牛拴文 （中國石油大學(xué) （華東），山東 青島266555；勝利油田分公司東辛采油廠，山東 東營257000）

東辛油田營1斷塊多體聯(lián)合精細(xì)構(gòu)造解釋方法研究

牛拴文 （中國石油大學(xué) （華東），山東 青島266555；勝利油田分公司東辛采油廠，山東 東營257000）

研究區(qū)長期以來受資料和技術(shù)的限制，對斷裂構(gòu)造的認(rèn)識存在一定的局限性，特別是低序級斷層的識別受到限制，影響油氣勘探開發(fā)工作。提出利用多體聯(lián)合精細(xì)構(gòu)造解釋技術(shù)對營1區(qū)塊進(jìn)行構(gòu)造精細(xì)解釋，主要利用譜蘭化提高分辨率處理技術(shù)、斷層邊緣強(qiáng)化處理技術(shù)、相干體處理技術(shù)等手段，通過疊后地震數(shù)據(jù)處理，提高地震資料分辨率和斷層識別能力，然后結(jié)合相干數(shù)據(jù)體時(shí)間切片精確描述斷裂系統(tǒng)，再進(jìn)行儲層精細(xì)構(gòu)造解釋。通過采用先確定骨架斷層，再描述低序級斷層的構(gòu)造解釋程序，研究區(qū)共發(fā)育斷層32條，全部為正斷層，總結(jié)出鏟式、平面式兩種斷層剖面分布模式；以及平行式、墻角式兩種斷層平面展布模式。

構(gòu)造解釋；多體聯(lián)合；低序級斷層；東辛油田；營1斷塊

由于對構(gòu)造認(rèn)識的不足，特別是對低序級斷層描述不清，導(dǎo)致對油氣富集區(qū)域劃分不明確，從而難以對油藏的分布狀況及剩余油進(jìn)行精確研究。斷裂系統(tǒng)精細(xì)描述是復(fù)雜斷塊油氣藏開發(fā)的基礎(chǔ)，開發(fā)中后期，新小斷塊的發(fā)現(xiàn)、斷塊邊緣高部位的精雕細(xì)刻是挖掘剩余油的主要方向和提高鉆井成功率的有效手段。近年來全三維立體自動、半自動追蹤解釋技術(shù)突破了地震三維資料、二維解釋的老方法，但僅限于斷裂系統(tǒng)簡單地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)層位解釋，斷面的解釋仍然是二維，難以滿足生產(chǎn)的要求［1～4］；相干體技術(shù)的長足發(fā)展有助于斷裂系統(tǒng)的組合，提高了斷層平面組合的精度和效率，但相干剖面沒有在斷層解釋中得到很好的應(yīng)用。該次研究利用多體聯(lián)合精細(xì)構(gòu)造解釋技術(shù)，具體包括譜蘭化提高分辨率處理技術(shù)、斷層邊緣強(qiáng)化處理技術(shù)、相干體處理技術(shù)等，采用多種先進(jìn)技術(shù)的聯(lián)合，為油田中后期的構(gòu)造精細(xì)解釋提供相應(yīng)的支持。

1 工區(qū)概況

東辛油田位于東營市境內(nèi)，構(gòu)造位置處于東營凹陷中央斷裂背斜帶中東段，北、西、南分別為民豐洼陷、利津洼陷和牛莊洼陷。第三系構(gòu)造形態(tài)為一個(gè)鞍部連接起來的兩個(gè)背斜構(gòu)造，西部為東營彎窿構(gòu)造，東部為辛鎮(zhèn)長軸背斜。營1斷塊區(qū)位于東辛油田東營構(gòu)造的南翼，北、東、西3面分別以斷層與營13、營31、營14斷塊區(qū)相鄰，向南接現(xiàn)河油田 （圖1）。該斷塊是一個(gè)北、東、西3面被斷層遮擋，南面向邊水開啟的狹長斷塊［5］。工區(qū)面積近10km2，區(qū)內(nèi)三維地震資料覆蓋全區(qū)。油藏埋深1200～2570m，目前探明含油面積3.24km2，地質(zhì)儲量902×104t，可采儲量378.8×104t，含油層位館陶組、東營組、沙一、沙二段。營1斷塊斷層多、斷塊小、構(gòu)造復(fù)雜、天然能量弱，儲層平面及縱向上物性變化大，含油層系多，含油井段長。營1斷塊位于營1～營86、營31～辛10兩條二級斷層的交匯處，拉張應(yīng)力集中，斷裂系統(tǒng)極為復(fù)雜、破碎。

