地震属性应用中几个关键问题的探讨

贾可林

(胜利油田泵公司凯源公司 山东东营)

地震属性应用中几个关键问题的探讨

贾可林

(胜利油田泵公司凯源公司 山东东营)

地震属性是构造、地层以及各种类型干扰因素的综合反映,属性标定是进行各项研究的前提,属性优化是压制属性噪声、减小属性不确定性因素的基本方法。在上述基础上文章介绍了两种属性标定方法与属性优化方法。

地震属性;属性标定;属性优化

0 引 言

近年来地震属性的研究进展很快,随着三维地震勘探的日益普及,使得地震属性技术广泛应用于地震构造解释、地层分析、油藏描述以及油藏动态监测等各个领域,地震属性在油气勘探与开发中所发挥的作用越来越大。地球物理学中的一门新兴学科“地震属性学”已初步形成。

“地震属性”一词于70年代开始引入地球物理界。起初,国内在译名上并不完全统一,类似的译名还有地震特征、地震参数、地震标志等等,直到近几年才基本统一称为地震属性。到目前为止,对地震属性还没有统一的定义,大家引用较多的是Western Altlas lnternational公司的0uincy Chen与Steve Sidney所给出的定义:地震属性是地震资料的几何学、运动学、动力学及统计学特征的一种量度[1]。这一定义基本属于纯数学定义。Landmark Graphics公司的Arthur E.Barnes对地震属性的定义是:地震属性是一种描述和量化地震资料的特性,是原始地震资料中所包含全部信息的子集;地震属性的求取是对地震数据进行分解,每一个地震属性都是地震数据的一个子集[2]。该定义强调了地震属性的提取过程,但未对地震属性在地学中的作用进行阐述。定义中涉及的地震数据分解是一种广义的波场分解,没有统一的计算准则,包罗了所有的地震属性计算方法。

从应用地球物理学的角度看,地震属性是地震数据中反映不同地质特征的分量或子集,是刻画、描述地层结构、岩性以及物性等地质信息的地震特征量。

1 地震属性研究的发展历程

可将地震属性研究大致分为三个阶段:第一阶段,上世纪60年代末到70年代末,为起步阶段。该阶段以“亮点”技术为代表,这时的属性研究既没有考虑地震资料的运动学、动力学特征,也没有特定的地质含义,而仅仅是对地震剖面特征的一种定性描述与分析。第二阶段,上世纪70年代末到80年代末,迅速发展阶段。该阶段以属性定量提取方法大量出现为主要特征。这是地震属性研究蓬勃发展的阶段,地震属性的应用开始走向各个领域,如储层预测、油气分析、物性研究等等。这也是地震属性应用较为混乱的阶段,有多达几十种的地震信息被提取出来,但多数方法仅停留在地震波场的几何学、运动学、动力学等特征的研究上,没有对地震属性所代表的地质意义进行分析与解剖。甚至有少部分人将地震属性当成了万能药,不加分析地乱用,一度使地震属性的研究由高潮跌入低谷。第三阶段,上世纪90年代以后,基本成熟阶段。这一阶段以多维属性的出现为主要标志。90年代初,以相干、倾角、方位角等为代表的一批多维属性开始出现。这类属性的一个显著特点是能够直观地反映地层的结构性信息,如倾角、方位角反映地层的视倾角/倾向,相干异常指示断裂带、裂缝(孔洞)发育带等。因此,它们的开发与应用,很快得到有关各方的广泛认同。与此同时,属性标定与优化的方法也开始大量涌现,地震属性研究开始向规范化、科学化方向健康发展。

2 地震属性分类

目前大多数学者按照数学、物理学方法对地震属性进行分类。刘企英[3]将地震属性分为振幅、频率、速度、吸收衰减、波形与时间六大类;0uincy Chen and Steve Sidney将地震属性分为几何学、运动学、动力学及统计学四大类;Alistair R.Brown将地震属性分为时间、振幅、频率及衰减四大类[4、5]。

从地震属性应用的角度出发,这些分类并不能反映地震属性在地球物理学或更广泛的地学中所起的作用。笔者认为,按地震属性在油气勘探开发的应用领域进行分类,较容易为属性的应用者所理解,也更具有地球物理学的特征。根据这一思路,笔者将地震属性分为下列两大类:

1)多尺度结构属性。包括相干、倾角、方位角、平行度、连续性、发散度、波度、随机度、曲率、间距等。其中大尺度结构属性用于构造分析;小尺度结构属性用于裂隙(缝)、孔洞分析和地震(沉积)相分析。这类属性的解释大都使用定性方法,根据专家知识将属性直接与地层结构特征相联系。

2)岩性/物性指示属性。这类属性最多,按动力学、统计学、反演等方法提取的属性以及部分按运动学提取的属性都可归入此类,主要有振幅、波阻抗、AVO、频率等及其它们的衍生参数。这类属性多数使用定量/半定量分析方法,例如通过井孔等资料对属性进行标定,建立定量/半定量模式,再以此模式识别岩性或推算物性参数。

