基于多種解釋性處理的低序級(jí)斷層刻畫技術(shù)

李進(jìn)

摘 要：在復(fù)雜斷塊油藏的勘探、開(kāi)發(fā)工作中，準(zhǔn)確刻畫低序級(jí)斷層有著重要的意義。由于低序級(jí)斷層存在斷距小、通常以多條共生形式出現(xiàn)等特點(diǎn)，導(dǎo)致其在地震剖面中識(shí)別、刻畫的難度較大。本研究提出的多種地震資料解釋性處理技術(shù)相結(jié)合，包括井控提頻、小波分頻、斷層強(qiáng)化處理技術(shù)等，逐步提高低序級(jí)斷層在地震剖面中的識(shí)別度，并利用多種極性相干螞蟻體技術(shù)對(duì)低序級(jí)斷層進(jìn)行客觀追蹤，最終實(shí)現(xiàn)5～8 m斷層的精準(zhǔn)刻畫。

關(guān)鍵詞：低序級(jí)斷層;井控提頻;擴(kuò)散濾波;螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)

中圖分類號(hào)：P618 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2022）7-0112-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.07.026

Abstract： Accurate characterization of low-order faults is of great significance for the exploration and development of complex fault-block reservoirs.It is difficult to identify and characterize low-order faults in seismic profiles because of their small fault distance and multiple symbiotic forms.In the present study， a variety of interpreted seismic data processing technology， including the well control， the wavelet frequency， fault strengthening treatment technology and so on， gradually increase the low-order level fault recognition in the seismic section， and use of polarity coherency ants objective tracking technology for low grade sequence fault， achieve 5～8 meters accurate characterization of the fault.

Keywords：low-order fault;well controlled lifting frequency;diffusion filtering;ant tracking technology

0 引言

復(fù)雜斷塊油氣藏為我國(guó)東部油區(qū)重要的油藏類型，其中以勝利油田最為典型。目前勝利油田多數(shù)斷塊油藏已經(jīng)進(jìn)入特高含水期，整體采出程度不高，造成此種現(xiàn)象的根本原因?yàn)闃?gòu)造復(fù)雜，層間矛盾突出，注采對(duì)應(yīng)關(guān)系不明確。隨著老油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，要進(jìn)一步提高該類型油藏采收率，精確落實(shí)構(gòu)造成為必經(jīng)之路。制約此類油藏構(gòu)造難以落實(shí)的重要原因是低序級(jí)斷層難以識(shí)別。低序級(jí)斷層通常由高級(jí)別斷層派生或伴生形成，斷距一般10 m左右，具有較強(qiáng)的隱蔽性，常規(guī)的地球物理方法對(duì)其進(jìn)行識(shí)別、組合的難度較大，尤其是巖性、斷塊雙控油藏，受平面砂體變化影響而造成的同相軸間斷，進(jìn)一步加大低序級(jí)斷層刻畫難度。本研究提出的多種地震資料解釋性組合處理技術(shù)，可逐步提高低序級(jí)斷層的識(shí)別度。首先，通過(guò)井控提高分辨率技術(shù)，提高地震資料縱向分辨率，增強(qiáng)同相軸連續(xù)性。其次，利用小波分頻技術(shù)，篩選能突出低序級(jí)斷層的優(yōu)勢(shì)頻帶。最后，利用斷層強(qiáng)化技術(shù)，對(duì)斷層發(fā)育區(qū)進(jìn)行強(qiáng)化，致使低序級(jí)斷層視分辨率進(jìn)一步提高。在地震資料解釋性處理的基礎(chǔ)上采用多極性相干螞蟻體追蹤技術(shù)，分別對(duì)各級(jí)斷層進(jìn)行刻畫。

1 井控提高分辨率技術(shù)

井控提高分辨率技術(shù)以系統(tǒng)辨識(shí)理論為基礎(chǔ)[1]，利用開(kāi)發(fā)區(qū)塊老井測(cè)井資料豐富優(yōu)勢(shì)，將測(cè)井資料中的高頻信息輸出高頻系統(tǒng)辨識(shí)模型，將地震資料成果數(shù)據(jù)輸出衰減的低頻系統(tǒng)辨識(shí)模型，通過(guò)分析地層對(duì)地震信號(hào)的吸收衰減特性，準(zhǔn)確反演每個(gè)井點(diǎn)位置地層吸收響應(yīng)算子，而后以地震解釋層位為約束，對(duì)于無(wú)井控制區(qū)域，采用克里金三維空變算法進(jìn)行外推計(jì)算，從而得到整個(gè)目標(biāo)區(qū)域三維空間吸收響應(yīng)算子模型，將計(jì)算的三維空變吸收響應(yīng)算子反作用于原始地震信號(hào)資料，即可對(duì)地震資料的高頻成分進(jìn)行恢復(fù)，通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，在不改變?cè)嫉卣鹳Y料特征的情況下，有效提高地震資料分辨率[2-4]。

