三维精细构造解释的方法流程和关键技术_刘丽峰

第21卷　第3期

地　球　物　理　学　进　展

Vol.21　No.32006年9月(页码:864～871)

PRO GRESS IN GEOP H YSICS

Sept.　2006

三维精细构造解释的方法流程和关键技术

刘丽峰,　杨怀义,　蒋多元,　董　宁,　王相文

(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京100083)

摘　要　详细论述了三维精细构造解释的方法和流程.对层位标定、层位解释、断裂、速度解释及成图每个步骤的方法给以具体论述,重点分析了三维精细构造解释使用的关键技术如可视化技术、相干体技术、变速解释技术和真三维解释技术.本文可为从事三维精细构造解释的人员提供借鉴.

关键词　三维精细构造解释,相干体,变速解释,真三维解释,虚拟现实技术

中图分类号　P631 文献标识码　A 文章编号　100422903(2006)0320864208

Prim ary Exploration of 32D Fine Structure Interpretation

L IU Li 2feng ,　YAN G Huai 2yi ,　J IAN G Duo 2yuan ,　DON G Ning ,　Wang Xiang 2wen

(Ex ploration &Production Research I nstit ute.S I N O P EC,B ei j ing 100083,Chi na )

Abstract This article systemically summarizes the method and flow of 32D fine structure interpretation and descibes ,every step such as horizon demarcate 、horizon interpretation 、faulting 、velocity interpretation and cartography.Espe 2cially lt explains the key technology 2visualizing technology 、coherence cube technology 、velocity 2varied interpretation technology.This article can be used as the reference to the novice of 32D fine structure interpretation.

K eyw ords 32D fine structure interpretation ,coherence cube ,velocity 2varied interpretation ,true 32D interpretation VR

收稿日期　2006202210;　修回日期　2006205220.

基金项目　中石化东北分公司《松辽盆地南部长岭凹陷所图探区滚动勘探开发一体化研究》项目资助.

作者简介　刘丽峰,女,1974年生,河南遂平人,2003年于中国科学院地质与地球物理研究所获博士学位,现于中石化石油勘探开发研究院

工作,主要从事综合地质、地球物理及构造解释方面的研究工作.

0　引　言

随着三维地震勘探技术的发展,构造解释技术

在近年来已有较大的发展[1].传统的三维解释方法是把三维地震资料当作加密的二维地震资料进行解释,存在信息利用率低,工作效率低,成果质量不高等问题,解释人员需要在层位解释和断层识别、组合上花费大量时间和精力.随着地震资料属性处理和人机联作解释方法的不断发展和成熟,打破常规的三维资料二维解释,充分利用三维数据信息,获得更精细的构造形态,高效、高精度的三维精细构造解释已经切实可行.三维可视化(Voxel Geo )技术[2]的不断发展,更是推动了三维解释技术,出现了真(全)三维地震解释技术.近年来,虚拟现实技术(V R )应用于三维地震资料的可视化解释,使地震资料解释更为自动化、智能化[3].目前,三维精细构造解释的支

持软件是Landmark 地震解释软件和虚拟现实技

术,Paradigm 地震解释软件及可视化技术.

1　三维精细构造解释

三维精细构造解释的步骤是层位标定,层位、断层解释,速度解释和构造成图.1.1　层位标定构造解释的第一步是层位标定,首先分析比较分层数据的各层位划分情况,使分层数据准确一致;之后对声波测井曲线进行编辑,剔除畸变.并结合自然电位、自然伽玛、电阻率、密度等曲线提取井旁道地震子波制作单井合成记录;制作完单井的合成记录之后,再制作联井合成地震记录.结合VSP 叠加地震剖面,进行粗框架地震剖面追踪对比,检查各反射波闭合情况,当存在不闭合时,依据钻井分层数据调整少数不闭合井的合成记录,并根据声波速度、地

3期刘丽峰,等:三维精细构造解释的方法流程和关键技术

震速度、反射极性、岩性变化、波形特征、波阻抗大小与地震波强度的关系,结合构造特征、地层组合、沉积环境等,对层位、岩性、深度在纵横向上进行全方位的统一标定[4].

