井震联合精细断层模型的构建方法

王朋岩,李耀华

(东北石油大学 地球科学学院,黑龙江 大庆 163318)



井震联合精细断层模型的构建方法

王朋岩,李耀华

(东北石油大学 地球科学学院,黑龙江 大庆 163318)

为实现多约束条件下断层模型的精确构建,以朝阳沟油田朝84-6井区的地质构造模型为例,结合地质、地震及测井资料,在大量实践的基础上提出多边形投影、深度域地震体矫正、断点矫正三种精细修正断层模型的方法,同时利用深度域蚂蚁体与时间域地震体相结合的方法补充解释小断裂,最终以井震联合较为完善的断层模型作为骨架,精细构建构造模型。结果表明,该方法构建的断层模型较符合原始地震数据体,并在模型构建过程中弥补了地震解释工作的不足,实现对断层解释的检验和修正。

断层模型;井震联合;蚂蚁体

地质构造模型是储层物性建模、沉积相建模以及数值模拟的基础,对于一些复杂断块,构造模型单纯依靠地震数据只能满足模型横向连续性,却不能满足建模精度要求。加入测井资料、断点数据、构造图多边形等多资料约束条件能够提高断点、断层空间归位的准确度,极大地提高建模精度[1-4]。笔者以朝阳沟油田朝84-6区块为例,剖析精细构建断层模型的方法,为研究区确定开发部井方案提供了依据。

1　研究区构造概况

朝84-6区块位于黑龙江省肇州县境内,区域构造位于朝长地区的翻山屯背斜的北翼。整体来看,朝长地区跨越了松辽盆地中央凹陷区、东南隆起区、长春岭背斜带、宾县王府凹陷四个二级构造单元,其中,朝阳沟背斜、翻身屯背斜和薄荷台鼻状构造等几个主要三级构造单元分别位于朝阳沟阶地的北端、西翼和南端,翻身屯背斜位于朝阳沟背斜西南部,实际上是朝阳沟背斜构造的延伸部分。在圈闭范围内,断层切割形成了地垒、地堑、断阶等组成的复杂短轴背斜,其构造轴向为北东向。区内断层分布较密集,走向以近南北向为主,也存在少量东西向、南东向以及北西向断层,这些不同方向的断层相互切割,呈树枝状分布,单条断层延伸不长。

2　断层模型构建方法

精细构建断层模型需建立在建模人员对研究区地质条件了解的基础上,文中以研究区构造图的断层多边形、地震数据体、地震解释成果和测井断点数据等为约束条件,基于大量实践,提出多边形投影法、深度域地震体矫正法、断点检测法三种断层模型构建方法。

2.1多边形投影法

多边形投影法利用构造图中的多边形文件,投影到断层模型上,根据多边形所示的断层要素,来矫正断层模型。此方法的优点是,能快速调整断层模型,并与构造图中的断层的走向、倾向和断层延伸长度保持一致;缺点是,精细度不够,并且高度依赖断层解释数据和To转换深度域构造图,如果解释数据出现偏差与实际不符,则断层模型将与实际地质情况偏差更大。

图1a、1b中红色和蓝色多边形分别对应T1和T3反射层(即扶一油层及扶三油层顶部)平面断层多边形,图中断层模型产状基本由投影的断层多边形确定(图1c),其中红框内显示具代表性的由T-11与T-13组成的Y型搭接关系(图1d),蓝框内显示由T-25与T-48组成的X型搭接关系(图1e)。

2.2深度域地震体矫正法

深度域地震体矫正法利用深度域地震数据体所显示的断裂情况逐个矫正断层模型,利用地震体Inline和Crossline两个方向的纵剖面,来回沿断层模型拖拽,进而微调断层模型。

图1　多边形投影法

图2显示调整后的T-11断层模型,在空间上与地震数据体横纵两个纵剖面一致,图中红色线为地震Inline纵剖面上断层解释,蓝色线为地震Crossline纵剖面断层解释。此方法的优点是,以三维可视化的方式来矫正断层解释数据的偏差,利用更直观的方式来完善地震解释工作,所构建的断层模型具有更准确的断层搭接关系，并且符合实际地质情况。缺点是,工作量较大,且依赖于一个完善的速度模型,构建速度模型就是为了实现地震与地质之间互相转换、比较、补充,以期获得数据间的共享和互相校正[5]。该工区的速度模型是在Landmark软件中利用速度谱、180余口作过合成记录的井资料，结合时间域地震体综合矫正得出。

