延川南工區小斷層識別技術研究及應用

倪鋒（中國石化華東油氣分公司石油勘探開發研究院， 江蘇 南京 210011）

延川南工區小斷層識別技術研究及應用

倪鋒（中國石化華東油氣分公司石油勘探開發研究院， 江蘇 南京 210011）

本文針對延川南煤層氣田密井網條件下，構造描述精度要求高、地震識別小斷層精度低、識別井間斷層難等問題，利用大量井信息及地震信息，開展井震結合研究斷層技術，以地震解釋斷層為基礎，結合相干體、螞蟻體、傾角屬性等技術手段進行斷點的空間歸位、斷層的空間組合及斷層產狀落實，結果表明構造描述精度大大提高，斷層條數增多，斷層走向和傾向描述更加可信。形成了基于三維可視化的井震匹配斷層解釋技術，深化了煤層氣田構造特征認識。

小斷層；傾角屬性；相干體；螞蟻追蹤

0 引言

延川南工區位于山西與陜西交界處，以黃河為界分為山西省部分和陜西省部分。構造上位于鄂爾多斯盆地東緣南段，南鄰鄂爾多斯盆地韓城區塊，隸屬于渭北隆起和晉西撓褶帶交匯處，工區內煤層埋深適中、分布穩定、厚度大。區內主要煤層為山西組2號煤、太原組10號煤，埋深900-1500m。

目前延川南煤層氣田已進入開發上產階段，排采制度優化是當前工作的重點，油氣田開發經驗證明斷層是煤層氣排采降壓的主要影響因素。為此，如何利用三維地震資料及大量密井網資料精細描述斷層構造特征，尤其是微構造、小斷層的精細識別與刻畫，是目前延川南煤層氣田精細構造研究重點。

1 技術方法

1.1 模型正演指導小斷層解釋

為了確定地震資料識別斷層的能力，對延川南工區目前的地震資料開展正演模擬實驗，證實小斷層解釋的可行性。圖1是制作的不同斷距的地質模型（斷層斷距分別為5，10，20，40，80m）及其地震響應特征（地震子波頻率為30Hz），從地震正演的結果來看，斷層斷距大于20m時，出現明顯的同相軸錯斷；斷層斷距小于20m時，出現同相軸扭動現象；斷層斷距為5m時，地震響應同相軸只有輕微扭曲，這一點可以指導小斷層的識別。

1.2 相干切片分析

進行地震相干分析的主要目的是對地震資料進行求同存異，達到突出不相干數據的效果。相干體切片可清晰而直觀反映斷層的位置、延伸方向、延伸長度、扭曲程度及斷層組合等斷層信息。在精細資料解釋過程中，通過對切片的連續瀏覽，每隔一個時窗段對切片上顯示的斷層作解釋，即可在垂直剖面上顯示出斷層的位置及斷開層位。同時在相干體沿層切片上更能清晰地識別斷層的位置、展布方向、延伸長度及組合方式，并反復驗證和修改斷層解釋方案，提高構造解釋精度和速度。

圖1 斷層模型正演

本文分別采用時間相干切片及沿層相干切片對延川南三維地震進行分析，時間相干切片是地震相干屬性體的時間切片，每一張切片都是地下不同層位的地震屬性信息在同一時間的綜合反映。而沿層相干切片則是從三維地震資料中沿著某個解釋好的層位提取切片，它顯示的是某一沉積面的重構切片，承載的信息是一個沉積面的地震相干屬性特征。因此，利用它可以進行層間微斷層識別、砂體的追蹤解釋以及含油氣所引起的儲層地震相干數據體的變化分析。

該方法對于識別規模較大的斷層比較有效，而對斷距小于地震分辨率和地震響應只有同相軸扭曲或振幅微小變化的斷層，識別效果不佳。

圖2為750ms的時間相干切片，在地震相干數據體上通過逐個時間相干切片的對比，可以清楚的看出斷層的空間分布。

圖3為2號煤層頂面的沿層相干切片圖，從圖中顯示來看，沿層相干切片針對單一層面具有更多的斷層信息，對于2號煤層頂面的斷層解釋具有更加直觀的指導意義。在相干體的解釋過程中，通過兩種方法的對比解釋，進一步認識斷層的空間分布，使解釋更加合理、可靠。

1.3 沿層傾角屬性分析

傾角屬性是計算同相軸的傾角，傾角發生變化的位置指示地層如發生形變其同相軸的位置，通過地震傾角屬性的提取，可以有效的刻畫斷層的走向。

層位數據的質量對應用該屬性檢測斷層的效果起著決定作用。要取得比較好的檢測效果，要求輸入的層位數據是完全自動追蹤和內插的，且不能做平滑處理。從而計算出傾角屬性，其異常可以準確地反映斷層的存在（圖4），它對小斷層的識別要比沿層相干效果好，本工區地震資料目的層資料品質好，可連續追蹤。

