地震方差體屬性在構造解釋中的應用研究

徐大光

（遼河油田公司勘探開發研究院，遼寧 盤錦124010）

構造解釋指的是將地質構造資料解釋為地質術語，從而掌握地質構造形態以及空間所處位置，判斷出地層的各項參數，包括：厚度、巖性、含油氣以及層間接觸關系[1]。構造解釋的偏移誤差能夠直接體現在工程開展中，具有十分重要的指導意義。一般情況下，構造解釋可分為不同維度的解釋，二維解釋主要針對地震測線進行，而三維解釋在二維解釋的基礎上，提高了解釋的立體度，主要針對數據體進行。在我國，針對構造解釋方面，前人已進行了大量的研究，以往的構造解釋主要基于反射波的對比追蹤提出，在實際應用過程中經常會出現解釋不合理的現象，存在一定的局限性[2]。因此，本文提出地震方差體屬性在構造解釋中的應用研究，希望能夠降低構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是誤差分析，主要通過相鄰道地震信號的相似度屬性描述地質構造資料。其在地震道特征描述以及儲集層砂體展布等方面已經取得了良好的應用效果。因此，地震方差體屬性可以應用在構造解釋中，由于對構造解釋的精度要求越來越高，基于地震方差體屬性能夠表述出地質構造間不連續的斷層與褶皺關系。基于此，提出地震方差體屬性在構造解釋中的應用。

2 地震方差體屬性在構造解釋中的應用

2.1 標定層位

以地震方差體屬性作為聯系地震反射波與地質構造資料中的紐帶，采用標定層位的方式，掌握層位基本情況，并建立地震層序，為構造解釋提供基礎數據。本文采用人工合成地震記錄的方式，精細標定層段[3]。以褶積子波為典型代表，優先選用PERTEL 軟件對構造建立三維地質模型，目的是將構造層位數值化，使構建的三維地質模型更加貼近構造地層的實際情況[4]。通過計算褶積子波的頻率，提高層位標定的精度。設褶積子波頻率為r，則其計算公式，如公式（1）所示。

在公式（1）中，pe指的是聲波測井的垂直反射系數；pw指的是聲波測井平均速度；k 指的是地質構造資料數據子波長度；μ指的是地質構造資料數據單峰值。以得出的褶積子波頻率為依據，與地震數據的時窗范圍相對比，確定地質范圍。結合褶積模型分析褶積子波的頻率，作為層位標定的基礎[5]。人工合成地震記錄與井旁道對比，標定5 層段地質構造層位，具體內容如下：

（1）地層地震屬性茅口組一段，黑灰色泥質生屑灰巖與含泥質的泥晶綠藻屑灰巖，為穩定發育非儲層。

（2）地層茅口組二段、三段為一套高自然伽馬（GR）的泥晶灰巖和（或）泥質巖層，對后期變質巖潛山裂縫地震屬性響應存在不利影響，為劣質儲層。

（3）局部凹陷區形成大規模與古風化殼相關的儲集條件，變質巖潛山裂縫層段為茅四段上部，地腹構造完整。

（4）地層茅口組五段，有少量基巖露頭，地層為石炭系上統太原組。

（5）地層茅口組六段，泥巖、砂質泥巖，與煤層存在明顯的密度，通過反射波持續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主要產層，巖性以顆粒灰巖為主，鉆井液由上盤茅一段沿斷層裂縫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，表明存在斷層現象。

2.2 層位、斷層解釋

本文首先通過地震方差體屬性，確定地層地質構造描述范圍、平面網格及模擬層的劃分、地質模型的建立。再通過建立精細的構造三維地質模型，通過數值模擬對重點區域進行網格細致研究以提高解釋精準度。最后，建立層位、斷層平面網格，需要將每個網格塊設定指定的疊前方位各向異性地質參數，設定參數的過程就是所謂的地質平面網格描述。地震方差體屬性是利用地質、地震、測井和動態數據對層位、斷層解釋的新技術。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。通過層位、斷層解釋，將特征數據代入并校正，進行可視化掃描。判斷目標層是否出現傾斜情況，一旦發現傾斜，需要利用可視化檢測種子點，以自動追蹤的方式雕刻層位、斷層特征。在此基礎上，通過時創建井，更新層位、斷層解釋特征，添加種子點信息，完成層位、斷層解釋。

2.3 計算地震方差體

在層位、斷層解釋時，為解決地震道局部的不連續性，需要針對一個時間樣點，計算地震方差體，減少構造解釋時窗的偏移誤差。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 指的是方差計算時間；i 指的是地震道個數，為實數；I 指的是計算方差時選用的層位、斷層道數；L 指的是方差計算時間下時窗長度；w 指的是地震方差體的三角加權函數，其區間范圍為【0,1】；x 指的是方差計算時間下的平均振幅值。通過公式（2），可以得出構造解釋地震方差值，將其代入到構造三維地質模型中，得到完整的三維地質構造數據體。

2.4 構造解釋成圖

在計算地震方差體的基礎上，通過MATALB 軟件結合當地面積選取適合的比例尺，自動繪制構造解釋大剖面圖，以此實現構造解釋。在構造解釋成圖過程中，構造圖網格的精準能夠直接影響構造解釋的精度，因此，本文通過以校正的平均速度網格為核心參數，計算構造圖網格深度。設構造圖網格深度為H，則其計算公式，如公式（3）所示。

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

圖2 構造解釋大剖面圖

結合圖2 所示，通過構造解釋大剖面探測，表明茅口組一段、二段、三段以及四段均表現為低頻強振幅的波谷響應，且強振幅的低頻波谷橫向反射不連續。井震標定結果表明，茅口組五段、六段為地震響應特征。為確定地震方差體屬性中地震響應特征提取的有效性，可復查構造解釋大剖面，以波形扭曲、錯動及分叉為反射特點，提出波谷反射特征。至此，完成基于地震方差體屬性的構造解釋。

3 應用實例分析

3.1 實驗準備

為構建實例分析，實驗對象選取某區域，執行三維地震勘探解釋工作，共解釋褶皺4 個，斷層10 條以及陷落柱5 個。實驗采用Solaris 操作系統測得的構造解釋偏移誤差，設置三維方差數據體的時窗長度為20ms；包括3 條連線道數以及3 條主線道數。使用本文設計方法的設置為實驗組，使用傳統方法的設置為對照組。共進行8 次實驗。

3.2 實驗結果與分析

采集實驗數據，對比兩種方法下的構造解釋偏移誤差，如下

圖3 構造解釋偏移誤差對比圖

通過圖3 可得出如下的結論：本文設計方法構造解釋偏移誤差最低可達0.10，對照組為0.36。設計開發構造解釋偏移誤差明顯低于對照組，構造解釋的精度更高。

結束語

通過地震方差體屬性在構造解釋中的應用研究，能夠解決傳統構造解釋中存在的問題。由此可見，本文設計構造解釋方法能夠指導構造解釋方法優化。在后期的發展中，應加大本文設計方法在構造解釋中的應用力度。但本文沒有對三維速度場建立方面展開詳細研究，在未來的研究中希望可以彌補此方面不足。