螞蟻體追蹤技術在沙頭圩區塊斷裂解釋中的應用

李曉磊

摘 要：螞蟻體追蹤技術是基于螞蟻算法形成的三維地震解釋技術，螞蟻算法主要原理是模擬真實蟻群集體覓食行為產生的一系列群體本能動作和信息反饋。應用螞蟻體追蹤技術解釋沙頭圩區塊斷裂系統，加深了對地質及構造細節的認識，克服了解釋工作中的主觀性，大幅縮減了人工解釋時間，有效提高解釋精確度。

關鍵詞：螞蟻體追蹤技術;三維地震解釋;斷裂系統;沙頭圩區塊

1 方法原理介紹

人們受很多自然現象啟發得出一些理論，如螞蟻算法就是通過真實螞蟻覓食的群體行為提出來的，這里面大量的觀點都源自真的螞蟻群，螞蟻被視為是算法所定義人工蟻群中，具備簡單功能的一個工作單元。二者間的類似點為優選信息濃度大路徑，二者不同在于人工螞蟻所獨有的記憶能力，可以記住已訪問完成的節點，并且人工螞蟻的選擇規律主要有一定的算法機制，有意識尋找到最短路徑，并不像真的螞蟻那種盲目去選擇。

螞蟻優化算法包含嚴格的并行、選擇和信息素更新等三大機制：

①嚴格并行機制。各螞蟻在同一輪搜索過程中只參考截止上一輪搜索路徑上留下的信息素量;

②選擇性機制。被選擇概率比較大的是信息素濃的路徑，單只的螞蟻會按轉移概率去尋求下一個節點;

③信息素的更新機制。螞蟻途中所經過路徑上的信息素會增加，并且隨著時間延長而揮發。

Petrel構造解釋模塊中的螞蟻體追蹤技術是以蟻群算法作為基礎，撒播一大批人工“螞蟻”在地震數據體中進行追蹤，當有滿足預設斷裂條件的斷層被人工螞蟻發現時，它們“釋放”出某一種信號，召集起在該區域的其他螞蟻集中對該斷裂追蹤，一直到完成該斷裂區域的追蹤和識別。通過螞蟻追蹤，最終能夠得到一個具有清晰斷裂痕跡、噪音低的數據體。可以識別微小斷裂及裂縫發育帶，識別精度很高。想得出斷裂系統的最終解釋結果，就要提取所獲得的螞蟻屬性體的自動斷片，在提取的過程中可以人為來設置種子點，而且對提取的斷片篩選、編輯和評價。

2 螞蟻體追蹤技術工作流程

第一，噪聲壓制技術被應用于地震資料的預處理，采用邊緣探測技術方法，加強地震資料在空間上的不連續性。

第二，建立螞蟻追蹤立方體。螞蟻追蹤算法是一種新型斷層解釋技術，具有建立在突出斷面的特征。通過該算法可自動提取斷層組，產生螞蟻屬性體。在Petrel地震解釋模塊中合理設置初始螞蟻邊界、螞蟻追蹤背離、螞蟻步長等參數，計算機自動運算生成螞蟻屬性體。

第三，提取斷層，并評價、校正和篩選。需要人工交互操作，提取的斷層必須通過評價、校正和篩選，從而得出最終解釋結果。在這個過程中要利用柱狀圖濾波器和交互式立體網絡完成。

第四，確定最終斷層解釋模型。確定斷層既可進一步地震解釋，也可直接輸入到斷層模擬中。

3 螞蟻體追蹤技術在沙頭圩區塊的應用

本次研究的沙頭圩區塊主要勘探目標為二疊系童子巖組巖溶縫洞儲層，二疊系童子巖組地震反射旅行時介于0.75-0.8s之間，提取螞蟻屬性體0.78s的等時切片（圖1）。由于目的層地層破碎嚴重，螞蟻的屬性體中含有一些斷裂的假象，盡管如此還是可以反映出斷裂系統整體空間展布出的特征。圖中青色部分為螞蟻體識別中較大裂縫，ss9井區大斷裂展布與構造解釋成果基本一致（圖1），淺灰色為微型裂縫，整體北西方向展布，局部成網狀結構，在整個區塊均有發育，東部潛山構造高部位尤為發育。從0.78s切片上看，ss9井、c3井、sha2井微型裂縫發育，c1井、c2井、ss28井裂縫不發育。通過實鉆井在地震時間對應的深度上裂縫發育情況判別，裂縫識別分析結果與實鉆情況吻合度高，因此螞蟻體追蹤技術可以作為沙頭圩區塊微型裂縫發育及展布情況識別的有效技術手段。

4 結論

①螞蟻自動解釋前的準備：對地震資料進行構造平滑處理，利用好方差體屬性、傾角屬性等增強地震數據空間的不連續性;

②螞蟻自動解釋對低級一些的序斷層識別能力更強，可能識別任何人工解釋遺漏部分的小斷層，提取的斷層可以輔助人工解釋，可以有效提高地震解釋工作效率。

參考文獻：

[1]蔣雪峰，李雪燕，李曉梅，等.螞蟻體追蹤技術在小斷裂識別中的應用[J].吐哈油氣，2012（4）：323-325.

[2]張繼標，戴俊生，馮建偉，等.螞蟻追蹤技術在大程莊地區斷裂自動解釋中的應用[J].石油天然氣學報，2012，34 （5）：53-57.