基于GeoEast软件的复杂断裂刻画技术及在大宛齐油田的应用效果

2015-07-02张建伟刘永雷李树珍

石油地质与工程 2015年5期

关键词：边缘滤波油田

张建伟，刘永雷，罗欣，赵丽，李树珍，尹宁

(1.西安石油大学，陕西西安 710065；2.中国石油东方地球物理公司研究院库尔勒分院)

基于GeoEast软件的复杂断裂刻画技术及在大宛齐油田的应用效果

张建伟1，2，刘永雷2，罗欣2，赵丽2，李树珍2，尹宁2

(1.西安石油大学，陕西西安 710065；2.中国石油东方地球物理公司研究院库尔勒分院)

塔里木盆地大宛齐油田是典型的复杂断块型油田，开发过程中面临油气水关系复杂、井间矛盾突出、注水困难等一系列问题，对断裂的分级精细刻画是解决大宛齐油田滚动开发各种难题的关键。为此依托浅三维地震资料，运用GeoEast软件的解释性处理特色技术，摸索出了一套完整的断裂分级精细刻画技术流程，识别出大宛齐油田三级断裂形态特征；经大量已钻井资料验证，断裂预测结果可靠、精度高，为大宛齐油田滚动开发、注水方案编制等工作提供了可靠的基础图件。

大宛齐油田；断裂刻画；断裂属性

1 地质概况

大宛齐油田位于塔里木盆地库车坳陷的拜城凹陷，是受古近系盐底辟作用形成的穹隆状背斜,断层发育、断块众多，而且越浅断裂越发育[1]。目前已探明油气藏主要集中分布在穹隆背斜核部拱张地堑内[1]，产层埋深一般为0～800 m，以100～300 m为主。在探明油气区5.4 km2内，已钻井500多口，局部井网50×100 m，测井识别砂层共2.4万多个，平均砂层厚度仅仅1.7 m，以特别破碎、储层很薄的小型断块型油气藏为主要类型。开发10多年来，由于缺乏浅层地震研究成果，油气开发面临油气水关系复杂、高含水、井间矛盾突出等一系列问题。多年研究形成共识：盐拱背景下断至盐顶不整合面的大断裂控制油气垂向运移，浅层异常破碎的小断裂控制油气的匹配成藏，砂体和断裂组合构成了立体疏导网络，断裂起主要控油作用。

该区目的层段库车组地质条件复杂，小断层异常发育，岩性横向纵向变化很快，含油气水流体丰富，造成地震剖面的同向轴较杂乱、相邻剖面变化快，依据常规断裂解释技术进行识别非常困难。

2 断裂精细分级刻画技术

GeoEast地震数据解释系统提供了比较全面的地震属性计算功能，在属性的分析、综合应用方面较一般解释软件具有明显优势。这些特色技术在大宛齐三维地震工区得到了很好的应用[2-5]。

2.1 GeoEast软件解释性处理技术

在地震资料中，反射层位的倾角和方位角非常重要，是各种地震属性的基础。目前，GeoEast解释系统可以在未拾取层位的情况下通过多窗口倾角扫描计算三维地震反射层的倾角和方位角。

GeoEast系统中的构造导向滤波技术能够较好地实现叠后处理[6]，其目的是提高地震数据的信噪比，使地震数据同相轴的连续和间断特征更明显，提高层位追踪可信度。但这样的滤波需满足定向性分析、边缘检测、边缘保护性定向滤波这三个条件。为了满足这三个条件，GeoEast软件利用地层倾角和方位角沿地层进行定向性滤波；利用相干和曲率结果来判断地层主要的不连续性，达到边缘检测的目的；分析不连续性的意义，有意义的不平滑，没有意义的进行平滑，从而达到边缘保护性滤波的目的。

