地震方差體屬性在構(gòu)造解釋中的應(yīng)用研究

徐大光

（遼河油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦124010）

構(gòu)造解釋指的是將地質(zhì)構(gòu)造資料解釋為地質(zhì)術(shù)語(yǔ)，從而掌握地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)以及空間所處位置，判斷出地層的各項(xiàng)參數(shù)，包括：厚度、巖性、含油氣以及層間接觸關(guān)系[1]。構(gòu)造解釋的偏移誤差能夠直接體現(xiàn)在工程開(kāi)展中，具有十分重要的指導(dǎo)意義。一般情況下，構(gòu)造解釋可分為不同維度的解釋，二維解釋主要針對(duì)地震測(cè)線進(jìn)行，而三維解釋在二維解釋的基礎(chǔ)上，提高了解釋的立體度，主要針對(duì)數(shù)據(jù)體進(jìn)行。在我國(guó)，針對(duì)構(gòu)造解釋方面，前人已進(jìn)行了大量的研究，以往的構(gòu)造解釋主要基于反射波的對(duì)比追蹤提出，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)解釋不合理的現(xiàn)象，存在一定的局限性[2]。因此，本文提出地震方差體屬性在構(gòu)造解釋中的應(yīng)用研究，希望能夠降低構(gòu)造解釋的偏移誤差提供參考。

1 地震方差體屬性概述

地震方差體屬性的基礎(chǔ)是誤差分析，主要通過(guò)相鄰道地震信號(hào)的相似度屬性描述地質(zhì)構(gòu)造資料。其在地震道特征描述以及儲(chǔ)集層砂體展布等方面已經(jīng)取得了良好的應(yīng)用效果。因此，地震方差體屬性可以應(yīng)用在構(gòu)造解釋中，由于對(duì)構(gòu)造解釋的精度要求越來(lái)越高，基于地震方差體屬性能夠表述出地質(zhì)構(gòu)造間不連續(xù)的斷層與褶皺關(guān)系?；诖?，提出地震方差體屬性在構(gòu)造解釋中的應(yīng)用。

2 地震方差體屬性在構(gòu)造解釋中的應(yīng)用

2.1 標(biāo)定層位

以地震方差體屬性作為聯(lián)系地震反射波與地質(zhì)構(gòu)造資料中的紐帶，采用標(biāo)定層位的方式，掌握層位基本情況，并建立地震層序，為構(gòu)造解釋提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文采用人工合成地震記錄的方式，精細(xì)標(biāo)定層段[3]。以褶積子波為典型代表，優(yōu)先選用PERTEL 軟件對(duì)構(gòu)造建立三維地質(zhì)模型，目的是將構(gòu)造層位數(shù)值化，使構(gòu)建的三維地質(zhì)模型更加貼近構(gòu)造地層的實(shí)際情況[4]。通過(guò)計(jì)算褶積子波的頻率，提高層位標(biāo)定的精度。設(shè)褶積子波頻率為r，則其計(jì)算公式，如公式（1）所示。

在公式（1）中，pe指的是聲波測(cè)井的垂直反射系數(shù)；pw指的是聲波測(cè)井平均速度；k 指的是地質(zhì)構(gòu)造資料數(shù)據(jù)子波長(zhǎng)度；μ指的是地質(zhì)構(gòu)造資料數(shù)據(jù)單峰值。以得出的褶積子波頻率為依據(jù)，與地震數(shù)據(jù)的時(shí)窗范圍相對(duì)比，確定地質(zhì)范圍。結(jié)合褶積模型分析褶積子波的頻率，作為層位標(biāo)定的基礎(chǔ)[5]。人工合成地震記錄與井旁道對(duì)比，標(biāo)定5 層段地質(zhì)構(gòu)造層位，具體內(nèi)容如下：