1.2　层位、断层解释

在层位综合标定的基础上,利用地震剖面的压缩、放大、任意线组合、等时切片、自动追踪、种子点追踪、立体显示等技术,使用自动追踪模式,尽可能在断块间进行三维数据体的层位自动追踪,取代传统的逐点逐线人工拾取的解释模式,保证地震波追踪的波峰、波谷、零相位等特征在全区一致,保证地震反射波追踪对比的可靠性.如局部区域因受断裂、反射杂乱、振幅突变等因素的影响,可使用手动对比追踪技术精细刻画,确定层位解释合理、正确,达到精细解释和落实微幅度构造的目的.在应用Land2 mark软件Geoprobe模块进行真三维层位解释的过程中,如地震资料品质好,可通过种种子点进行快速全区的追踪;若资料品质不好,可局部手动追踪,结合面、块、切片立体显示,进行全区的追踪[4].

断裂是解释剖面和构造图的骨架,断裂的形成不仅与构造应力有关,同时受风化剥蚀、岩溶作用、岩体坍塌的影响,因此断裂解释是地震资料精细解释中非常重要的一项内容[5].断裂解释的步骤是:首先浏览工区的三维数据体、等时切片、方差体时间切片、相干体等,对全区大小断裂的发育规模和分布特征有一个概括性的认识,建立全区断裂解释框架;然后对线和道方向的剖面进行精细解释,详细刻画断裂的性质、断开层位、倾向和倾角。通常主测线方向的地震剖面清楚地刻画了工区内主要断裂,但也要注意与大断裂垂直发育的小断裂.最后对解释的断裂进行合理的组合,包括剖面上断开若干层位的大断裂的描述和断层的平面组合.应用三维可视化功能,结合区域地质规律对断裂进行三维空间的组合,保证断裂在三维空间的闭合以及断层面在三维空间展布的平滑及合理性,实时地观察到断层走向、倾向、倾角的空间变化.断层解释中常用的技术是相干体技术、方差体技术,另二维分形技术在断裂解释中也有应用[4].

1.2.1　相干体技术

三维地震数据体反映地下一个规则网格的反射情况,通过对主测线和联络测线方向计算某一时间域内波的相似性,认为地震三维数据体的不连续主要反映断层和岩性的变化,通过量化处理地震相干属性,生成可解释的断层和隐蔽地层构造的图像.第一代方法采用三道相干处理.目前,Landmark、Geo2 Frame等软件的相干算法大部分采用能量归一化后的互相关计算;第二代方法采用多道相干处理;第三代方法称作特征构造,把多道地震数据组成协方差矩阵,应用多道特征分解技术求得多道数据之间的相关性,计算倾角、方位角.在计算地震相干性时要根据研究地质目的不同来选择参与计算的相干道数.相干时窗的选择一般由地震剖面上反射波视周期T决定,通常取T/2到3T/2.

1.2.2　方差体技术

方差体技术,在复杂断块构造精细解释中,效果良好.在开始解释前提取方差体地震属性,突出三维地震体中与断层有关的信息.方差体的提取是运用Geoframe软件中的方差体模块,通过计算样点中心道与相邻道间的方差值,突出道间差异,特别地使常规地震数据体上较隐蔽的小断层在方差体上反映清楚.

1.2.3　可视化和虚拟现实技术

可视化技术是以三维可视化立体显示技术为基础,以地质研究对象为目标,从点、线、面、体等多渠道以及数据的多侧面,全方位解剖三维地震数据体,最终获得三维可视化地质模型,彩色、阴影、三维透视显示使得来自于层位、构造和断层解释的信息得以综合[6].虚拟现实技术是在真三维环境下对层位进行自动追踪及显示,实现对任意切片与数据体的交互动态显示,使操作者能够从外到内、从内到外观察数据体,分析数据体的空间关系[7].并运用透明滤波、三维体雕刻、立体显示和目标体检测等技术,对地质异常体进行三维雕刻,从而更清楚、更准确地了解地质异常体的空间展布特征及纵横向叠置关系[8].

1.3　平均速度解释

(1)平均速度的求取

利用DIX公式,将由处理得到的叠加速度转换成层速度,并对转换得到的层速度进行平滑处理,剔除不符合总体变化规律的异常值,计算地震平均速度;利用地震平均速度内插成三维地震平均速度体.

(2)拟平均速度求取[4]

若研究区内井多,控制点分布广且均匀,利用拟平均速度来校正地震平均速度是可行的.钻井分层深度(D),对应的地震反射时间(t0),计算出拟平均速度v=2D/t0.再利用克里金插值方法对地震平均

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