油田開發(fā)區(qū)微幅度構(gòu)造邊棱檢測識別及其應(yīng)用

趙騰飛，楊迎春，叢向元，張　會，鄧安芬

（中國石油大慶鉆探工程公司地球物理勘探一公司，黑龍江大慶163357）

油田開發(fā)區(qū)微幅度構(gòu)造邊棱檢測識別及其應(yīng)用

趙騰飛*，楊迎春，叢向元，張會，鄧安芬

（中國石油大慶鉆探工程公司地球物理勘探一公司，黑龍江大慶163357）

在油田開發(fā)區(qū)大面積三維地震資料解釋工作中，構(gòu)造地質(zhì)成圖往往忽略了微幅度構(gòu)造對老油區(qū)新增儲量的重要性。應(yīng)用邊緣檢測技術(shù)可在儲量區(qū)外構(gòu)造平緩區(qū)尋找正向的有利含油微幅度構(gòu)造，并進(jìn)行小等值線間隔構(gòu)造地質(zhì)成圖，為老油區(qū)尋找新增儲量提供技術(shù)支撐。

邊棱檢測；微幅度構(gòu)造；構(gòu)造地質(zhì)成圖

隨著油田勘探開發(fā)工作的推進(jìn)，大多數(shù)顯性構(gòu)造都已鉆探，易被發(fā)現(xiàn)構(gòu)造油氣藏日益減少，除了復(fù)雜的巖性圈閉油藏，微幅度構(gòu)造作為老油區(qū)油氣勘探的一個重要接替領(lǐng)域也得到了廣泛關(guān)注［1-3］。目前在開發(fā)區(qū)較大面積的三維地震資料解釋工作中，構(gòu)造地質(zhì)成圖往往采用的是5m等值線的間隔，同時成圖的網(wǎng)格增量、網(wǎng)格半徑及網(wǎng)格濾波等參數(shù)都是針對面積、幅度較大的構(gòu)造圈閉而設(shè)定的，因而不可避免的遺漏掉一些微幅度構(gòu)造圈閉，對儲量提交及油水分布特征分析等工作造成不利影響。本文以大慶長垣與三肇凹陷銜接處的開發(fā)區(qū)葡萄花油層為例，在構(gòu)造地質(zhì)成圖的基礎(chǔ)上，利用邊緣檢測技術(shù)識別的微幅度構(gòu)造結(jié)合地震剖面在儲量區(qū)外的構(gòu)造平緩區(qū)尋找正向的有利含油微幅度構(gòu)造，并對其進(jìn)行小等值線間隔構(gòu)造地質(zhì)成圖，為老油區(qū)尋找新增儲量、開發(fā)剩余油氣奠定了基礎(chǔ)。

1　研究區(qū)概況

研究區(qū)位于大慶長垣與三肇凹陷的銜接部位，整體為一向長垣抬升的斜坡，在這一構(gòu)造背景下的平緩區(qū)易形成微幅度構(gòu)造。葡萄花油層含油充分，西部鼻狀構(gòu)造誘導(dǎo)油氣聚集，構(gòu)造高部位更有利于油氣成藏，大多數(shù)顯性構(gòu)造均已開發(fā)。

2　微幅度構(gòu)造

在緩坡帶或鞍部等構(gòu)造單元中往往發(fā)育微小的構(gòu)造起伏，這就是低幅度構(gòu)造，又可稱為小幅度構(gòu)造、微幅度構(gòu)造等，一般指構(gòu)造比較平緩，構(gòu)造幅度較低的地質(zhì)體［1］。雖然多數(shù)學(xué)者認(rèn)為從圈閉幅度的大小來對其定義，但實際上并沒有嚴(yán)格而公認(rèn)的定義［4］。其形成有沉積成因和構(gòu)造成因兩種，沉積成因包括砂泥巖的差異壓實作用和基底古隆起的繼承性發(fā)育，以及不同期砂體的局部疊置；構(gòu)造成因又可分為兩類，一類是在微弱的構(gòu)造應(yīng)力條件下地層未發(fā)生斷裂只產(chǎn)生微小起伏而形成的低幅度構(gòu)造，另一類是與斷層相關(guān)的低幅度構(gòu)造，其成因是斷層運動條件下的同一盤巖層不同部位的位移速率不同或斷層對巖層的拖曳作用導(dǎo)致的巖層的彎曲。微幅度構(gòu)造雖然規(guī)模不大，但在有利的生儲蓋及油氣運移條件下具有一定的油氣潛力，且易形成小而肥的油氣藏，因此微幅度構(gòu)造在油田進(jìn)入高勘探成熟期后具有一定的重要意義［3、5］。