通过GeoEast软件进行解释性处理后，地震资料品质明显提高，断裂更清晰、同向轴横向更连续，达到了预期目的。

2.2 相干属性技术

地震相干体技术在断层识别、特殊岩性体解释等方面较常规三维数据体有明显的优势，在解决断层和岩性变化等地质问题中发挥了关键作用[7],目前,相干体技术多应用于对断层和岩性异常的识别[8]，能够准确识别断层及地层不连续变化，甚至能够更加准确地给出断裂带的产状及延展方向，直至探明更小的地质异常体。应用三维相干和方差数据体时间切片和沿层切片进行构造解释和岩性解释，可以帮助解释人员迅速认识构造及岩性的整体空间展布特征，从而达到加快解释速度、提高解释精度及缩短勘探周期的目的。

2.3 属性比例融合技术

属性比例融合技术为GeoEast解释系统的又一特色技术，就是将整个数据体按一定比例融合在一起生成新的数据体。融合后的数据体同时包含了之前两个数据体的关键信息，使得解释人员更容易对两种数据体进行比较，比如原始地震数据体与相干属性、相干能量梯度属性、方差属性、边缘检测属性、纹理属性、曲率体属性等数据体融合显示，可以互相验证，提高断裂解释的精度。在属性提取过程中，通过属性参数的优化试验，分别获得大中小三级断裂的优势属性，再通过把优选出的断裂属性进行多次压缩后得到最优化结果。

2.4 边缘保护滤波技术

地震资料通过一定的数学算法可转化为便于解释的某种地震属性体，但属性体中存在的噪音会严重影响属性体的品质，这些噪音一部分是由地震资料带入，另一部分则由地震属性在提取过程中自身算法引入，均可以通过边缘保护平滑滤波得到压制。边缘保护平滑滤波在保存属性体的有用信息的同时压制噪音，包括两个过程： ①边缘检测，确定非边缘区域；②平滑，在非边缘区域内对目标点平滑。

2.5 技术思路总结

通过GeoEsst在大宛齐油田地震资料处理的大量试验，总结出以下技术路线：①多方位倾角扫描，获得地震资料的细部信息；②解释性处理，提高地震资料的精度；③提取各种几何属性，优选适合本工区的优势属性；④通过对属性的优选、融合，获得最能清晰反映断裂的最优属性；⑤边缘保护滤波使得断裂属性更清晰；⑥断裂属性指导平剖结合精细解释，提高断裂解释的效率并保证断裂符合地质规律。在应用该技术路线时，针对不同级别的断裂目标，调整属性参数，分别获得大、中、小各级断裂的精细成果。

3 解释成果验证

3.1 示踪剂验证

以112井为例。示踪剂结果显示，在目的层段112井与西部的两口井连通，而与东部两口井不连通。在断裂属性剖面上可以清楚地看到112井东部一条西倾断层把其与东部地层分隔开。在断裂属性平面图上也清楚地反映出112井东侧发育一条近南北向延伸的大断裂(图1)。

图1 112井示踪剂情况

3.2 钻井识别断裂验证

大宛齐油田浅层地层特别破碎，利用钻井资料识别较完整断裂非常困难，仅2011年在DW20井区约0.6 km2范围内，利用测井资料确定了3条断裂，F1可靠， F2不太可靠、F3比较可靠。在相干属性平面图及地震剖面上，F1断层能够很清楚地被识别(图2)；F2断裂也能大致反映；F3断裂也能比较清楚地被识别。所以，相干属性平面图是真实可靠的，能够满足断裂解释的要求，并且精度比较高。

3.3 调整注水井网

在本次研究成果完成之前，开发部门按照“反七点法面积注水”制定了一套大宛齐油田注水方案。由于之前无目的层段地震研究成果参考，无法考虑地下地质情况。结合本次断裂构造研究成果后发现，注水方案需要调整。以西段某井区为例，在注水井网中存在非常可靠的大断裂，注水时应避开此类大断裂，以免注水无效。

4 结论

基于GeoEast软件的解释性处理可以使资料品质具有较大的提升空间，尤其为断裂刻画奠定了坚实的基础，但不同的属性在不同工区的地震数据体的表现各不相同，必须经过试验优选出针对性的优势属性，然后对优势属性再进行优选、压缩，以期得到最优化的断裂属性。针对不同级别的断裂，必须优选参数才能获得较好的效果。地震属性可以有效指导手工解释，大幅度提高解释效率，但是也不能