王利功，畢建軍，王振輝，王學(xué)習(xí)，高星星，王亞飛

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院）

地震平面沉積相解釋方法研究及應(yīng)用

王利功，畢建軍，王振輝，王學(xué)習(xí)，高星星，王亞飛

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院）

傳統(tǒng)三維地震資料解釋方法在構(gòu)造油氣藏的勘探研究中發(fā)揮了重要作用，但對(duì)于巖性油氣藏的勘探研究則缺乏有效的手段。針對(duì)這個(gè)問題，該文提出了一種新的地震資料解釋方法——地震平面沉積相解釋方法，它是在地震切片解釋方法的基礎(chǔ)上，發(fā)展了多屬性融合成像、切片沉積相投影、平面沉積相智能追蹤等關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)充分利用了地震資料橫向密集連續(xù)的特性，提高了地震-地質(zhì)解釋的效率和精度，對(duì)地下規(guī)模較小的地質(zhì)體具有很好的識(shí)別能力，對(duì)巖性油氣藏的勘探和研究具有借鑒作用。

多屬性融合；智能追蹤；地震切片；沉積相

0 引言

傳統(tǒng)的三維地震資料解釋主要是了解地層的構(gòu)造形態(tài)，一般是在剖面上以“同相軸”的追蹤方式進(jìn)行的。這種解釋方法對(duì)于構(gòu)造油氣藏的研究具有顯著的效果，但對(duì)于巖性油氣藏則缺乏針對(duì)性的研究手段。近些年發(fā)展的地震切片解釋技術(shù)有效地解決了這個(gè)問題，但是，切片解釋過程中存在井-震結(jié)合不方便、解釋效率不高、多解性強(qiáng)等問題，針對(duì)這些問題，筆者提出了一種新的地震資料解釋方法——地震平面沉積相解釋方法。這種方法是地震切片解釋的繼承和發(fā)展，它是指利用等時(shí)地層切片技術(shù)得到地震相的平面展布，結(jié)合地質(zhì)資料、測(cè)井資料，并利用切片沉積相投影技術(shù)進(jìn)行解釋、定義地震相，最后利用平面沉積相智能追蹤解釋技術(shù)，快速得到工區(qū)的高精度平面沉積相圖，從而用于指導(dǎo)巖性油氣藏的勘探。與原來(lái)的地震切片解釋相比，其在解釋效率、解釋精度、解釋過程等方面都得到了很好的發(fā)展和完善。張軍華等［1］通過對(duì)河道模型的研究指出：地震切片的分辨率可以突破1/4波長(zhǎng)的限制。Zeng等［2］通過地層切片技術(shù)在切片上顯示出厚度小于10 m的河道、決口扇、沖積平原?？梢娀诘貙忧衅夹g(shù)的地震平面沉積相解釋可以識(shí)別出一些厚度較小的地質(zhì)單元［3］。

1 關(guān)鍵技術(shù)與方法對(duì)比

地震平面沉積相解釋過程中用到的關(guān)鍵技術(shù)有：地層切片技術(shù)、多屬性融合成像技術(shù)、三相聯(lián)合解釋與切片沉積相投影技術(shù)、平面沉積相智能追蹤解釋技術(shù)，這些關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用使得地震平面沉積相解釋在解釋過程、解釋精度、解釋效率方面都明顯優(yōu)于原來(lái)的地震切片解釋技術(shù)，使其成為一種有效解決巖性油氣藏勘探問題的地震資料解釋方法。

1.1 關(guān)鍵技術(shù)

（1）地層切片技術(shù)。地層切片是以追蹤2個(gè)等時(shí)沉積界面為頂?shù)?，在頂?shù)组g等比例內(nèi)插出一系列的層位，沿這些內(nèi)插出的層位逐一生成切片。地層切片技術(shù)考慮了沉積速率隨平面位置的變化，比時(shí)間切片和沿層切片更加合理，而且更接近于等時(shí)沉積界面［4-5］，這種技術(shù)適用于地層厚度變化比較穩(wěn)定的地層，能較容易地拾取振幅型或結(jié)構(gòu)異常性沉積體系［5］，可以很好地識(shí)別河流、三角洲沉積砂體［6］。