（1）地層地震屬性茅口組一段，黑灰色泥質(zhì)生屑灰?guī)r與含泥質(zhì)的泥晶綠藻屑灰?guī)r，為穩(wěn)定發(fā)育非儲(chǔ)層。

（2）地層茅口組二段、三段為一套高自然伽馬（GR）的泥晶灰?guī)r和（或）泥質(zhì)巖層，對(duì)后期變質(zhì)巖潛山裂縫地震屬性響應(yīng)存在不利影響，為劣質(zhì)儲(chǔ)層。

（3）局部凹陷區(qū)形成大規(guī)模與古風(fēng)化殼相關(guān)的儲(chǔ)集條件，變質(zhì)巖潛山裂縫層段為茅四段上部，地腹構(gòu)造完整。

（4）地層茅口組五段，有少量基巖露頭，地層為石炭系上統(tǒng)太原組。

（5）地層茅口組六段，泥巖、砂質(zhì)泥巖，與煤層存在明顯的密度，通過(guò)反射波持續(xù)跟蹤表明可形成波阻抗差異。

綜上所述，除茅口組一段、四段之外，茅口組二段、三段均為地震屬性響應(yīng)主要產(chǎn)層，巖性以顆?；?guī)r為主，鉆井液由上盤(pán)茅一段沿?cái)鄬恿芽p流入茅三段裂縫孔洞中，而茅口組五段、六段為褶積子波頻率衰減地層，表明存在斷層現(xiàn)象。

2.2 層位、斷層解釋

本文首先通過(guò)地震方差體屬性，確定地層地質(zhì)構(gòu)造描述范圍、平面網(wǎng)格及模擬層的劃分、地質(zhì)模型的建立。再通過(guò)建立精細(xì)的構(gòu)造三維地質(zhì)模型，通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)致研究以提高解釋精準(zhǔn)度。最后，建立層位、斷層平面網(wǎng)格，需要將每個(gè)網(wǎng)格塊設(shè)定指定的疊前方位各向異性地質(zhì)參數(shù)，設(shè)定參數(shù)的過(guò)程就是所謂的地質(zhì)平面網(wǎng)格描述。地震方差體屬性是利用地質(zhì)、地震、測(cè)井和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)層位、斷層解釋的新技術(shù)。層位、斷層解釋特征表，如表1 所示。

表1 層位、斷層解釋特征

如表1 所示，為層位、斷層解釋特征。通過(guò)層位、斷層解釋，將特征數(shù)據(jù)代入并校正，進(jìn)行可視化掃描。判斷目標(biāo)層是否出現(xiàn)傾斜情況，一旦發(fā)現(xiàn)傾斜，需要利用可視化檢測(cè)種子點(diǎn)，以自動(dòng)追蹤的方式雕刻層位、斷層特征。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)時(shí)創(chuàng)建井，更新層位、斷層解釋特征，添加種子點(diǎn)信息，完成層位、斷層解釋。

2.3 計(jì)算地震方差體

在層位、斷層解釋時(shí)，為解決地震道局部的不連續(xù)性，需要針對(duì)一個(gè)時(shí)間樣點(diǎn)，計(jì)算地震方差體，減少構(gòu)造解釋時(shí)窗的偏移誤差。地震方差體具體算法，如圖1 所示。圖3 所示。

圖1 地震方差體算法示意圖

在公式（2）中，j 指的是方差計(jì)算時(shí)間；i 指的是地震道個(gè)數(shù)，為實(shí)數(shù)；I 指的是計(jì)算方差時(shí)選用的層位、斷層道數(shù)；L 指的是方差計(jì)算時(shí)間下時(shí)窗長(zhǎng)度；w 指的是地震方差體的三角加權(quán)函數(shù)，其區(qū)間范圍為【0,1】；x 指的是方差計(jì)算時(shí)間下的平均振幅值。通過(guò)公式（2），可以得出構(gòu)造解釋地震方差值，將其代入到構(gòu)造三維地質(zhì)模型中，得到完整的三維地質(zhì)構(gòu)造數(shù)據(jù)體。

