趙 釗，王身建，張延充，李金芝

（成都理工大學地球物理學院，四川成都 610059）

川東地區(qū)長興組生物礁有利相帶預(yù)測技術(shù)研究

趙 釗，王身建，張延充，李金芝

（成都理工大學地球物理學院，四川成都 610059）

摘 要：川東地區(qū)長興組生物礁為四川盆地海相碳酸鹽巖主要含氣層，生物礁有利相帶預(yù)測技術(shù)的研究對生物礁儲層的勘探生產(chǎn)有重要的指導(dǎo)意義。通過對川東地區(qū)長興組生物礁有利相帶預(yù)測技術(shù)的研究所得到的結(jié)果表明：目前地震屬性分析技術(shù)和時差分析技術(shù)為生物礁有利相帶預(yù)測中最常用和最有效的關(guān)鍵技術(shù)；層拉平分析技術(shù)為生物礁有利相帶預(yù)測的輔助技術(shù)，能近似反映古沉積環(huán)境；地震譜分解技術(shù)能夠精細地刻畫相帶邊界，但是對資料信噪比要求較高。

關(guān)鍵詞：川東地區(qū)；長興組；生物礁有利相帶；地震譜分解技術(shù)

川東地區(qū)長興組生物礁為四川盆地海相碳酸鹽巖主要含氣層，目前長興組臺緣生物礁、灘的勘探開發(fā)取得了重要成果，在川東地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)并建成了黃龍場、五百梯、大貓坪等高產(chǎn)生物礁氣田。

在海相碳酸鹽沉積中，一般有盆地相、斜坡相、臺地邊緣相和淺水臺地相四種沉積相帶，其中臺地邊緣相帶為最有利生物礁發(fā)育的相帶[1-5]。生物礁有利相帶的預(yù)測主要是在地震剖面上尋找臺地邊緣相帶。目前生物礁有利相帶預(yù)測技術(shù)比較成熟，其中地震屬性分析技術(shù)、時差分析技術(shù)、層拉平分析技術(shù)最為常用。另外頻譜分解技術(shù)和RGB融合技術(shù)在高信噪比地區(qū)得到了一定的運用。

1　地震屬性分析技術(shù)

飛仙關(guān)組底界（以下簡稱飛底）振幅的連續(xù)性：飛底振幅的連續(xù)性為生物礁有利相帶最重要的判斷標志，一般而言，前緣斜坡飛底為強振幅連續(xù)沉積，生物礁有利相帶飛底為弱振幅沉積，臺地相飛底為中弱振幅沉積。

圖1為川東某地區(qū)過A井、B井地震剖面，在地震剖面上可以看到飛底（T1f1）振幅發(fā)生的變化，從強振幅過渡到弱振幅再過渡到中強振幅，經(jīng)過鉆井證實了這三種振幅特征代表了三種不同的沉積相帶。

長興組內(nèi)部的反射結(jié)構(gòu)：生物礁由于造礁生物的發(fā)育，其沉積層理多不發(fā)育，為塊狀層理，因此生物礁多為雜亂反射結(jié)構(gòu)或空白反射結(jié)構(gòu)。瞬時相位能夠更敏感的反映沉積層理的橫向變化。圖2為川東某地區(qū)過C井瞬時相位剖面，從瞬時相位剖面上可以明顯地見到生物礁有利相帶分布。圖3為川東某地區(qū)飛底瞬時相位剖面切片，瞬時相位平面圖中可以明顯見到生物礁有利相帶。

圖1　川東某地區(qū)生物礁有利相帶劃分

圖2　川東某地區(qū)瞬時相位剖面

2　時差分析技術(shù)

圖3　川東某地區(qū)飛仙關(guān)組底界瞬時相位剖面切片

前人的研究表明，在川東地區(qū)二疊、三疊統(tǒng)總地層厚度基本一致，而飛仙關(guān)組厚度與上二疊統(tǒng)厚度為厚度互補關(guān)系（即長興組厚的區(qū)域飛仙關(guān)組厚度?。4]。鉆井資料表明，在長興期臺地邊緣相帶厚度最厚、開闊臺地相次之、前緣斜坡相、海槽相厚度最薄。因此在實際工作中，可以首先對比解釋上二疊統(tǒng)頂界和飛仙關(guān)組底界，然后用二者做地震時間厚度圖，如圖4所示。