研究區(qū)長期以來受資料和技術(shù)的限制，對斷裂構(gòu)造的認(rèn)識存在一定的局限性，特別是低序級斷層的識別受到限制，不同時(shí)期的地震資料落實(shí)的斷層延伸方向、傾向等有很大的不同；復(fù)雜斷塊區(qū)交匯處、斷層傾末端以及斷層 “拐彎”處等地區(qū)斷裂構(gòu)造落實(shí)難度大、研究程度低；工區(qū)內(nèi)斷裂系統(tǒng)及大構(gòu)造格局基本清楚，但部分三級斷層及低序級斷層描述不清楚，難以滿足開發(fā)后期低序級斷層精細(xì)評價(jià)挖潛的需要，導(dǎo)致油藏開發(fā)過程中注采矛盾突出，斷層組合的合理性有待進(jìn)一步研究。

圖1 營1斷塊區(qū)域位置圖 （灰色覆蓋區(qū)為營1塊）

2 多體聯(lián)合精細(xì)構(gòu)造解釋技術(shù)研究

多體聯(lián)合精細(xì)構(gòu)造解釋技術(shù)的主體思路就是通過疊后地震數(shù)據(jù)處理，提高地震資料分辨率和斷層識別能力，結(jié)合相干數(shù)據(jù)體時(shí)間切片斷裂系統(tǒng)比較清晰的特征，先精確描述斷裂系統(tǒng)再進(jìn)行儲層精細(xì)構(gòu)造解釋。解釋過程中，通過不同屬性地震剖面疊合顯示，突出隱藏在地震資料中的斷層特征，利用不同方向疊合剖面、相干體時(shí)間切片進(jìn)行斷面聯(lián)合解釋，有效實(shí)現(xiàn)先斷裂系統(tǒng)解釋再層面描述的精細(xì)構(gòu)造解釋。

2.1 譜蘭化提高分辨率處理技術(shù)

譜蘭化提高分辨率處理技術(shù)是通過設(shè)計(jì)一個(gè)匹配濾波因子，使得地震數(shù)據(jù)頻譜與對應(yīng)的測井曲線的頻譜類似，降低地震資料低頻部分振幅能量，高頻部分振幅能量得到加強(qiáng)，從而提高地震資料的垂向分辨能力，使地震資料中固有的細(xì)節(jié)信息變得可見，而噪聲在可以接受的范圍內(nèi)沒有被加強(qiáng)［6］。

實(shí)現(xiàn)譜蘭化提高分辨率處理首先要求取地震資料平均頻譜，主要選取樣本地震數(shù)據(jù)給定時(shí)窗內(nèi)地震數(shù)據(jù)，求取全局優(yōu)化平均頻譜；然后求取測井曲線全局優(yōu)化平均頻譜，要求測井曲線是時(shí)間域，具有聲波、密度測井資料，通過求取聲阻抗而轉(zhuǎn)換成反射系數(shù)序列從而求得頻譜，多井時(shí)采用全局優(yōu)化算法獲得平均頻譜。以求取的平均頻譜作為輸入，把測井平均頻譜作為目標(biāo)頻譜，地震資料平均頻譜為輸入，最后求取反算子，該算子即為所求取的匹配因子；把所求的匹配因子與地震數(shù)據(jù)褶積，即得到高分辨率處理結(jié)果。