2.4 構(gòu)造解釋成圖

在計(jì)算地震方差體的基礎(chǔ)上，通過(guò)MATALB 軟件結(jié)合當(dāng)?shù)孛娣e選取適合的比例尺，自動(dòng)繪制構(gòu)造解釋大剖面圖，以此實(shí)現(xiàn)構(gòu)造解釋。在構(gòu)造解釋成圖過(guò)程中，構(gòu)造圖網(wǎng)格的精準(zhǔn)能夠直接影響構(gòu)造解釋的精度，因此，本文通過(guò)以校正的平均速度網(wǎng)格為核心參數(shù)，計(jì)算構(gòu)造圖網(wǎng)格深度。設(shè)構(gòu)造圖網(wǎng)格深度為H，則其計(jì)算公式，如公式（3）所示。

在公式（3）中，指的是地震方差體理基準(zhǔn)面，單位為m；T指的是To 網(wǎng)格，單位為ms；V 指的是校正的平均速度網(wǎng)格，單位為m/s。通過(guò)公式（3），得出構(gòu)造圖網(wǎng)格深度，代入MATALB 軟件自動(dòng)繪制構(gòu)造解釋大剖面圖，如圖2 所示。

圖2 構(gòu)造解釋大剖面圖

結(jié)合圖2 所示，通過(guò)構(gòu)造解釋大剖面探測(cè)，表明茅口組一段、二段、三段以及四段均表現(xiàn)為低頻強(qiáng)振幅的波谷響應(yīng)，且強(qiáng)振幅的低頻波谷橫向反射不連續(xù)。井震標(biāo)定結(jié)果表明，茅口組五段、六段為地震響應(yīng)特征。為確定地震方差體屬性中地震響應(yīng)特征提取的有效性，可復(fù)查構(gòu)造解釋大剖面，以波形扭曲、錯(cuò)動(dòng)及分叉為反射特點(diǎn)，提出波谷反射特征。至此，完成基于地震方差體屬性的構(gòu)造解釋。

3 應(yīng)用實(shí)例分析

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為構(gòu)建實(shí)例分析，實(shí)驗(yàn)對(duì)象選取某區(qū)域，執(zhí)行三維地震勘探解釋工作，共解釋褶皺4 個(gè)，斷層10 條以及陷落柱5 個(gè)。實(shí)驗(yàn)采用Solaris 操作系統(tǒng)測(cè)得的構(gòu)造解釋偏移誤差，設(shè)置三維方差數(shù)據(jù)體的時(shí)窗長(zhǎng)度為20ms；包括3 條連線道數(shù)以及3 條主線道數(shù)。使用本文設(shè)計(jì)方法的設(shè)置為實(shí)驗(yàn)組，使用傳統(tǒng)方法的設(shè)置為對(duì)照組。共進(jìn)行8 次實(shí)驗(yàn)。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)比兩種方法下的構(gòu)造解釋偏移誤差，如下

圖3 構(gòu)造解釋偏移誤差對(duì)比圖

通過(guò)圖3 可得出如下的結(jié)論：本文設(shè)計(jì)方法構(gòu)造解釋偏移誤差最低可達(dá)0.10，對(duì)照組為0.36。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)構(gòu)造解釋偏移誤差明顯低于對(duì)照組，構(gòu)造解釋的精度更高。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)地震方差體屬性在構(gòu)造解釋中的應(yīng)用研究，能夠解決傳統(tǒng)構(gòu)造解釋中存在的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，本文設(shè)計(jì)構(gòu)造解釋方法能夠指導(dǎo)構(gòu)造解釋方法優(yōu)化。在后期的發(fā)展中，應(yīng)加大本文設(shè)計(jì)方法在構(gòu)造解釋中的應(yīng)用力度。但本文沒(méi)有對(duì)三維速度場(chǎng)建立方面展開(kāi)詳細(xì)研究，在未來(lái)的研究中希望可以彌補(bǔ)此方面不足。