汪玉玲

（安徽省勘查技術(shù)院， 安徽合肥 230031）

0 引言

在鹽礦三維地震資料解釋中，準(zhǔn)確的識(shí)別測(cè)區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造和鹽層溶蝕范圍，對(duì)鹽礦的生產(chǎn)安全意義十分重大，也是我們工作的主要任務(wù)。方差體技術(shù)是通過(guò)量化處理地震數(shù)據(jù)體的相干屬性，產(chǎn)生一個(gè)新的方差數(shù)據(jù)體，突出地震數(shù)據(jù)的不相關(guān)性，解釋人員可以更直觀地認(rèn)識(shí)整個(gè)工區(qū)構(gòu)造的空間展布特征，發(fā)現(xiàn)易被忽略的小斷裂，從而提高解釋精度、縮短項(xiàng)目周期。即計(jì)算三維數(shù)據(jù)體中每個(gè)時(shí)間樣點(diǎn)的方差。本文以3×3為例說(shuō)明詳細(xì)計(jì)算方法，首先選取地震數(shù)據(jù)道和數(shù)據(jù)樣點(diǎn)（見(jiàn)圖1），從左側(cè)“平面示意圖”看，以當(dāng)前樣點(diǎn)為中心，求取方差值時(shí)在當(dāng)前點(diǎn)周?chē)藗€(gè)方向取點(diǎn)進(jìn)行方差計(jì)算，從右側(cè)“剖面圖”中可以看到，縱向取點(diǎn)是以當(dāng)前樣點(diǎn)為中心上下各取半個(gè)時(shí)窗長(zhǎng)度個(gè)樣點(diǎn)來(lái)計(jì)算方差值（一般采樣長(zhǎng)度1ms時(shí)，選取時(shí)窗長(zhǎng)度30ms）。計(jì)算時(shí)窗上下兩端取0值，當(dāng)前點(diǎn)處取值為1，中間各點(diǎn)權(quán)值由線性?xún)?nèi)插求得，以此作為整個(gè)時(shí)窗的權(quán)重函數(shù)值。

1 方差體技術(shù)的理論基礎(chǔ)及算法

方差數(shù)據(jù)體技術(shù)的基本理論是誤差分析，是利用相鄰道地震信號(hào)之間的局部不連續(xù)性來(lái)描述地層、巖性等的橫向非均勻性，特別是在識(shí)別斷層以及其他腔體時(shí)有很好的效果。當(dāng)遇到地下存在斷層或溶腔等時(shí)，這些地質(zhì)異常體的反射特征就會(huì)與其附近地震道的反射特征出現(xiàn)差異，而導(dǎo)致地震道局部的不連續(xù)性。這樣通過(guò)分析各地震道之間的差異性，即可檢測(cè)出斷層或者其他地層中存在的異常情況。

方差體的算法：首先求得當(dāng)前樣點(diǎn)與周?chē)噜彽罆r(shí)窗內(nèi)平均主值間的方差后，再加權(quán)歸一化得出的方差值，方差體的計(jì)算就是求取方差值的過(guò)程，

圖1 方差運(yùn)算原理圖Fig.1 Schematic diagram of variance calculation

按照上述方法確定了方差計(jì)算方法后，具體計(jì)算某個(gè)樣點(diǎn)方差值時(shí)可使用以下公式：

wj-t為三角形權(quán)重因子函數(shù)

Xij為第i道第j個(gè)樣點(diǎn)的地震振幅值

Xj為所有i道數(shù)據(jù)在j時(shí)刻的平均振幅值，即主值L為方差計(jì)算時(shí)間窗口的長(zhǎng)度

I為計(jì)算方差時(shí)選用的相鄰道數(shù)。

根據(jù)以上公式計(jì)算出整個(gè)三維地震數(shù)據(jù)體每個(gè)采樣點(diǎn)的方差值，最終得到一個(gè)新的三維方差數(shù)據(jù)體。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 地層

測(cè)區(qū)在區(qū)域構(gòu)造上位于定遠(yuǎn)盆地東興凹陷中。全區(qū)地表都為第四系（Q）覆蓋，下伏基巖為中生界古近系紅色巖層，主要為張橋組（E1）、定遠(yuǎn)組（E2）。定遠(yuǎn)組（E2）根據(jù)巖性以及含礦情況分為五段，由老至新為：

本區(qū)鹽層賦存穩(wěn)定且厚度大，最大厚度超過(guò)200m，鹽層頂板巖性為石膏，與上覆泥巖波阻抗差異明顯，形成了很強(qiáng)的反射波，可以全區(qū)連續(xù)追蹤。

