地震层序地层分析(王英民)

地震层序地层分析
第一章 地震层序划分
第二章 地震相分析
王英民 石油大学盆地与油藏研究中心
第二章 地震相分析 第一节 “相面法”地震相分析
第二节 定量地震相分析 第三节 “相干相”分析
第一节பைடு நூலகம்“相面法”地震相分析
适应于层序规模： 层序、准层序组
沉积相：由沉积岩所展现的所有沉积特征的总合
沉积特征：岩性特征
相邻滤波器相互覆盖的部分为 2／3，这就保 证了每次改变滤波器后都能增加1／3的新信息。
2、模型特征
（1）、正旋回模型
（2）、随机模型
该模型反映
了一个完整对称 的沉积旋回，上 部地层是下部地 层反射系数的两 倍。从其时频图 上可较清楚地看 到其能量值的变 化。
5~50米共12层 200米厚
k
rxy (m) x(i) y(i m)
i
k是时窗宽度。 根据相关原理，则| Pxy（m）|≤1 令： Rxy（m）=1-Pxy（m）则：0≤Rxy（m）≤2 当介质均匀时： Rxy（m）=0相干度高； 当介质不均匀时： Rxy（m）=2不相干。
CROSSLINE
C AB
INLINE
三、地震相模式 （特征——解释）
1：海相盆地地震相模式
1977年，J．B．Sangree等--海相碎屑岩地层
整一--平缓的上超(和)下超
① 陆棚
━━━━━━━━━━━━━━
平行到发散--席状或者楔状
② 陆棚边缘和前积斜坡： 整一和（或）顶超--下超
浅海靠陆坡
━━━━━━━━━━━━━━
③ 盆地斜坡和盆地底部： 半深海环境和深海环境
置，致使河道砂体不连续而形成。一般解释为冲积 平原沉积；三角洲水上平原。
② 河道地震相模式 河道规模大于地震分辨力。 地震相特征：下凹形。 沉积相特征：粗碎屑沉积为主。
河道
它 是 河 道 吗？
图4-28 的测线
位置
四、地震相转沉积相
依据以下几点进行：
1.钻井优势沉积相 —— 过井、井区地震剖面——相标定 2.露头优势沉积相 ——邻近露头的地震剖面——相标定
LG1
LN18
LG5 LG4
LG101
LG2－1 LG2
LG3
LG2－2
LG6
利用模式识别确定的油田范围 LN44
第三节 “相干相”分析
适应于层序规模： 岩层、岩层组
方法原理
三维相干数据的应用方法是M．Bahorich和S ．Farmar于1994年提出的，由Amoco公司组成了 CTC（Coherece Technology Company），专门展 开这项技术研究。
以上方案不做详细介绍，仅举几个典型地震 相模式作以说明：
3、地震相模式
3、常见丘形地质体地震相模式
a、礁
丘形、翼部上超、礁缘的地震相变、 礁侧翼 反射模式的变化、礁边缘的绕射、礁顶的差异压实 效应 、礁底的速度异常、礁内部反射多种多样、 没有磁异常。
b、泥丘（或泥脊）
一种沉积构造。常位于盆地沉积中心；层速 度低；可塑性大；缺乏礁顶部和侧翼的强反射面
c、盐丘
层速度偏高，且常不随深度变化；可塑性大； 顶部和侧翼一般无强的反射界面。
d、火成岩体 层速度高；具有磁异常。
火山岩：“蘑菇”状；多与基岩断裂相伴生； 顶面具强反射；在火山通道处有绕射。
e、古潜山
古潜山为沉积基底面上的古地形凸起、半面 山、上抬断块等，可借助断层及不整合面来确定。
4、河流相地震相模式 根据河道的规模将河流地震相模式分为两类： ① 断续波状地震相模式 河道规模小于地震勘探分辨力。 地震相特征：断续波状反射。 沉积相特征：河道在横向上改道、在纵向上迭
3.地震相模式——预测 4.岩 类 比 率——推测 5.沃尔索相律——推测
通过以上几点的综合运用，可编制各层序地震相转沉积相关
