田連玉, 劉汝強(qiáng), 欒守亮

(中國(guó)石化勝利油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院西部分院,山東 東營(yíng) 257015)

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諾木洪北虛擬三維地震技術(shù)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

田連玉, 劉汝強(qiáng), 欒守亮

(中國(guó)石化勝利油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院西部分院,山東 東營(yíng) 257015)

[摘要]對(duì)如何利用虛擬三維地震技術(shù)提高二維地震資料的利用率,使二維地震資料實(shí)現(xiàn)近乎三維地震資料的效果進(jìn)行了研究。諾木洪北地區(qū)位于柴達(dá)木盆地三湖坳陷東部,探區(qū)內(nèi)的地震資料全為二維地震資料。詳細(xì)講述虛擬三維地震技術(shù)實(shí)現(xiàn)的原理、方法及實(shí)現(xiàn)過(guò)程,并應(yīng)用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)諾木洪北地區(qū)的構(gòu)造解釋、三維可視化等方面的研究,指出全吉背斜南部斜坡區(qū)為生物氣勘探的有利區(qū)帶。

[關(guān)鍵詞]虛擬三維地震技術(shù);柴達(dá)木盆地;構(gòu)造解釋;三維可視化

油氣勘探初期,盆地勘探程度較低,地震資料主要以二維地震資料為主,且測(cè)網(wǎng)密度低。如何充分利用二維地震資料,提高盆地評(píng)價(jià)和區(qū)帶優(yōu)選的可靠性,控制勘探成本和風(fēng)險(xiǎn),是地震勘探技術(shù)迫切需要解決的一個(gè)棘手問(wèn)題。虛擬三維地震技術(shù),是在二維地震基礎(chǔ)上,按三維地震模式建立的偽三維地震數(shù)據(jù),即將二維測(cè)線(xiàn)轉(zhuǎn)化為三維地震相應(yīng)的線(xiàn)和道,將二維地震數(shù)據(jù)整合在三維操作平臺(tái)下開(kāi)展綜合研究的技術(shù)。目前,研究人員主要是在處理方面進(jìn)行方法研究,而在地震資料解釋、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)等方面研究很少。2007年,孫夕平等人[1-3]將二維工區(qū)按三維模式處理分別實(shí)現(xiàn)了偽三維折射波靜校正,偽三維延遲時(shí)法折射波靜校正,偽三維層析反演靜校正方法;2011年,王鵬等[4]實(shí)現(xiàn)了虛擬三維地震技術(shù)在綏濱拗陷油氣勘探中的應(yīng)用,但其實(shí)現(xiàn)過(guò)程針對(duì)具體軟件,具有局限性。利用虛擬三維地震數(shù)據(jù),可以進(jìn)行二維地震所不能做的研究工作,如三維地震資料解釋、屬性分析、頻譜分解、可視化等。針對(duì)諾木洪北地區(qū)實(shí)際情況，筆者研究虛擬三維地震技術(shù)實(shí)現(xiàn)的原理、方法及實(shí)現(xiàn)過(guò)程,并應(yīng)用虛擬三維地震技術(shù)指導(dǎo)諾北生物氣巖性目標(biāo)的識(shí)別。

1虛擬三維地震技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

二維地震測(cè)線(xiàn)表示測(cè)線(xiàn)相對(duì)位置的是測(cè)線(xiàn)名和道號(hào),而三維地震資料表示相對(duì)位置的是測(cè)線(xiàn)號(hào)和聯(lián)絡(luò)測(cè)線(xiàn)號(hào)。虛擬三維地震技術(shù)的關(guān)鍵是如何將二維地震測(cè)線(xiàn)轉(zhuǎn)換為虛擬三維工區(qū)中的一條測(cè)線(xiàn)或聯(lián)絡(luò)測(cè)線(xiàn)。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:

(1)根據(jù)探區(qū)內(nèi)地震測(cè)線(xiàn)的斜率k1、k2,確定虛擬三維工區(qū)的范圍,保證將所需測(cè)線(xiàn)全部包括在內(nèi),得到位于虛擬三維地震工區(qū)邊框上4個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)及2條工區(qū)邊框的直線(xiàn)方程。

其中,過(guò)A(x1,y1)、B(x2,y2)、C(x3,y3)、D(x4,y4)點(diǎn)的直線(xiàn)方程分別為

y=yi+ki(x-xi),i=1,…,4.