（2）多屬性融合成像技術(shù)。常規(guī)地震屬性彩色顯示技術(shù)是通過某種變換將屬性數(shù)值映射成彩色圖像，一次顯示一種屬性。但對(duì)于多個(gè)地震屬性，這種單個(gè)屬性逐一彩色顯示方法并不能很好地反映整體趨勢(shì)、突出區(qū)域性異常，并且在進(jìn)行地質(zhì)解釋時(shí)存在多解性問題［7-8］。多屬性融合成像技術(shù)是基于RGB-IHS變換的數(shù)字圖像融合方法成像，它是將優(yōu)選及提取出的3種反映沉積且互不相干的屬性進(jìn)行直方圖均衡和歸一化處理，根據(jù)灰度色階將每種屬性劃成16～256等分，并指定特定屬性顏色進(jìn)行3通道融合處理［9］。處理后的顏色分類由處理前的256色提高到了256×256×256=16777216色，與單屬性圖像相比實(shí)現(xiàn)了地震相的精細(xì)分類，使地震相顯得更為清晰，并且大大降低了多解性（圖1）。從圖中可看出：圖 1（a）、圖 1（b）、圖 1（c）的單屬性彩色圖像顯示出地震相分類少，河道模糊，而圖1（d）多屬性融合成像實(shí)現(xiàn)了地震相的精細(xì)分類，河道（虛線圈出）更為清晰。

圖1 大慶油田某研究區(qū)多屬性融合成像前后對(duì)比Fig.1 Comparison of multi-attribute fusion imaging in one study area of Daqing Oilfield

（3）三相聯(lián)合解釋與切片沉積相投影技術(shù)。三相聯(lián)合解釋技術(shù)是指用測(cè)井相、地震相、沉積相聯(lián)合解釋［10］。通過測(cè)井相和地質(zhì)沉積相來(lái)揭示沉積相的剖面組合特征，再結(jié)合切片技術(shù)獲得的地震相平面展布用以確定地質(zhì)沉積環(huán)境和沉積模式。它使得解釋工作能在特定的地質(zhì)沉積模式上展開，因而得到的解釋結(jié)果更加合理。切片沉積相投影技術(shù)是指通過測(cè)井相與巖心觀察，確定目的層井點(diǎn)處的主力沉積微相類型，根據(jù)時(shí)-深關(guān)系將其投影到地層切片上，標(biāo)定地震相（圖2箭頭所示）。這種技術(shù)使得在解釋過程中井-震結(jié)合的更加方便、快捷。

圖2 吉林油田某研究區(qū)測(cè)井相與切片沉積相Fig.2 The log phase and slice sedimentary facies in one study area of Jilin Oilfield

（4）平面沉積相智能追蹤解釋技術(shù)。傳統(tǒng)的地震剖面解釋是以“同相軸”追蹤的方式進(jìn)行的，而地震平面沉積相解釋則采用追蹤平面地震相技術(shù)，它是指選取平面地震相中的一點(diǎn)為種子點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)采用一定算法智能追蹤平面地震相，并在地質(zhì)沉積模式的指導(dǎo)下，根據(jù)井點(diǎn)切片沉積相來(lái)定義平面地震相，這樣就可以高效準(zhǔn)確地得到整個(gè)工區(qū)的平面沉積相分布圖。相對(duì)于原來(lái)進(jìn)行切片地震相解釋時(shí)所采用的純手工勾畫解釋，其更加精細(xì)、客觀、高效，并且在解釋過程中井-震結(jié)合更為緊密，具有較高的可信度。

1.2 方法對(duì)比

1.2.1 地震平面沉積相解釋與地震切片解釋的比較

地震平面沉積相解釋是地震切片解釋的繼承和發(fā)展，是在原來(lái)地震切片解釋技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的新技術(shù)和新方法。表1是地震平面沉積相解釋與地震切片解釋對(duì)比。對(duì)比結(jié)果顯示，地震平面沉積相解釋在解釋過程、解釋精度、解釋效率等方面都得到了很好的改善；單張切片的解釋時(shí)間由原來(lái)的幾十分鐘縮短至幾分鐘。

