斷陷盆地的研究熱點［1-11］。筆者嘗試利用三維地震解釋、井間地震資料描述小構造，采用數(shù)值模擬技術對文209塊斷距小于5 m的斷層進行預測，從而實現(xiàn)該斷塊區(qū)域的構造精細描述。

1 小構造的精細研究

東濮凹陷進入勘探后期，構造特征相對明了，在滾動勘探開發(fā)中，需要對構造進行精細解釋，特別是對工區(qū)內小于0.1 km2的小構造內部斷層及受斷層影響的構造形態(tài)進行描述，可有效降低勘探風險。

1.1 三維地震資料解釋

東濮凹陷油氣80%以上集中在斷塊群圈閉內，小構造的精細解釋對剩余油的挖潛具有重要意義。利用水平切片、相干體、三維空間立體追蹤等技術處理三維地震資料后，可以最大限度地實現(xiàn)小斷層的識別與描述，對工區(qū)小斷層的產狀實現(xiàn)準確定位。

在此基礎上，利用鉆井資料對井間斷層進行對比分析，通過對比合成記錄與地震資料，確定斷層產狀及空間展布特征，從而達到構造精細解釋的目的。對于一些小型的褶曲、斷層相關褶皺、斷階等構造，可通過增大比例尺、加密等值線的方式進行描述。同時，結合三維地震連續(xù)沿層水平時間切片技術、地震屬性優(yōu)化及相干數(shù)據(jù)體解釋技術等，確定正負構造類型及要素［1］，利用動態(tài)資料進行檢驗。

1.2 井間地震資料解釋

應用井間地震資料，可以更好地解釋工區(qū)構造。由于井間地震采用地下激發(fā)與接收的方法，所獲取的地震資料具有較高的能量和主頻，可以很好地應用于井間構造的研究［7］。將工區(qū)內的井間地震資料與三維地震資料進行對比，詳細分析波組特征之間的相關性，可極大地提高工區(qū)內三維地震解釋的準確度。

2 小斷層的預測

高精度三維地震資料通?？梢宰R別斷距在5 m以上的斷層。在剩余油挖潛過程中，斷距小于5 m的斷層對油田滾動勘探影響仍十分明顯，因此，需要借助統(tǒng)計方法完成小斷層的預測與描述。這些小斷層對滾動開發(fā)的影響，可以通過數(shù)值模擬方法進行預測與描述。

2.1 原理

同期應力作用下形成的大斷層、小斷層、裂縫、微裂縫，為破裂構造。變換統(tǒng)計尺度下的破裂構造具有自相似性，對于斷層長度為L、垂直斷距為T的斷層，標尺改變時，滿足：

2.2 應用實例

將文209斷塊網格化后，按照以下步驟進行斷層預測：1）將三維地震資料解釋、井震結合法得到的斷層斷距、傾向、傾角和斷層端點坐標輸入系統(tǒng)，給定需要模擬斷層的Lm；2）根據(jù)已知斷層數(shù)據(jù)，擬合斷層產狀、密度、長度及分布函數(shù)；3）在雙對數(shù)坐標中，分別擬合垂直斷距T、斷層長度L與累計斷層數(shù)的關系，求取Dl，Dt，并根據(jù) T，L 關系，求取 n 值（見圖 1）；4）由式（1）計算長度下限為Lm的小斷層數(shù)，據(jù)已知斷層產狀分布函數(shù)隨機求取由式（4）選取小斷層的長度，相應的垂直斷距、走向、傾向和傾角；5）根據(jù)已知斷層密度分布函數(shù)，隨機選取小斷層密度分布數(shù)據(jù)，計算小斷層的分布密度［11］。

同時，L與T滿足：

式中：Nl為斷層長度大于標尺的斷層數(shù)；Nt為斷距大于標尺的斷層數(shù)；Dl為長度大于下限的斷層的分維數(shù)；Dt為斷距大于或等于T的分維數(shù)；n為與斷層自身特點有關的常數(shù)，取值范圍0.5～1.5，取1時，斷層面形態(tài)呈自相似性，不隨尺度變化，不等于1時，斷層面形態(tài)呈自仿射性，隨尺度變化而有規(guī)律地變化。

在地震識別小斷層的基礎上，利用式（1）進行差值計算，可大致得出小于地震解釋精度的未知小斷層密度。對式（1）求導，得到長度為Lm的小斷層長度分布：

圖1 文209斷塊斷層數(shù)據(jù)統(tǒng)計

2.3 結果分析

統(tǒng)計文209塊斷層發(fā)現(xiàn)，大于長度下限的斷層數(shù)與斷層長度、垂直斷距在雙對數(shù)坐標系中的趨勢線為直線，說明2項斷層參數(shù)符合自相似性，因此，使用該方法預測小斷層具有可信性。在對文209塊取心井小斷層進行觀察統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，數(shù)毫米級到厘米級的微小斷層的斷層密度，與由已知斷層總體冪律外插得到的斷層密度相近。在曲線兩側，斷距、長度較大的斷層數(shù)據(jù)可以通過地震解釋得到，參數(shù)較小的斷層可以通過巖心觀測進行驗證，兩者都符合該數(shù)學關系，由此可以斷定，斷距、長度位于兩者之間的小斷層可以根據(jù)該方法進行計算。

根據(jù)以上方法計算得到小斷層分布情況后，多次模擬、統(tǒng)計各單元出現(xiàn)小斷層的次數(shù)，可以計算不同區(qū)域小斷層出現(xiàn)的概率。斷層出現(xiàn)概率較大的部位是小斷層、裂縫發(fā)育的優(yōu)勢部位（見圖2），可以借助數(shù)值計算、井間對比，確定斷層的位置及產狀。

圖2 文209斷塊小斷層分布概率平面圖

計算結果表明，文209塊小斷層出現(xiàn)的概率基本在20%～80%，局部小斷層出現(xiàn)的概率大于80%，這些部位靠近斷塊中部，多處在大斷層末端。在末端，利用地震資料可以識別的小斷層較發(fā)育，對應應力相對集中的部位，地層破碎程度較大，這是滾動開發(fā)方案部署時最應考慮小斷層的部位，也是裂縫性儲層鉆探相對有利的目標區(qū)。

3 結束語

利用三維地震解釋、井震結合法解釋斷層時，借助數(shù)值模擬手段，可以對地震分辨率之下的斷層進行合理預測與描述。綜合各種資料實現(xiàn)構造的精細解釋，可降低勘探風險，為滾動勘探的擴邊增儲、尋找剩余油富集區(qū)提供參考，同時為老區(qū)挖潛的方案部署與調整提供依據(jù)。

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