圖4　上二疊統(tǒng)時差分析圖

3　層拉平分析技術(shù)

層拉平分析技術(shù)是一種古地貌分析手段，技術(shù)關(guān)鍵在于選擇對比參照面。由于基準面的等時性，使得基準面在整個地區(qū)中是一個連續(xù)光滑的曲面，不同的沉積體系和發(fā)育位置有不同的曲率，在實際運用中以上二疊統(tǒng)底界為基準面恢復(fù)原始沉積古地貌，如圖5所示。根據(jù)前人的研究成果[6]，四川盆地晚二疊世發(fā)生過相當規(guī)模的拉張運動，沒有發(fā)生比較明顯的擠壓運動。把上二疊統(tǒng)底界拉平，能近似反映古沉積環(huán)境。生物礁多發(fā)育在臺地邊緣古地貌高地，因此若能夠在地震剖面上找到古地貌高地則能夠找到有利的生物礁有利相帶。

4　地震譜分解技術(shù)

地震譜分解技術(shù)的應(yīng)用范圍包括確定地層厚度、地層可視化以及儲層精細預(yù)測。與Fourier分析所使用的整體變換不同的是，由于地震反射信號屬于非平穩(wěn)信號，無法表征出信號局部的時頻特性和瞬時的頻率特征，所以并不適用于在Fourier分析基礎(chǔ)上建立的傳統(tǒng)信號分析。由此一系列分析處理非平穩(wěn)信號的時頻分析技術(shù)在Fourier分析的理論基礎(chǔ)上得到了發(fā)展。

圖5　上二疊統(tǒng)時差分析圖

4.1連續(xù)小波變換（CWT）

加窗Fourier變換是以固定的、時域等寬的滑動窗來對信號進行分析，通過窗函數(shù)的滑動來表征出信號中不同局域的頻率特性，其中包括了短時Fourier變換和Gabor變換。然而頻率分辨率和時間分辨率是一對矛盾，當選取的時間窗過短會對低頻組分的頻率分辨率產(chǎn)生影響，選取的時間窗過長又會對高頻組分的時間分辨率產(chǎn)生影響，所以這種固定的滑動窗處理并不適合地震信號。近幾年來，時頻分析技術(shù)已經(jīng)能較好地適應(yīng)地震信號非平穩(wěn)的時頻特性，發(fā)展了基于連續(xù)小波變換的時頻分析技術(shù)。地震信號的連續(xù)小波變換為：

式中：WTs（a，b） — 地震信號的時間—尺度分布；

s（t） — 信號的原函數(shù)；

ψ（t） — 小波函數(shù)或小波母函數(shù)；

a — 尺度因子；

b — 平移因子。

ψ（t）的傅氏變換為，且滿足條件：

4.2RGB融合技術(shù)

RGB色彩模式是工業(yè)界的一種顏色標準，而RGB融合是通過對紅（R）、綠（G）、藍（B）3個顏色通道的變化以及它們相互之間不同層次的疊加來得到各式各樣的顏色的，是目前運用最廣的顏色系統(tǒng)之一。計算機通過RGB混合，能產(chǎn)生約1 678萬（256×256×256）種顏色，混合模式定義為映射S，即

式中：IR，IG，IB分別表示紅、綠、藍3種顏色；IRGB表示3種顏色經(jīng)映射S后的輸出值。

地震多屬性RGB顏色融合的關(guān)鍵是，將3個不同的地震屬性（vi中的i=1，2，3）通過變換公式T分別對應(yīng)于IR，IG，IB，即

式中：Z=(m，n)表示某一屬性的平面坐標；vi為某一屬性的采樣值；vmin和vmax分別是vi中的最小值和最大值。

要想從多個不同類型、互相關(guān)聯(lián)的地震屬性中選取3個理想的地震屬性進行RGB顏色融合，需要通過K-L變換，對所有的地震屬性做主成分分析，將數(shù)十個地震屬性壓縮為3至5個主分量（圖6）。由于前3個主分量集中的信息較多，因此選擇前3個主分量分別設(shè)為v1，v2，v3，再通過公式（4）將它們分別轉(zhuǎn)換成IR，IG，IB分量[7-9]。