從圖5中的沿層傾角屬性來看，圖中上部區域所顯示的紅色條帶在利用相干屬性分析時無法有效檢測該斷層，而利用沿層傾角屬性則可以清晰地刻畫出斷層引起的扭曲帶。

1.4 螞蟻體技術分析

螞蟻追蹤技術是對螞蟻尋找食物過程中所行走路徑的一種模擬，是在資料中尋找路徑并不斷優化的機率型選擇技術，是對所有路徑進行總結，最終形成最優路徑的過程。螞蟻追蹤方法通過在地震數據體中播撒大量的電子螞蟻，對斷層異常值進行追蹤，同時釋放斷層信息素，以信息素作為通訊介質傳遞信息，召集一定范圍的其他螞蟻，共同協作進行斷層的識別、追蹤，最后生成一個低噪聲、具有清晰斷層軌跡的數據體。

圖2 750ms時間相干切片

圖3 2號煤層頂面沿層相干切片

圖4 小斷層的沿層傾角響應

圖5 2號煤層頂面沿層傾角屬性

圖6 螞蟻追蹤

從圖6螞蟻體追蹤方法的顯示效果來看，螞蟻追蹤方法對不同級序的斷層（裂縫）都有很好的響應，且能嚴格地落實斷層的位置，但在斷面追蹤的連續性效果不如沿層傾角屬性。

2 應用效果分析

主要應用以上解釋方法對延川南工區開展了小斷層識別研究工作，主要獲得以下成果。

2.1 斷層展布認識更加清晰

通過多種小斷層識別技術的應用，斷層展布認識更加清晰，以圖7為例，在初始的剖面解釋過程中，解釋員就在圖中紅線所標注的位置畫了一條這樣的斷層，但通過多種技術的綜合分析及斷層在三維空間組合的斷面來看，這樣的斷層解釋顯然是錯誤的。通過斷層空間組合的手段，可以直觀的顯示斷層在空間內的形態，能夠有效的驗證斷層的可靠性，判斷斷層解釋方案對全局的影響，避免盲人摸象的現象出現。

2.2 井震結合落實未定義斷點

以圖8中F1斷層為例，螞蟻體上可以清晰識別此斷層，且經過延6-18-46鉆井落實，與延6-18-46相距800米的延6-18-40井在煤層頂面發育斷距為3.6米的小斷層，地震剖面及螞蟻體等技術無法識別該斷層，在三維空間內觀察斷層的形態、走向、與斷點的空間關系，將F1斷層延伸，歸位該未定義斷點。通過井震結合的方法，在三維空間內合理直觀的進行斷層組合，完善了小斷距斷層解釋，實現了對斷層展布的更精細刻畫。

圖7 斷層三維空間組合a

圖8 斷層三維空間組合b

3 結語

（1）在合理的地質認識指導下，相干屬性分析、沿層傾角屬性分析、螞蟻體追蹤等多種方法及井資料的綜合應用，是快速準確地識別小斷層的有效途徑。不同規模不同地區不同深度的小斷層，其地震響應特征有所不同，在實際斷層解釋過程中，3種方法是相互印證相互補充的。

（2）通過多種技術方法的綜合應用，有效的提高了本工區小斷層的識別精度，取得了較好的應用效果。

（3）通過斷層空間組合的手段，可以直觀的顯示斷層在空間內的形態、走向、與斷點的空間關系，能夠有效的完善斷層解釋方案，落實斷層的可靠性。

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［2］楊金政.地震相干分析技術及其在斷層解釋中的應用［D］.成都：成都理工大學，2010.

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［5］黃超平.地震屬性在延川南煤層氣勘探中的應用［J］.中國煤層氣，2012，9（5）:24.

［6］李建雄，谷躍民，黨虎強等.高密度井網開發區井震聯合儲層預測方法討論-以SL盆地JN2區塊為例［J］.石油地球物理勘探，2011，46（3）:457-462.

Research and application of minor fault identification technology in Yan chuannan project

Ni Feng
（Petroleum Exploration and Development Institute，SINOPEC East China Branch Company，Nanjing，Jiangsu 210011，China）

The CBM field in Yan chuannan has entered the stage of development with high density wells. But some difficulties still remained， such as minor fault cannot be subtly depicted by traditional ways on seismic sections，micro-relief structures between wells cannot be characterized. According to the actual data， multiple methods are adopted such as coherent along layer ant-tracking method and inclination property to identify minor fault. Micro-relief structures between wells could be reflected by inclination properties and anttracking attribute jointing wells information can identify subtle fault features. Application of these multi-methods can identify minor fault and micro-structures.

Minor fault； coherency； inclination property； ant-tracking method

倪鋒（1987- ），男，助理工程師，主要從事地震解釋工作。基金項目：國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發”（2011ZX05035-006）