從處理前后地震剖面特征、頻譜特征對比來看，地震資料分辨率明顯提高，地震資料主頻由25Hz提高到35Hz，帶寬由10～40Hz提高到10～55Hz。過營1井南北向和東西向地震剖面處理前后效果對比可以看到，剖面上的弱反射同向軸的能量和連續(xù)性明顯得到加強(qiáng)，縱向分辨率明顯提高，有利于同向軸追蹤解釋和低序級斷層的識別，為砂層組的精細(xì)構(gòu)造解釋提供了良好的資料 （圖2）。

由于譜蘭化提高分辨率處理在處理前后地震資料的相位變化不大，原始解釋方案在處理后資料完全可以重疊顯示，與其他提高分辨率技術(shù)手段相比，這一點(diǎn)可以大大節(jié)省解釋的時(shí)間，只需利用新資料修改完善原來的解釋成果。

2.2 斷層邊緣強(qiáng)化處理技術(shù)

圖2 過營1井南北向地震剖面提高分辨率處理前 （左）、后 （右）對比

斷層邊緣強(qiáng)化處理技術(shù)是通過地震資料相似性分析處理，根據(jù)相似性大小設(shè)定斷層的門檻值，在大于該門檻值 （相似性強(qiáng)）時(shí)利用傾角導(dǎo)向體中值濾波技術(shù)對地震資料進(jìn)行去噪處理，提高其連續(xù)性；在小于該門檻值（相似性差）時(shí)采用異常賦值處理，從而強(qiáng)調(diào)斷層的不連續(xù)性，達(dá)到斷層邊緣強(qiáng)化處理的目的［7］。

處理過程中，首先應(yīng)用滑動三維傅里葉分析技術(shù)計(jì)算傾角導(dǎo)向體，將一個(gè)小的立方體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成傅里葉域，在這個(gè)域中，確定其最大值，這里最大值與傾斜相對應(yīng)，傾斜將存儲在轉(zhuǎn)向體中的兩個(gè)分量中，即線性傾斜和交叉傾斜。地震數(shù)據(jù)相似性處理主要應(yīng)用傾角導(dǎo)向體數(shù)據(jù)進(jìn)行地震資料相干處理，確定斷層的相似性門檻值；再根據(jù)斷層的相似性門檻值設(shè)置進(jìn)行傾角導(dǎo)向體中值濾波處理 （消除地震資料的隨機(jī)干擾和異常噪聲）或者異常賦值處理，最終成果數(shù)據(jù)輸出。

從斷層邊緣強(qiáng)化處理及提高分辨率處理前后相干體時(shí)間切片和沿層切片效果對比圖 （圖3）可以看到，在斷層邊緣強(qiáng)化處理后的相干切片上，斷層連續(xù)性加強(qiáng)，斷裂系統(tǒng)更加清晰；在提高分辨率處理后的相干切片中，小斷層刻畫得更加清楚。

圖3 斷層邊緣強(qiáng)化處理及提高分辨率處理前后相干體時(shí)間切片效果對比

2.3 相干體處理技術(shù)

三維地震資料一般為規(guī)則的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，通過在主測線和聯(lián)絡(luò)測線方向計(jì)算波形的相似性，獲得三維地震相干性的估算值。由于被斷層切割的部分地震道與相鄰部分對應(yīng)的地震道相比具有不同的地震特征，在局部的各道之間產(chǎn)生明顯的不相干帶，在對地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行相干處理后，沿?cái)鄬泳蜁a(chǎn)生低相干性帶，當(dāng)然地層的邊界也會產(chǎn)生類似的低相干性帶?；谝陨显硐喔审w技術(shù)通過量化處理地震相干屬性，生成可解釋的斷層和隱蔽地層構(gòu)造的圖像，突出那些不相干的地震數(shù)據(jù)，用來解釋斷層、巖性異常體等地質(zhì)現(xiàn)象。由于這個(gè)過程的實(shí)現(xiàn)完全依賴于數(shù)據(jù)體的相干程度差別，使解釋結(jié)果和地質(zhì)認(rèn)識更加可靠［8］。

影響相干處理效果的參數(shù)主要有兩類，一類是相干計(jì)算公式涉及到的參數(shù)，地質(zhì)人員一般不需選擇；另一類是根據(jù)不同的地質(zhì)條件，處理人員需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇的參數(shù)。相干處理主要的參數(shù)為相干方向、相干道數(shù)、相干時(shí)窗和地層傾斜延遲時(shí)差等。