1.2.2 地震平面沉積相解釋與傳統(tǒng)剖面解釋對(duì)比

地震平面沉積相解釋在解釋目的、解釋精度、解釋方式等方面與傳統(tǒng)剖面解釋都不同。表2是地震平面沉積相解釋與傳統(tǒng)剖面解釋的對(duì)比。對(duì)比結(jié)果顯示：地震平面沉積相解釋完全不同于傳統(tǒng)剖面解釋，它是在平面角度上對(duì)地震資料進(jìn)行解釋，充分利用了地震資料橫向密集連續(xù)、分辨率高的特性，提高了對(duì)地下地質(zhì)體的識(shí)別能力。

表1 地震平面沉積相解釋與地震切片解釋對(duì)比Table 1 Comparison between seismic plane sedimentary facies interpretation and seismic slice interpretation

表2 地震平面沉積相解釋與傳統(tǒng)剖面解釋對(duì)比Table 2 Comparison between seismic plane sedimentary facies interpretation and traditional profile interpretation

2 實(shí)現(xiàn)過程及應(yīng)用

2.1 基本流程

基于地層切片技術(shù)的地震平面沉積相解釋的關(guān)鍵有2個(gè)：一是通過單井沉積相來(lái)標(biāo)定地震相，建立二者的聯(lián)系；二是由單井相推斷研究區(qū)沉積環(huán)境，建立在該沉積環(huán)境下的一般沉積相模式，并在沉積相模式的指導(dǎo)下將地震相平面展布轉(zhuǎn)化成平面沉積相分布［11-14］。具體步驟如下：①根據(jù)鉆井資料、錄井資料和測(cè)井資料分析得出工區(qū)沉積環(huán)境及沉積模式，并在此基礎(chǔ)上確定單井相；②由單井相進(jìn)行聯(lián)井分析，建立聯(lián)井層序格架；③在層序格架模型的基礎(chǔ)上生成地層切片，然后進(jìn)行屬性的提取、優(yōu)選、融合成像；④利用切片沉積相投影技術(shù)實(shí)現(xiàn)地震相的標(biāo)定，從而在沉積模式的指導(dǎo)下，將地震相的平面展布轉(zhuǎn)化成平面沉積相分布。

2.2 應(yīng)用實(shí)例

工區(qū)位于松遼盆地，構(gòu)造上處于松遼盆地南部中央坳陷區(qū)扶新隆起帶西緣，研究的目的層為嫩三段（白堊系嫩江組三段）黑二油組，鉆井資料及前人研究成果表明：嫩三段黑二油組整體沉積環(huán)境為三角洲前緣，自下而上形成3個(gè)反韻律沉積地層；沉積微相類型主要為水下分流河道、河口砂壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂壩。本次研究的目的主要是查明研究區(qū)沉積微相的分布，為該區(qū)巖性油氣藏的勘探研究指明方向。圖3（a）和圖3（b）箭頭所指的紅色強(qiáng)軸分別是圖3（c）中河口壩在線、道剖面上的特征，表現(xiàn)為中低頻率、強(qiáng)振幅，圖3（c）切片是HⅡ2中一張典型的切片；在平面上可以很清晰地看到該河口壩的形態(tài)及其展布范圍［圖3（c）］；這樣通過平面與剖面的結(jié)合就可以很清楚地認(rèn)識(shí)該地質(zhì)體的空間分布。

圖3 地震平面沉積相解釋過程圖Fig.3 The process of seismic plane sedimentary facies interpretation