4.3實際應(yīng)用

按照以上分析思路，暫時未使用多種屬性對含有目標生物礁區(qū)域進行分析，相應(yīng)地對工區(qū)目的層長興組底界提取沿層振幅切片，經(jīng)過連續(xù)小波變換的譜分解處理后選取，得到若干頻率振幅譜，形態(tài)如圖7所示。接著選取10 Hz、25 Hz和41 Hz這3個成像形態(tài)最好的3個振幅譜做RGB屬性融合計算，得到的結(jié)果如圖8所示。從得到的融合結(jié)果來看，其中可能的生物礁目標區(qū)域已經(jīng)有了明顯的顯示。

同理，再對工區(qū)目的層長興組底界提取沿層相位譜屬性，經(jīng)過譜分解處理后選取，得到若干頻率相位譜，如圖9所示。選擇25 Hz、41 Hz和57 Hz這3個最符合工區(qū)特點的頻率做RGB屬性融合計算，結(jié)果如圖10所示。

圖6　顏色融合分析流程圖

圖7　川東某地區(qū)振幅譜分解

圖8　川東某地區(qū)敏感振幅譜RGB融合

圖9　川東某地區(qū)相位譜分解

圖10　川東某地區(qū)相位譜RGB融合

通過對比結(jié)果來看，RGB融合后的顯示效果比敏感地震屬性的顯示效果更好，輪廓清晰，形態(tài)直觀形象，對生物礁有利相帶的預(yù)測有很大的幫助。

5　結(jié)論

生物礁有利相帶的劃分是整個生物礁勘探開發(fā)的基礎(chǔ)，其中地震屬性分析技術(shù)和時差分析技術(shù)是目前在生產(chǎn)中運用最多，成功率最高的技術(shù)；層拉平分析技術(shù)作為一種輔助技術(shù)，能夠更直觀的描述生物礁有利相帶；地震譜分解技術(shù)對地震資料品質(zhì)要求較高，目前應(yīng)用較少，本次在川東地區(qū)運用該技術(shù)來預(yù)測生物礁有利相帶，從預(yù)測結(jié)果看是有一定效果的。

參考文獻：

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中圖分類號：TE122.3

文獻標識碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2014.01.041

收稿日期：2013-11-12；改回日期：2013-12-17

第一作者簡介：趙釗，男，1989年生，碩士在讀，固體地球物理專業(yè)。E-mail：85122616@qq.com。

文章編號：1008-2336（2014）01-0041-05

Study on the Technology for Prediction of the Favorable Reef Facies Belt in Changxing Formation in the East of Sichuan

ZHAO Zhao, WANG Shenjian, ZHANG Yanchong, LI Jinzhi
（Chengdu University of Technology, Chengdu Sichuan 610059, China）

Abstract:The reefs of Changxing Formation in the East of Sichuan are the main gas bearing layers of marine carbonate rocks in Sichuan Basin. Therefore, it is very signif i cant to conduct study on the techniques for prediction of favorable reef facies belt during exploration and production of the reef reservoir. Through analysis of the techniques for prediction of the favorable reef facies in Changxing Formation in the East of Sichuan, it is revealed that the technique of seismic attribute analysis and the technique of step out time analysis are the key techniques, being the most commonly used and most effective techniques for prediction of favorable reef facies belt. The technique of layer fl attening analysis is an assisting technique, which can be used to study approximately the ancient sedimentary environment. The technique of seismic spectrum decomposition can be used for depicting precisely the belt boundary, but the requirements for signal-to-noise ratio(SNR) of seismic data is high.

Key words:the East of Sichuan; Changxing Formation; favorable reef facies belt; the technique of seismic spectrum decomposition