相干道數(shù)數(shù)量的選擇中一般有3、5、7道或更多道，參與相干計(jì)算的道數(shù)越多，平均效應(yīng)越大，壓制噪聲的效果越明顯，但降低了對小斷層的分辨能力，這時(shí)突出的主要是大斷層。相反，相干道數(shù)少，平均效應(yīng)小，就會提高分辨率，提高斷層、特別是突出了對小斷層的分辨率。所以在計(jì)算地震相干性時(shí)要根據(jù)研究地質(zhì)目的的不同來選擇參與計(jì)算的相干道數(shù)。

當(dāng)?shù)貙觾A斜時(shí)，相鄰道之間存在時(shí)差，但這個(gè)時(shí)差會隨著地層構(gòu)造形態(tài)的變化而取不同的值，如果地層產(chǎn)狀變化大，該參數(shù)取值應(yīng)該大；地層產(chǎn)狀平緩，傾斜延遲時(shí)差取值較小，此時(shí)便涉及到地層傾斜延遲時(shí)差的選擇。在相干處理時(shí)，一般人為給定一個(gè)最大時(shí)差控制值，處理軟件系統(tǒng)會利用互相關(guān)方法自動尋找真實(shí)時(shí)差值，據(jù)此校正由地層傾斜引起的高不相干值，當(dāng)連續(xù)的地震反射發(fā)生錯(cuò)斷或扭動時(shí)，其波形的相似性發(fā)生變化，連續(xù)性變差。大的斷層極易識別，而那種比較隱蔽，延伸不長，斷距很小的斷層，常常在構(gòu)造解釋中被忽略，但在相干分析圖上，依據(jù)連續(xù)性的變化，相干值低區(qū)可以把細(xì)小斷層反映出來。

3 多體聯(lián)合構(gòu)造精細(xì)解釋

該次構(gòu)造解釋研究中采用多體聯(lián)合解釋技術(shù)通過多屬性疊合剖面、相干體時(shí)間切片聯(lián)合解釋斷面，采用先確定骨架斷層，再描述低序級斷層的構(gòu)造解釋程序，進(jìn)行斷裂系統(tǒng)空間解釋閉合，得到斷裂系統(tǒng)三維空間格架 （圖4）。在斷層解釋的基礎(chǔ)上，進(jìn)行層位追蹤解釋。

圖4 多體聯(lián)合斷層精細(xì)解釋

具體構(gòu)造精細(xì)解釋過程是在合成記錄標(biāo)定的基礎(chǔ)上，進(jìn)行斷層面及砂層組底界的追蹤解釋。該區(qū)斷層復(fù)雜，構(gòu)造解釋難度大，因此，在地震解釋過程中，利用工區(qū)內(nèi)所有井的地層對比數(shù)據(jù)，在過井地震剖面上標(biāo)定所有砂層組數(shù)據(jù)和斷點(diǎn)數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行精細(xì)的追蹤解釋。通過發(fā)現(xiàn)地質(zhì)資料與地震解釋的矛盾，進(jìn)行反復(fù)校對和修改，形成地層對比與地震解釋緊密結(jié)合，互相驗(yàn)證，使解釋結(jié)果更加合理可靠。

4 構(gòu)造解釋結(jié)果分析

圖5 營1斷塊Es41底面構(gòu)造圖

研究區(qū)斷層非常發(fā)育，根據(jù)構(gòu)造解釋結(jié)果，研究區(qū)共發(fā)育斷層32條，全部為正斷層。斷層在剖面上主要為鏟式、平面式兩種，三級斷層基本上為上陡下緩的鏟式斷層，具有同沉積斷層的性質(zhì)，四級斷層在沙一段和沙二段一般為平面式斷層。研究區(qū)北部斷裂系統(tǒng)復(fù)雜，斷塊在剖面上表現(xiàn)為東掉階梯狀的組合特征 （圖4）；南部以地塹構(gòu)造特征為主；東南部斷層走向變化比較快，由兩條北傾和三條南傾斷層形成地塹和階梯狀斷塊。