圖3（c）是根據(jù)地震平面沉積相解釋流程得出的屬性融合成像，由瞬時(shí)頻率、瞬時(shí)振幅、相似度融合而成。從該圖可以得到地震相的平面展布及其分布范圍，它大致可劃分為A，B，C，D等4塊，A塊位于工區(qū)西北部，主要有黃色、紅色2種地震相，對(duì)應(yīng)的自然伽馬測(cè)井曲線反映沉積物自下而上由細(xì)變粗的反韻律特征，判斷屬于河口壩；B塊位于工區(qū)東北部，主要有泛白色和紅色2種地震相，地層切片上可以清楚地看出河口壩的形態(tài)，對(duì)應(yīng)的自然電位測(cè)井曲線為齒化指狀，判斷屬于多期河口壩疊置；C塊位于工區(qū)西南部，有紅色、黃色、泛白色3種地震相，對(duì)應(yīng)的自然伽馬測(cè)井曲線反映沉積物自下而上由細(xì)變粗的反韻律特征，自然電位曲線呈漏斗形，判斷屬于遠(yuǎn)砂壩，泛白色地震相對(duì)應(yīng)的自然伽馬測(cè)井曲線特征反映沉積物是自下而上由細(xì)變粗再變細(xì)，自然電位測(cè)井曲線為指狀，錄井顯示為細(xì)粒粉砂巖，判斷屬于席狀砂；D塊位于研究區(qū)東南部，地震相顯示為藍(lán)色，自然電位測(cè)井曲線低幅平滑，錄井顯示為泥巖，結(jié)合其在平面上的位置，判斷屬于前三角洲泥。圖3（d）是在上述分析的基礎(chǔ)上由平面沉積相智能追蹤技術(shù)得出的解釋結(jié)果，根據(jù)解釋結(jié)果可以很容易地看出三角洲前緣沉積微相的分布特點(diǎn)，并且由地質(zhì)沉積模式推測(cè)物源有東北和西北2個(gè)方向，發(fā)育了東北、西北2支水系，為該工區(qū)巖性油氣藏的勘探研究指明了方向。

3 結(jié)論

（1）地震平面沉積相解釋充分利用了地震資料橫向密集連續(xù)、分辨率高的特性，提高了對(duì)地下地質(zhì)體的識(shí)別能力。

（2）多屬性融合成像技術(shù)能夠得到精細(xì)、清晰的地震相，與地下復(fù)雜的地質(zhì)情況更加吻合，較原來(lái)的單屬性圖像顯示，該技術(shù)可大大降低多解性。

（3）平面沉積相智能追蹤解釋技術(shù)通過大量的計(jì)算機(jī)運(yùn)算，可大幅度提高解釋效率，減少人為誤差，使解釋結(jié)果趨于合理、自然。

（4）實(shí)際應(yīng)用效果表明，地震平面沉積相解釋可很好地識(shí)別三角洲沉積體系中的沉積微相，對(duì)存在于這些沉積微相中的巖性油氣藏的識(shí)別具有借鑒作用。

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Seismic plane sedimentary facies interpretation method and its application

WANG Li-gong， BI Jian-jun， WANG Zhen-hui， WANG Xue-xi， GAO Xing-xing， WANG Ya-fei
（College of Geoscience and Surveying Engineering， China University of Mining and Technology， Beijing 100083， China）

Traditional three-dimensional seismic interpretation has a good effect on the exploration research ofstructure reservoir,but it can not solve the problemin the exploration and studyoflithologic reservoir.This paper proposed a new seismic interpretation method:plane sedimentary facies interpretation.Based on the method of seismic slice interpretation,it develops the keytechnologies such as multi-attribute fusion imaging,projection ofslicingsedimentary facies and auto-tracking of plane lithofacies.These technologies fully use the characteristics of lateral continuity,and can improve the efficiency and accuracy of seismic-geologic interpretation and have recognition capability for small geologic bodies and significance for exploration and studyon lithologic reservoirs.

multi-attributefusion；auto-tracking；seismicslice；sedimentaryfacies

P631.4

A

2011-06-16；

2011-07-20

吉林油田科技項(xiàng)目（編號(hào)：JLYT-JS10-W23-FW-21-77）“吉林油田新北地區(qū)地震沉積成像研究”部分成果。

王利功，1984年生，男，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)在讀碩士研究生，主要從事地震資料綜合解釋工作。地址：（100083）北京市海淀區(qū)學(xué)院路丁11號(hào)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院。E-mail：ligongwang@163.com

1673-8926（2011）06-0084-05

楊琦）