通過(guò)井控提高分辨率技術(shù)在不改變同相軸相位的情況下，解決了深層地震分辨率不足的問(wèn)題，為低序級(jí)斷層精細(xì)描述奠定了資料基礎(chǔ)。圖1為井控提頻前后數(shù)據(jù)體頻譜分析圖，原始地震資料經(jīng)過(guò)處理后，主頻由27.3 Hz提高到39.1 Hz，提高11.8 Hz，主頻范圍由19.2～38 Hz提高到27.5～47.5 Hz，頻寬拓寬1.4 Hz。縱向分辨率提高。

經(jīng)過(guò)提頻處理，低序級(jí)斷層地震剖面顯示效果明顯加強(qiáng)，降低了解釋人員對(duì)低序級(jí)斷層的識(shí)別、刻畫難度。圖2（a）剖面對(duì)比中，同相軸空白反射多，導(dǎo)致圖中框內(nèi)兩條斷層顯示不清，經(jīng)過(guò)提頻處理，縱向分辨率提高，橫向同相軸連續(xù)性增強(qiáng)，低序級(jí)斷層顯示清晰度提高。圖2（b）中，原始剖面受非同沉積斷層兩側(cè)砂體不一，導(dǎo)致斷層上下兩盤同一層位反射軸能量強(qiáng)弱不一。易對(duì)解釋人員造成錯(cuò)層假象，經(jīng)過(guò)提頻后，斷層上下兩盤同相軸對(duì)應(yīng)關(guān)系更好。

經(jīng)過(guò)對(duì)比原始地震成果數(shù)據(jù)與井控拓頻體剖面效果，總結(jié)拓頻處理后地震剖品質(zhì)有3點(diǎn)改善。①地震資料目的層段儲(chǔ)層縱向預(yù)測(cè)分辨率得到了明顯提高，同相軸更加豐富，對(duì)小斷層的反射更為清晰，解釋層位對(duì)應(yīng)關(guān)系更明確，避免解釋人員在解釋過(guò)程發(fā)生錯(cuò)軸風(fēng)險(xiǎn)。②儲(chǔ)層的連續(xù)性有所加強(qiáng)，降低由相變引起的斷層發(fā)育假象。③分辨率提高，低序級(jí)斷層造成的同相軸錯(cuò)動(dòng)更加明顯，有利于落實(shí)低序級(jí)斷層縱向延伸高度。

2 小波分頻重組處理技術(shù)

疊后地震資料小波分頻處理技術(shù)在構(gòu)造解釋或儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作中較為常見(jiàn)[5]。常規(guī)疊后地震剖面通常具有一定的主頻優(yōu)勢(shì)，但其縱向分辨率會(huì)受到一定的限制。每個(gè)薄層在地震波頻率域都有特定頻率，小波變換的時(shí)頻譜與薄層之間的良好響應(yīng)關(guān)系，為層位精細(xì)解釋提供了直觀的依據(jù)，不僅如此，通過(guò)分頻處理能有效提高常規(guī)主頻地震剖面的分辨能力，在研究不同尺度的斷層方面同樣具有一定的優(yōu)勢(shì)。

本研究中，將原始地震資料利用小波分頻技術(shù)按照不同的主頻進(jìn)行分解，突出構(gòu)造的細(xì)微變化，進(jìn)一步提高低序級(jí)斷層識(shí)別能力，本次研究中，將原始地震體進(jìn)行分頻處理，處理生成主頻為37.2 Hz及35.5 Hz兩個(gè)地震數(shù)據(jù)體，通過(guò)對(duì)比兩種主頻的剖面發(fā)現(xiàn)35.5 Hz數(shù)據(jù)體中斷層剖面顯示更為清晰，由此可見(jiàn)，過(guò)高的分辨率同樣不利于斷層的識(shí)別。

地震解釋工作中，井震聯(lián)合是常用地震解釋技術(shù)，通過(guò)對(duì)實(shí)鉆測(cè)井資料進(jìn)行對(duì)比劃分，確定井鉆遇斷點(diǎn)，以井?dāng)帱c(diǎn)為引導(dǎo)，輔助解釋人員對(duì)剖面斷層進(jìn)行解釋。本次研究中通過(guò)對(duì)比，如圖3（a），確定工區(qū)內(nèi)4-102井1 902 m處斷點(diǎn)。

以4-102井中斷點(diǎn)為引導(dǎo)，對(duì)圖3（b）原始地震剖面中黑色實(shí)線斷層進(jìn)行解釋，發(fā)現(xiàn)該斷層由于斷距小，如圖3（b）中圓圈所示為井?dāng)帱c(diǎn)位置，斷點(diǎn)剖面顯示不明顯，且向上延伸高度不確定，如圖中方框位置斷層發(fā)育情況不明顯。經(jīng)過(guò)提頻處理后，如圖3（c）中所示，圓圈、方框同相軸扭曲程度均有所提高。經(jīng)過(guò)分頻處理后，如圖3（d），黑色實(shí)線斷層清晰度進(jìn)一步提升。

3 非線性擴(kuò)散濾波斷層增強(qiáng)技術(shù)