斷層平面展布模式主要有平行式、墻角式，三級斷層之間主要為平行式斷裂群，低序級斷層連接方式多為墻角式。研究區(qū)內(nèi)邊界斷層多為近北北東向和南北走向，斷層傾向主要為東傾和西傾，在研究區(qū)東北部邊界斷層北西走向 （圖5）。大部分?jǐn)鄬影l(fā)育于研究區(qū)內(nèi)部，幾條骨架斷層向東或向南延伸至研究區(qū)外，落差為10～400m，斷層延伸長度最大達(dá)2.3km，一般0.3～2km。

營1斷塊構(gòu)造復(fù)雜，不易落實(shí)，與前人的研究成果相比較，構(gòu)造形態(tài)基本一致，但是斷裂系統(tǒng)有較大差別，特別是斷裂系統(tǒng)的組合方式變化比較大，從區(qū)塊北部連井剖面和構(gòu)造平面圖可以看到，地震資料斷層斷點(diǎn)清晰，斷點(diǎn)在平面內(nèi)組合復(fù)合應(yīng)力分布規(guī)律，該次解釋的結(jié)果更加合理。

5 結(jié) 論

1）該次研究提出了利用多體聯(lián)合精細(xì)構(gòu)造解釋技術(shù)對營1區(qū)塊進(jìn)行構(gòu)造精細(xì)解釋的方法，首先通過疊后地震數(shù)據(jù)處理，提高地震資料分辨率和斷層識別能力，然后結(jié)合相干數(shù)據(jù)體時(shí)間切片精確描述斷裂系統(tǒng)，再進(jìn)行儲層精細(xì)構(gòu)造解釋，最后利用不同方向疊合剖面、相干體時(shí)間切片等進(jìn)行斷面聯(lián)合解釋，有效實(shí)現(xiàn)先斷裂系統(tǒng)解釋再層面描述的精細(xì)構(gòu)造解釋。

2）通過采用多體聯(lián)合解釋技術(shù)通過多屬性疊合剖面、相干體時(shí)間切片聯(lián)合解釋斷面，采用先確定骨架斷層，再描述低序級斷層的構(gòu)造解釋程序，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)共發(fā)育斷層32條，全部為正斷層；并總結(jié)出鏟式、平面式兩種斷層剖面分布模式；以及平行式、墻角式兩種斷層平面展布模式。

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Research of Accurate Structural Interpretation in Fault Block Ying 1of Dongxin Oilfield by Synthesizing Many Techniques

NIU Shuan－wen（Author's Address：China University of Petroleum，Qingdao266555，Shandong，China；Dongxin Oil Production Plant，Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Dongying257000，Shandong，China）

The recognition of the faults and structures in the research area was limited by the data and techniques，especially the recognition of the low－order faults was limited，and oil exploration and development were influenced.It was proposed that synthesizing many techniques were used to accurately interpret the structures in Fault Block Ying 1，the main techniques are the techniques to improve the resolution，strengthen the processing of fault margin，coherent body processing and so on.First，by the processing poststack seismic data，the resolution of the seismic data and recognition capability of fault was raised；the coherent data time slice was used to interpret the fault system accurately，interpret the structures.The process of structural interpretation is to interpret main faults first and describe the low－order fault next，there develop 32faults in the work area，and all of them are normal fault.Two patterns of faults are established，including scraper pattern and plane pattern；two patterns of fault planes are determibned such as paralleling pattern and corner pattern.

structural interpretation；multisystem combination；low－order fault；Dongxin Oilfield；Fault Block Ying 1

P631.44

A

1000－9752（2011）06－0209－05

2011－02－12

中國石油化工集團(tuán)公司科研攻關(guān)項(xiàng)目 （P09037）。

牛拴文 （1974－），男，1996年中國地質(zhì)大學(xué)畢業(yè)，博士生，現(xiàn)從事油氣勘探開發(fā)管理及研究工作。

［編輯］ 龍 舟