3　微幅度構(gòu)造邊棱檢測識別

自微幅度構(gòu)造發(fā)現(xiàn)、提出以來，就其地質(zhì)成因、類型、認(rèn)識和對油井生產(chǎn)影響等方面的研究較多，取得了一些主要認(rèn)識并在油田后期調(diào)整中得到應(yīng)用［6］。隨著石油地質(zhì)理論和地球物理技術(shù)的快速發(fā)展，針對微幅度構(gòu)造的識別形成了一系列有效的相關(guān)技術(shù)和方法，在實際應(yīng)用中取得了較好的效果［3、7］。

邊緣主要存在于目標(biāo)與目標(biāo)，目標(biāo)與背景，區(qū)域與區(qū)域（包括不同色彩）之間，是圖像分割、紋理特征和形狀特征等圖像分析的重要基礎(chǔ)［8］。邊緣檢測技術(shù)檢測邊緣時，邊緣是圖像局部強度變化最顯著的部分，邊緣檢測首先檢測出圖像局部特征的不連續(xù)性，然后再將這些不連續(xù)的邊緣像素連成完備的邊界［9］。邊緣檢測技術(shù)在醫(yī)學(xué)、計算機及航天等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在石油勘探領(lǐng)域主要應(yīng)用在如初至波拾取、同相軸追蹤、識別裂縫、縫洞、斷層、小斷裂、河道砂邊界以及其它特殊巖性體等方面［10］，在實際工作中已積累了一定的成功經(jīng)驗。

邊緣檢測算子是考察圖像的每個像素在某個領(lǐng)域內(nèi)灰度的變化，通常也包括方向的確定，大多數(shù)都是基于方向?qū)?shù)模板求卷積的方法進(jìn)行邊緣提取。目前常見的邊緣檢測算子有Roberts、Sobel、Prewitt、Canny、Laplacian、Kirsch、LoG-Laplacian等算子及隨斷層技術(shù)興起的三維邊緣檢測。據(jù)劉晨、馬燕等人的研究認(rèn)為，這些算法各具優(yōu)勢，針對實際問題選用合適的算法才能取得較好的應(yīng)用效果［11-14］。本次選擇Sobel算子對研究區(qū)目標(biāo)層進(jìn)行邊緣檢測以突出平緩區(qū)背景下的微幅度構(gòu)造。

Sobel算子是一階微分算子，它利用像素鄰近區(qū)域的梯度值來計算1個像素的梯度，是對靠近中心的點加權(quán)以突出邊緣的一種加權(quán)平均算子，Sobel算子定義如下：

Sobel邊緣檢測算子可用以下兩個卷積核形成：

前者對水平邊緣影響最大，后者則對垂直邊緣影響最大，實際應(yīng)用中圖像的每個像素取2個卷積核的最大值作為該像素點的輸出值，其結(jié)果就是一幅邊緣幅度的圖像。

4　應(yīng)用效果

目前較大面積的三維地質(zhì)成圖時往往采用5m等值線間隔，較大的間隔及非針對性的成圖參數(shù)往往遺漏了一些微幅度構(gòu)造。因此本文在研究區(qū)葡萄花油層大區(qū)域5m等值線間隔構(gòu)造地質(zhì)成圖之后，再與邊棱檢測圖對比，結(jié)合油氣聚集規(guī)律在儲量邊界外的構(gòu)造平緩區(qū)尋找到遺漏的多個正向有利含油微幅度構(gòu)造，其中有代表性的兩個圈閉面積分別為0.27km2和0.18km2，幅度大約在5m左右，圈閉邊界附近的產(chǎn)油井有效厚度均在5m左右，結(jié)合砂巖發(fā)育情況確定這2個微幅度構(gòu)造可作為下步勘探開發(fā)的目標(biāo)，最終提交新增儲量區(qū)。

當(dāng)然，邊棱檢測技術(shù)的識別結(jié)果包括正向、負(fù)向的微幅度構(gòu)造和宏觀構(gòu)造，因此在識別過程中需要結(jié)合地震剖面或?qū)游粸V波前后相減得到的正值區(qū)域來甄別正向微幅度構(gòu)造。

5　結(jié)束語

在地質(zhì)成圖工作之后利用邊棱檢測在構(gòu)造平緩區(qū)尋找正向微幅度構(gòu)造發(fā)育區(qū)，以便在儲量區(qū)外尋找有利的含油微幅度構(gòu)造圈閉，并針對性的進(jìn)行小等值線間隔構(gòu)造地質(zhì)成圖確定其幅度和面積，該方法對油田開發(fā)區(qū)尋找新增儲量工作具有重要的現(xiàn)實意義。

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TE13

B

1004-5716（2016）03-0061-02

2015-03-11

2015-03-11

趙鵬飛（1983-），男（漢族），黑龍江肇東人，工程師，現(xiàn)從事松遼盆地三維地震資料解釋及綜合方法研究工作。