3 地震属性的综合标定

构造解释的第一步是对层位进行标定,应用地震属性解决各种地质问题特别是定量问题,同样要进行属性的标定。对地震属性进行标定,是应用地震属性进行各种研究的前提条件。没有经过标定的属性仅仅是一种地球物理参数,没有地质意义,不能用于地质解释。目前主要使用以下两种方法对地震属性进行标定:

1)直接应用专家知识或前人的成果进行标定。第一类属性的标定大都使用这种方法。此外,对于一个新的工作地区或新的研究领域,由于工作初期可供利用的资料特别是井资料较少,人们不得不借鉴他人以前的工作经验或其它类似地区的工作成果,对第二类属性进行标定。

2)应用井孔资料进行标定。这种方法是目前使用最多、效果最好、也是大家最为认可的方法。第二类属性主要使用这种标定方法,该方法走的是从已知到未知的路子,即运用井中已经获得的地层、岩性、储层物性及含油气性等信息,通过过井地震道或井旁地震道,建立油藏(储层)或物性等特征与地震属性之间的关系,然后,将其外推至整个油藏空间。目前采用的方法主要有:回归分析、模式识别、神经网络等。

4 属性优化

属性优化就是优选出对求解问题最敏感、最有效或最有代表性的属性。目前,属性优化的方法很多,可将其分为两大类:第一,利用专家知识进行优化;第二,利用数学方法进行自动优化。下面介绍两种较为常用的属性优化方法:

1)利用模型对属性进行优化。例如:利用薄层调谐模型优选对储层岩性/含油气性或储层物性敏感的属性;利用已经获得地层构造/结构模型优化属性,突出地层其它有用地质信息,如地层岩性、物性等。

2)改进算法对属性进行优化。例如:利用属性比值(如振幅/频率)压制地层结构的影响,突出岩性异常;利用地震波特征点(极值点、拐点等)约束地震属性算法,压制穿层或穿时干扰等等。下面举一例,以说明该方法的效果。

图1所示是某地区未加约束(图1a)与加约束(图1b)算出的相干等时属性对比图。由图可见,运用地震波特征点约束获得的相干属性清楚地反映了该区断裂发育带的方向与断裂细节特征,且较好地压制由穿时等因素引起的干扰异常;而未用地震波特征点约束获得的相干属性对断裂的分辨率较差,并存在大量的由于穿时等因素引起的干扰,使得运用相干属性检测断层的能力大打折扣。

图2所示是某地区未加约束(图2a)与加约束(图2b)算出的相干沿层切片对比图。由图可见,未用地震波特征点约束获得的相干属性对断层的分辨率较差,只能大致地指示出断层的方位与规模,断层的细节特征基本没有得到反映;而运用地震波特征点约束获得的相干属性不仅清楚地指示出断层的方向,而且对断裂细节特征有很好的反映。由图2b我们可以清楚地看到该区的断层实际上是破碎较为严重的复杂断裂带,而在未加约束的图2a中这一点反映不很明显。

5 结束语

地震属性研究属于解反问题,不同的地层组合特征可以产生相同的属性值。影响地震属性的因素很多,例如地层构造、岩性、物性特征以及地震资料采集脚印、处理误差和地震属性计算误差等等。应用地震属性研究地层结构或储层/油藏特征,必须对其进行标定与优化,以压制各种干扰,提高应用效果。

图1 特征点约束相干等时切片对比图

图2 特征点约束相干沿层切片对比图

[1] Quincy Chen and Steve Sidney.Seismic attribute technology for reservoir forecasting and monitoring[J].The Leading Edge,1997,16(5)

[2] Arthur E.Barnes.Seismic attributes past,present,and future.In Soc Expl Geophys 69th Ann Intenat Mtg.Expanded Abstracts,1999

[3] 刘企英.利用地震信息进行油气预测[M].北京:石油工业出版社,1994

[4] Alistair R.Brown.严又生译.地震属性及其分类[J].国外油气勘探,1997,9(4)

[5] Alistair R.Brown.Understanding seismic attributes[J].Geophysics,2001,66(1)PI,2010,24(6):47～49

Seismic attribute is the all-round reflection of tectonic and stratigraphic,and all analyses are based on attribute calibration.Attribute optimize is the basic method to impress attribute noise and reduce uncertain factors.The paper introduces two methods of attribute calibration and attribute optimize based on the analysis.

Key words:seismic attribute;attribute calibrated;attribute optimize

Discussion on key questions of application to seismic attribute.

Jia Kelin.

P631.4

B

1004-9134(2010)06-0047-03

贾可林,男,1969年生,1990年毕业于胜利石油学校石油工程专业,现在胜利油田泵公司凯源公司从事石油机械及石油地质工作。邮编:257100

2010-04-02编辑:刘雅铭)