斷層強(qiáng)化處理技術(shù)是以構(gòu)造傾角屬性為約束，同相軸相似性分析為基礎(chǔ)的疊后地震資料處理技術(shù)。通過(guò)該項(xiàng)處理技術(shù)，地震資料去噪的同時(shí)斷層發(fā)育區(qū)域同相軸錯(cuò)斷更加明顯。該項(xiàng)技術(shù)通過(guò)對(duì)同相軸相似性值進(jìn)行分析，設(shè)定斷層強(qiáng)化處理閾值，如地震同相軸的相似性值達(dá)到該閾值，即可認(rèn)定該處不發(fā)育斷層，同時(shí)對(duì)該處地震同相軸進(jìn)行非線性擴(kuò)散濾波處理，使其連續(xù)性提高。如地震同相軸相似性值未達(dá)到該閾值，則對(duì)該處同相軸采取賦異常值處理，最終提高斷層剖面視分辨率。

通過(guò)對(duì)研究工區(qū)疊后地震資料進(jìn)行擴(kuò)散濾波斷層增強(qiáng)技術(shù)處理，地震剖面中各級(jí)斷層的視分辨率明顯提高。經(jīng)過(guò)處理后的剖面中，不僅框內(nèi)的高序級(jí)斷層顯示更為清晰，框里的低序級(jí)斷層斷點(diǎn)同樣清晰，有效提高解釋人員刻畫斷層精度。

4 螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)

螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)是一種目前解釋斷裂系統(tǒng)中的常用技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)是模擬生物界中蟻群覓食的一種啟發(fā)式仿生算法，在相干體、方差體、混沌體等相似體的基礎(chǔ)上進(jìn)行螞蟻?zhàn)粉櫍瑢⒌刭|(zhì)人員對(duì)工區(qū)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)與算法相融合，例如通過(guò)統(tǒng)計(jì)斷裂系統(tǒng)走向、傾向設(shè)置螞蟻?zhàn)粉櫭倒寤▓D，從而達(dá)到有效追蹤各級(jí)斷層的目的。在該工區(qū)中，地震資料通過(guò)多種解釋性處理，有效提高斷裂系統(tǒng)識(shí)別度，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行螞蟻體追蹤，最終落實(shí)構(gòu)造，為單元開(kāi)發(fā)奠定精確的構(gòu)造基礎(chǔ)。如圖4（b）為原始地震資料螞蟻體切片，由于原始地震資料中，低序級(jí)斷層視分辨率低，斷層剖面顯示同相軸扭動(dòng)不明顯，部分?jǐn)鄬游幢蛔粉櫍瑪嗔严到y(tǒng)組合凌亂，無(wú)法真實(shí)反映斷層平面展布特征。圖4（c）為以多種解釋性處理地震資料為基礎(chǔ)的螞蟻體切片，可以看出，處理后的螞蟻體切片，斷層的平面組合清晰，展布特征明顯，內(nèi)部小斷層發(fā)育清晰，該切片能有效輔助解釋人員對(duì)小斷層的刻畫。如圖4，通過(guò)地層對(duì)比發(fā)現(xiàn)6-5井目標(biāo)層段發(fā)育一條9 m小斷層，在原始螞蟻體切片中未能顯示，在處理后的極性螞蟻體切片中顯示較為清晰，如圖4中所示框內(nèi)斷層。

5 結(jié)語(yǔ)

本研究通過(guò)對(duì)原始地震資料進(jìn)行多種解釋性組合處理，各級(jí)斷層視分辨率均得到有效改善。首先，通過(guò)井控提高分辨率處理，保真提高原始地震分辨率，改善低序級(jí)斷層的縱向識(shí)別度;其次，通過(guò)小波分頻處理，優(yōu)選研究區(qū)能突顯低序級(jí)斷層的優(yōu)勢(shì)頻帶;然后，利用斷層強(qiáng)化技術(shù)強(qiáng)化低序級(jí)斷層剖面顯示效果;最后，利用螞蟻體自動(dòng)追蹤系統(tǒng)對(duì)各級(jí)斷層進(jìn)行識(shí)別追蹤，為解釋人員解釋研究區(qū)構(gòu)造提供有效的支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉浩杰，王延光，韓文功.基于系統(tǒng)辨識(shí)提高地震資料分辨率研究[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2010，25（3）：994-999.

[2] 楊瑞召，趙爭(zhēng)光，馬彥龍，等.利用譜藍(lán)化和有色反演分辨率薄煤層[J].天然氣地球科學(xué)，2013，24（1）：156-161.

[3] 陳可洋，吳沛熹，楊微.擴(kuò)散濾波方法在地震資料處理中的應(yīng)用研究[J].巖性油氣藏，2014，26（1）：117-122.

[4] 李陽(yáng).油藏綜合地球物理技術(shù)在墾71井區(qū)的應(yīng)用[J].石油物探，2008，47（2）：107-115，17.

[5] 林承焰，張憲國(guó)，董春梅.地震沉積學(xué)及其初步應(yīng)用[J].石油學(xué)報(bào)，2007，28（2）：69-72.