(1)

(2)定義虛擬三維工區(qū)的道間距為二維測(cè)線(xiàn)的道間距Δh。根據(jù)C點(diǎn)、D點(diǎn)到過(guò)A點(diǎn)、過(guò)B點(diǎn)的直線(xiàn)的距離公式,計(jì)算得到虛擬三維工區(qū)的邊線(xiàn)長(zhǎng)度,然后根據(jù)如下公式得到工區(qū)的測(cè)線(xiàn)、聯(lián)絡(luò)測(cè)線(xiàn)條數(shù)m、n:

(2)

(3)

(3)根據(jù)工區(qū)邊框的直線(xiàn)方程,計(jì)算得到虛擬三維工區(qū)4個(gè)角的坐標(biāo),建立虛擬三維工區(qū)。

(4)根據(jù)每條測(cè)線(xiàn)的起始點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算每條測(cè)線(xiàn)在虛擬三維工區(qū)中的具體線(xiàn)號(hào)(聯(lián)絡(luò)測(cè)線(xiàn)號(hào))、起始點(diǎn)在測(cè)線(xiàn)(聯(lián)絡(luò)測(cè)線(xiàn))上的具體聯(lián)絡(luò)測(cè)線(xiàn)號(hào)(測(cè)線(xiàn)號(hào)),建立虛擬三維工區(qū)。

圖1　虛擬三維地震工區(qū)建立示意圖

虛擬三維地震技術(shù)適用于勘探程度比較低、測(cè)網(wǎng)密度高、構(gòu)造簡(jiǎn)單的地區(qū),可以有效提高二維地震資料的利用效率,大大降低勘探成本。

2虛擬三維地震技術(shù)的應(yīng)用

諾木洪北地區(qū)位于柴達(dá)木盆地三湖坳陷東部,構(gòu)造簡(jiǎn)單,總體呈現(xiàn)“北斜坡、凹陷、南斜坡”的構(gòu)造格局。諾木洪北地區(qū)緊鄰三湖坳陷生烴中心,主要以濱淺湖相沉積為主,濱淺湖相帶內(nèi)的灘壩砂為有利的生物氣儲(chǔ)集相帶,尋找斜坡區(qū)的巖性氣藏是下一步的勘探方向。探區(qū)內(nèi)地震資料全為二維地震測(cè)線(xiàn),測(cè)網(wǎng)密度從1 km×1 km～8 km×8 km都有分布,具備建立虛擬三維工區(qū)的優(yōu)越條件。根據(jù)虛擬三維地震技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程,將該技術(shù)應(yīng)用到諾木洪北地區(qū)。

2.1方便實(shí)現(xiàn)工區(qū)層位內(nèi)插

與二維地震工區(qū)相比,虛擬三維地震技術(shù)能完成二維地震的所有工作,包括剖面顯示、層位及斷層解釋。從虛擬三維地震工區(qū)層位內(nèi)插的結(jié)果來(lái)看,層位內(nèi)插精度高,達(dá)到10 m×10 m,較容易判斷構(gòu)造趨勢(shì)(圖2)。諾木洪北區(qū)塊存在南、北兩斜坡,中央一坳陷;北斜坡發(fā)育全吉背斜,坳陷中心發(fā)育兩個(gè)次凹。全吉背斜以南的斜坡區(qū)處于濱湖相帶,野外地質(zhì)考察發(fā)現(xiàn)全吉背斜周邊露頭發(fā)育灘壩砂儲(chǔ)集體,為較有利的勘探區(qū)帶。

圖2　諾木洪北地區(qū)虛擬三維地震工區(qū)

2.2容易實(shí)現(xiàn)任意線(xiàn)的地層對(duì)比或者構(gòu)造演化

利用虛擬三維地震技術(shù)更容易檢查層位解釋的合理性及地層變化情況,更加方便地震資料解釋。從過(guò)凹陷中心到全吉背斜核部的任意線(xiàn)來(lái)看(圖3),從凹陷中心到全吉背斜核部地層由厚變薄,反映了全吉背斜為一同沉積背斜。