图2　深度域地震体矫正法

2.3断点检测法

断点检测法利用井分层的断点数据,在三维空间以点状显示,此方法可以利用断层模型和断点数据相互检查,当断层模型与地震体断裂情况一致却与断点不吻合时,需考虑该断点所对应的井的分层数据是否有误差；而如果在没有地震体辅助矫正断层模型的情况下,则需依据前人统计的断点数据来对断层模型进行调整。

图3为三维地震剖面与二维解释剖面的联动窗口,图3a为联井线对应的三维模型,该图是经过断点归位后吻合度较高的断层模型,其中红色立体球状标志断点所在空间位置,对应于二维解释剖面(图3b)上的红点。

图3　断点检测法

3　蚂蚁体补充解释小断裂方法

三维地震构造解释中最主要的难点是断层解释。但断层解释方法多数采用二维解释模式。这种模式不仅降低数据体的利用率,而且影响断层解释精度,增加断层解释难度[6-7]。特别是针对小断层的解释,很多时候会因为解释人员的主观性问题而忽略掉一些重要的小断层,而这些小断层对于局部区域的油气藏形成却有着决定性作用。Petrel软件的蚂蚁追踪技术可以补充区块内小断层的解释。蚂蚁追踪技术是通过Petrel的Ant Tracking模块来实现。它以蚁群算法为原理,在地震数据体中撒播大量的人工蚂蚁进行追踪,蚂蚁总是偏向于选择信息素浓的路径,当设定好断裂条件,并使得某一只蚂蚁满足条件追踪,同时释放信息素,吸引其他蚂蚁依次往下追踪,直到条件满足时完成该断裂的追踪和识别。通过蚂蚁追踪,最终能够获得一个低噪音且具有清晰断裂痕迹的数据体,即蚂蚁体[8-14]。

为更加符合原始地震资料,利用深度域蚂蚁体显示的断层位置到原始时间域地震体中逐条查找断层显示,并对若干波形具有微小错动的小断裂(图4)进行补充解释。当然由于速度模型不完善或者数据体本身存在的问题,在蚂蚁体切片上会存在一些“伪断层”的异常显示,这就需要利用Petrel中的深度域蚂蚁体和Landmark中时间域地震体认真比对、去伪存真。图5显示F1顶部蚂蚁体沿层切片及断层模型平面,其中,蓝色标志为疑似断层,蓝框表示在地震数据体中未找到的小断层,而红框内为通过蚂蚁追踪,找到的新的微小断裂。这些小断层现已被大庆油田采油十场验证。

图5　蚂蚁体沿层切片及新增小断层模型

上述断层模型的修正与补充解释方法,由于各自的局限性,在断层模型修正的过程中需相互配合、灵活运用，才能使断层模型更加精细准确。该工区的地质构造模型已经运用到后续相、属性建模及数字模拟工作中,并为确立朝阳沟油田朝84-6区块的开发部井方案提供了依据,同时该方法已在研究区临近区块的建模工作中得到应用。

4　结束语

为构建复杂断块区域断层模型,提出断层模型精细修正的多边形投影法、深度域地震体矫正法及断点矫正法三种方法。综合运用这三种方法,可以使构建的断层模型较符合原始地震体及To深度域构造图,并在模型构建过程中,弥补地震解释工作的不足,做到对断层解释的检验和修正。同时,利用蚂蚁追踪技术寻找一些在时间域地震体中难于发现的小断裂,能够补充完善断层模型,使其更接近实际地质条件。

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(编辑荀海鑫)

Methods tailored for accurate development of fault model with logging and seismic data

WANG Pengyan,LI Yaohua

(School of Geosciences,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China)

This paper is based on the fault modeling of Chaoyanggou field C84-6 well area and uses Petrel software to develop the fault model by three methods,such as “projection of polygon” “correction of depth domain seismic body” and “correction of breakpoints”.The paper proposes a method to interpret the minor fractures additionally through ant body and original seismic body.The accurate fault model can work as the skeleton to build final geological structure model.The results show that these methods can adapt the fault models to its original seismic data,along with the ability to check and readjust the fault interpretation.

fault model;well-to-seismic integration;ant body

2015-02-23

黑龙江省普通高等学校青年学术骨干支持计划项目(1155G03)

王朋岩(1970-),男,黑龙江省五常人,教授,博士,研究方向:石油天然气地质,E-mail:majing06@126.com。

10.3969/j.issn.2095-7262.2015.02.011

P618.13

2095-7262(2015)02-0167-05

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