2.2 構(gòu)造

定遠(yuǎn)鹽礦受“基底”構(gòu)造的控制，其形態(tài)基本上是一個(gè)近東西向長(zhǎng)條形的盆地構(gòu)造，中間凹陷，四周向上抬起，盆地的“基底”褶皺在重力、測(cè)深資料上都反映出不對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)，這種形態(tài)也逐漸地沿襲到古近紀(jì)，因而盆地的軸向不在正中，而是偏于北部邊界地區(qū)。

圖2 礦區(qū)構(gòu)造示意圖Fig.2 Structure diagram of mining area

斷裂構(gòu)造主要是F1斷層：位于礦區(qū)南部，巖鹽礦體的外緣，走向近于正東西，與區(qū)域構(gòu)造方向一致，是受定遠(yuǎn)-永康正斷層及高塘朱灣正斷層影響產(chǎn)生的中小斷層。傾向正北，南盤(pán)上升，北盤(pán)下降，落差70～80m，為正斷層，如圖2礦區(qū)構(gòu)造圖所示。

2.3 效果分析

本區(qū)三維解釋工作以HPZ800工作站為平臺(tái)，在Linux操作系統(tǒng)環(huán)境下，使用施倫貝謝公司的GeoFrame2012中地震解釋組合體軟件（Seismic）、可視化軟件（GeoViz），以人機(jī)聯(lián)作的方式進(jìn)行。解釋過(guò)程中以偏移數(shù)據(jù)體為基礎(chǔ)，以疊加數(shù)據(jù)體、及各種屬性為輔進(jìn)行解釋?zhuān)詈罄昧朔讲铙w技術(shù)對(duì)解釋成果進(jìn)行修改。本次方差體的制作應(yīng)用了中Seismic Attribute Toolkit的Vaniance Cube軟件，利用當(dāng)前樣點(diǎn)四周的8個(gè)樣點(diǎn)，取30ms時(shí)窗長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算方差值，最后得到整個(gè)工區(qū)三維方差數(shù)據(jù)體。方差體計(jì)算過(guò)程中參數(shù)選取具體如下：主線ILN道數(shù)（3道）、聯(lián)絡(luò)線XLN道數(shù)（3道）、時(shí)窗長(zhǎng)度30ms、及運(yùn)算方式主線道數(shù)（3）×聯(lián)絡(luò)線道數(shù)（3），見(jiàn)圖3方差體參數(shù)選擇。

圖3 方差體參數(shù)選擇Fig.3 Selection of variance cube parameters

本區(qū)頂板共解釋斷層5條，溶腔10個(gè)（見(jiàn)圖4），為了查看是否漏掉較小斷層，我們?cè)诜讲顢?shù)據(jù)體上和偏移數(shù)據(jù)體上沿鹽層頂板分別做了順層切片，圖5為沿頂板做的方差體順層切片，圖中紅色區(qū)域?yàn)楫惓^(qū)。圖6為偏移數(shù)據(jù)體順層切片，圖中綠色區(qū)域?yàn)楫惓^(qū)。將二者對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，前者在溶腔邊界的差異性反映更明顯，溶腔邊界更清晰，東南角發(fā)育的斷層延伸方向明確，斷層與斷層之間界限更清晰；后者溶腔邊界模糊不清，斷層之間黏連在一起，斷層邊界不夠直觀，不能成為斷層組合的確定性依據(jù)。

圖4 測(cè)區(qū)構(gòu)造綱要圖Fig.4 Schematic diagram of the structure of the surveyed area

圖5 方差數(shù)據(jù)體順層切片F(xiàn)ig.5 Bedding slicing of variance cube

測(cè)區(qū)內(nèi)解釋的十個(gè)冒頂溶腔，其中三個(gè)已經(jīng)塌陷，在方差體順層切片上圈出的邊界與實(shí)際吻合情況良好，發(fā)現(xiàn)破頂上溶情況嚴(yán)重的溶腔五個(gè)，塌陷風(fēng)險(xiǎn)很大，礦方及時(shí)關(guān)閉了相應(yīng)采鹵井，并根據(jù)溶蝕邊界圈定了警戒線，預(yù)防了可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害和人員傷亡。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文實(shí)例分析，三維地震資料解釋過(guò)程中方差數(shù)據(jù)體相較于常規(guī)偏移數(shù)據(jù)體有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）使用方差體技術(shù)解釋斷層、溶腔時(shí)，減少了人為因素的影響，解釋出的斷層較客觀，減少了斷層解釋的多解性。

圖6 偏移數(shù)據(jù)體順層切片F(xiàn)ig.6 Bedding slicing of migrated data cube

（2）對(duì)斷層和溶腔邊界反映更清晰，并且小斷層及其他小構(gòu)造不易遺漏。

（3）方差體目的層順層切片的使用，能夠監(jiān)控解釋結(jié)果，及時(shí)糾正解釋過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。