圖3　諾木洪北區(qū)塊任意線(xiàn)演化結(jié)果

根據(jù)鉆、測(cè)井資料,將諾木洪北第四系地層劃分為SQ1-SQ6共6段。從該線(xiàn)的演化結(jié)果來(lái)看(圖3),全吉斜的形成總共分3個(gè)階段:第一階段(SQ1-SQ3),區(qū)域擠壓作用下,背斜形成,幅度逐漸增大;第二階段(SQ4-SQ5),擠壓作用加劇,背斜隆起速度加快;第三階段(SQ5-至今),背斜隆起速度進(jìn)一步加快,抬升遭受剝蝕,生長(zhǎng)地十分明顯。全吉背斜以南的斜坡區(qū)容易形成巖性體的尖滅,該斜坡區(qū)的巖性圈閉為有利的勘探方向。

2.3方便實(shí)現(xiàn)三維可視化

很多軟件無(wú)法實(shí)現(xiàn)二維地震資料的可視化,但是利用虛擬三維地震技術(shù)后,二維地震資料可以實(shí)現(xiàn)三維地震資料的可視化效果,也可以實(shí)現(xiàn)層位的可視化以及層位和屬性的融合可視化。從諾木洪北地區(qū)層位等T0圖與瞬時(shí)頻率的融合顯示結(jié)果(圖4)來(lái)看,圖中等值線(xiàn)及構(gòu)造趨勢(shì)反映了構(gòu)造形態(tài),顏色反映了頻率的高低。靠近坳陷中心的察7井以東鼻狀凸起帶以及南斜坡存在較明顯的低頻異常,為較有利的生物氣勘探區(qū)帶。利用頻譜分解、疊前反演、疊后反演等多種地球物理方法,對(duì)察7井以東的鼻狀凸起帶的地震資料進(jìn)行生物氣檢測(cè),發(fā)現(xiàn)察7井以東鼻狀凸起帶存在兩個(gè)較明顯的生物氣含氣異常目標(biāo),異常目標(biāo)具有低頻共振、高頻衰減、波阻抗低、三類(lèi)AVO異常等特點(diǎn)。

圖4　諾木洪北區(qū)塊層位與瞬時(shí)頻率屬性融合可視化圖

3結(jié)束語(yǔ)

綜合虛擬三維地震技術(shù)的應(yīng)用效果來(lái)看,虛擬三維地震技術(shù)可以將二維地震資料實(shí)現(xiàn)三維地震的效果,提高地震資料的利用率,加快區(qū)帶勘探進(jìn)展。但將二維地震資料虛擬三維后,數(shù)據(jù)量增大,顯示、計(jì)算速度慢,伴隨著硬件技術(shù)的發(fā)展,這個(gè)問(wèn)題將不是技術(shù)缺陷。建議未來(lái)的地震解釋軟件應(yīng)考慮將虛擬三維地震技術(shù)融入,不僅僅實(shí)現(xiàn)層位的內(nèi)插,還可以實(shí)現(xiàn)地震數(shù)據(jù)的內(nèi)插,全面實(shí)現(xiàn)虛擬三維地震技術(shù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]孫夕平,徐右平,王玲.偽三維折射波靜校正技術(shù)研究[J].天然氣工業(yè),2007,27(增刊A):173-175.

[2]戚群麗,趙瑯,謝言光,等.偽三維延遲時(shí)法折射波靜校正技術(shù)的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探,2007,42(增刊):51-56.

[3]蘇貴仕,黃莉莉,趙明秋.偽三維層析反演靜校正技術(shù)及其應(yīng)用[J].石油地球物理勘探,2007,42(增刊):111-114.

[4]王鵬,鐘建華,張寶權(quán).虛擬三維地震技術(shù)在綏濱拗陷油氣勘探中的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探,2011,46(增刊1):97-101.

[責(zé)任編輯]孔雪

[收稿日期]2016-01-06

[作者簡(jiǎn)介]田連玉(1980—)，男，山東桓臺(tái)人，中國(guó)石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院西部分院工程師，主要從事地震資料解釋、速度分析、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究。

doi:10.3969/j.issn.1673-5935.2016.01.002

[中圖分類(lèi)號(hào)]P631

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1673-5935(2016)01- 0005- 03