系表，通过这个表可将地震相平面图转化为沉积相平面图。
b、
五 、 地 震 相 分 析 实 例 ：地震相参数选择及划分：
划分原则： 以物理参数为 主、内部反射 为辅、参考定 量参数、剔除 不反映原始沉 积特征的地震 剖面段(如：破
4、沉积相预测 根据各沉积相的判别函数或模型，对研究区目 的层段各地震道的地震参数进行模式识别，最后确 定出目的层段的沉积相平面展布。
二、实例：
•。
：
•。
1、某研究区提取了十二类地震相参数
其中钻井统计的砂岩百分比如下：
•。
2、据地震相和沉积相分析存在4类地震相和沉积相， 其地震相的学习道及对应沉积相如下：
（4）滤波器的频率响应极大值应突出，旁极值应低平。
基于上述要求，可采用两个倍频程的零相位三角形滤波器。滤
波器的优势频率满足公式
fn+1=kfn
式中：fn为第n个滤波器的优势频率；k为频率递归梯度。一般情况
下，k≈1．2，即若第1个滤波器的主频为10HZ，则第2个滤波器的
主频为1．2X10HZ=12HZ，……，如图 1所示。
（2）、时频分析的滤波器参数
时频分析的效果取决于滤波器的特征参数。
滤波器特征
（1）使用零相位滤波器，以保证不改变地震记录的时间特征， 即时移量为零。
（2）要求有足够的频带宽度，至少为两个倍频程，以确保滤波 器的输出信号不产生振荡，即延续时间不大。
（3）要求用于滤波扫描的滤波器响应基本相似，即滤波器的左截 频和右截频对数陡度固定。
3、用传统的模式识别法——贝叶斯逐步判别 分析法建立了四种类型地震相的判别函数，各类 判别函数的系数
•。
4、对该区所有地震测线的地震参数进行判别 分析，确定它们属于哪一种地震相，最后确定属 于哪种沉积相。
•。
•。
•。
三、模式识别用于油气层的识别：
•。
LN11
LN1 LN101
LN34
LG7 LN8
10米薄互层
通过上述理论模型 的分析，可得到初步结 论：
①时频特征值变化的 方向性主要取决于地层 厚度的变化方向；
②影响时频能量变化 的因素较多，如地层组 合特点、子波波形特征 及反射系数变化等。
知识回顾 Knowledge
Review
古生物特征 相划分标志
地球化学特征
地震相：由地震剖面所展现的所有反射参数的总合
地震参数：几何参数
物理参数
相划分标志
定量参数
一、地震相参数及地质意义：
利用
利用
利用
利用
利用
物理参数：振幅：强、中、弱 连续性：好、中、差 频率：高、中、低 （见后面实例）
定量参数：层速度
二、地震相划分 划分与定名
白色：相干
黑色：不相干
断层
河道
“ 相干相 ”－平面上具有一定的展布范围和外部形状
，内部具有相对较窄的相干系数跨度，能够与相邻区域 明显区分开来的特定的相干区。
轮南地区奥陶系潜山顶面相干切片（200KM2
）
Ⅰ－条带状高相干相
Ⅱ－团块状高相干相
Ⅲ－条带状极低相干相 Ⅳ－团块状低相干相 Ⅴ－蜂窝状低相干相
碎带)。
地震相参数类 型见表5-2：
上寒武--下奥陶统(Tg6’—Tg5’层序)
上寒 武-下 奥陶 统地 震相 与沉 积相 关系
表
纵向相序特征与沉积相模式：
岩性从下向上由白云岩向灰岩变化；古生物从下向上
从无到有而到顶部则含有大量的头足类、腹足类、三叶虫、 棘皮动物化石，个别资料点并见黄铁矿。这些特征均说明 了下部为局限台地、上部为开阔台地相这一相序特点。以
上特征反映了一种海进式碳酸盐岩台地相沉积模式。
中新统(T6—T3层序)
中新 统地 震相 与沉 积相 关系
表
纵向上相序特征与沉积相模式：
在纵向上，北部及中部如伽1井、和2井井区主要由三 个正旋回组成；南部主要为泥、粉砂及少量细砂岩不等厚
互层，厚度巨大，总体表现为反旋回。 坳陷内下部地层普遍含膏，说明由下到上湖水相对由
咸变淡。
第二节 定量地震相分析
适应于层序规模： 准层序、岩层组
一、模式识别的技术思路：
1、地震相参数的提取
（1） 从功率谱得到的地震属性： fe：功率谱中把高能量带与低能量带分开的频率； fp：功率谱中第一个大峰值的频率； fm：功率谱中产生最大功率的频率； f1：产生最大能量处的频率； f2、f3 、f4：产生频率加权功率25%、50%、75%处的频率； f5、f6、f7：产生功率为25% 、50%、75%处的频率； f8：功率对数值降到最大值一半处的最低频率。
（2） 从自相关函数得到的地震属性： 地震道S（t）的自相关函数计算公式如下：
（3）自回归系数——地震道S（t）可以用 自回归过程来表示
（4）层速度 （5）互相关系数 （6）三瞬参数 （7）频率 （8）砂岩百分比等等
2、沉积相类型的确定
对于钻井较少或分布不均的地区，沉积相类型
的确定应根据以下几个方面进行。 A．根据钻井、测井资料进行单井沉积相分析 B．根据地震相模式确定沉积相类型。 C．根据盆地的沉积构造演化史，推测盆地的沉
积环境以及沉积体系，从而分析可能存在的沉积相 类型及其空间位置。
D．根据有序样品聚类法确定可能存在的沉积相 的平面位置。
总之，沉积相类型的确定有两个目的： ① 目的层序有几种沉积相； ② 这几种沉积相分布在哪条测线哪些道，以 便确定学习道。
3、建立学习道判别函数或识别模型 将上述的几种沉积相位置处的地震道作为学习 道，采用多元统计或模式识别或神经网络等方法建 立其•判。别函数或模型。
3、地震相模式
3、地震相模式
3、地震相模式
2：陆相盆地地震相模式
１９８５年袁秉衡等将中国东部断陷湖盆分为： 三大沉积背景：陡岸、缓坡及沿岸、深湖； 十四类地震相。
3、地震相模式
3、地震相模式
1988年张万选等将中国东部断陷湖盆分为： 四种沉积背景：陡坡、缓坡、长轴入口和湖心区； 三大发育阶段：早期、中期、晚期；二十类地震相。
Ｓ形和斜交形--透镜状 整一--整一、局部上、下超 ━━━━━━━━━━━━━━━━
平行、杂乱--席状披盖、丘形、充填
1980年Brown等--海相碎屑岩和碳酸盐岩地层 ① 平行和发散型地震相； ② 同向递进型地震相； ③ 堆积和披覆型地震相； ④ 上超和充填型地震相。
以上方案不做详细介绍，仅举几个典型地震相模 式作以说明：
可能与沉积相变有关？
第四节 时频分析
目的：利用地震资料识别沉积旋回、预测砂岩体
1、时频分析原理及参数选择
（1）、基本原理
垂向剖面上单砂层呈正粒序， 岩性下粗上细，厚度下大上小
也就是说：沉积 物的颗粒粒度与 厚度存在一致性
速度 波长= ————
频率
用不同频率的滤波器对地震道进行扫描，从 面得到时频分析图谱，进而识别沉积旋回。
利用三维相干数据体可获得准确直观的断层 和其它地质信息。
相干技术主要是根据相关原理突出相邻道之
间的非相似性，进而达到检测断层、反映地质异 常特征平、剖面展布的一项新技术。
设有两个离散信号序列X（n）、Y（n），则 其互相关函数Pxy（m）为：
Pxy（m）=rxy（m）/[rxx（0）· ryy（0）]1/2 式中： rxy（m）是X（n）、Y（n）的未标准化的 互相关函数。
•。
Ｃ类地震相：Ｓ５７７ 测线２５０～３００道 号， 邻近Ｐ１井，浅深 湖亚相。
Ａ类地震相：Ｓ６１８ 测线３５０～４００道 号，邻近Ｐ１０井，冲 积扇相
Ｄ类地震相：Ｓ５７７ 测线２００～２３０道 号，靠近盆地东部边界 ，滨浅湖亚相。
Ｂ类地震相：Ｓ６１８ 测线３２０～３４０道 号，过Ｐ６井，扇三角 前缘亚相。