油田开发区微幅度构造边棱检测识别及其应用

2016-09-22赵腾飞杨迎春丛向元邓安芬

西部探矿工程 2016年3期

关键词：等值线大庆幅度

赵腾飞，杨迎春，丛向元，张　会，邓安芬

（中国石油大庆钻探工程公司地球物理勘探一公司，黑龙江大庆163357）

油田开发区微幅度构造边棱检测识别及其应用

赵腾飞*，杨迎春，丛向元，张会，邓安芬

（中国石油大庆钻探工程公司地球物理勘探一公司，黑龙江大庆163357）

在油田开发区大面积三维地震资料解释工作中，构造地质成图往往忽略了微幅度构造对老油区新增储量的重要性。应用边缘检测技术可在储量区外构造平缓区寻找正向的有利含油微幅度构造，并进行小等值线间隔构造地质成图，为老油区寻找新增储量提供技术支撑。

边棱检测；微幅度构造；构造地质成图

随着油田勘探开发工作的推进，大多数显性构造都已钻探，易被发现构造油气藏日益减少，除了复杂的岩性圈闭油藏，微幅度构造作为老油区油气勘探的一个重要接替领域也得到了广泛关注［1-3］。目前在开发区较大面积的三维地震资料解释工作中，构造地质成图往往采用的是5m等值线的间隔，同时成图的网格增量、网格半径及网格滤波等参数都是针对面积、幅度较大的构造圈闭而设定的，因而不可避免的遗漏掉一些微幅度构造圈闭，对储量提交及油水分布特征分析等工作造成不利影响。本文以大庆长垣与三肇凹陷衔接处的开发区葡萄花油层为例，在构造地质成图的基础上，利用边缘检测技术识别的微幅度构造结合地震剖面在储量区外的构造平缓区寻找正向的有利含油微幅度构造，并对其进行小等值线间隔构造地质成图，为老油区寻找新增储量、开发剩余油气奠定了基础。

1　研究区概况

研究区位于大庆长垣与三肇凹陷的衔接部位，整体为一向长垣抬升的斜坡，在这一构造背景下的平缓区易形成微幅度构造。葡萄花油层含油充分，西部鼻状构造诱导油气聚集，构造高部位更有利于油气成藏，大多数显性构造均已开发。

2　微幅度构造

在缓坡带或鞍部等构造单元中往往发育微小的构造起伏，这就是低幅度构造，又可称为小幅度构造、微幅度构造等，一般指构造比较平缓，构造幅度较低的地质体［1］。虽然多数学者认为从圈闭幅度的大小来对其定义，但实际上并没有严格而公认的定义［4］。其形成有沉积成因和构造成因两种，沉积成因包括砂泥岩的差异压实作用和基底古隆起的继承性发育，以及不同期砂体的局部叠置；构造成因又可分为两类，一类是在微弱的构造应力条件下地层未发生断裂只产生微小起伏而形成的低幅度构造，另一类是与断层相关的低幅度构造，其成因是断层运动条件下的同一盘岩层不同部位的位移速率不同或断层对岩层的拖曳作用导致的岩层的弯曲。微幅度构造虽然规模不大，但在有利的生储盖及油气运移条件下具有一定的油气潜力，且易形成小而肥的油气藏，因此微幅度构造在油田进入高勘探成熟期后具有一定的重要意义［3、5］。

3　微幅度构造边棱检测识别

自微幅度构造发现、提出以来，就其地质成因、类型、认识和对油井生产影响等方面的研究较多，取得了一些主要认识并在油田后期调整中得到应用［6］。随着石油地质理论和地球物理技术的快速发展，针对微幅度构造的识别形成了一系列有效的相关技术和方法，在实际应用中取得了较好的效果［3、7］。

边缘主要存在于目标与目标，目标与背景，区域与区域（包括不同色彩）之间，是图像分割、纹理特征和形状特征等图像分析的重要基础［8］。边缘检测技术检测边缘时，边缘是图像局部强度变化最显著的部分，边缘检测首先检测出图像局部特征的不连续性，然后再将这些不连续的边缘像素连成完备的边界［9］。边缘检测技术在医学、计算机及航天等领域得到了广泛应用，在石油勘探领域主要应用在如初至波拾取、同相轴追踪、识别裂缝、缝洞、断层、小断裂、河道砂边界以及其它特殊岩性体等方面［10］，在实际工作中已积累了一定的成功经验。

边缘检测算子是考察图像的每个像素在某个领域内灰度的变化，通常也包括方向的确定，大多数都是基于方向导数模板求卷积的方法进行边缘提取。目前常见的边缘检测算子有Roberts、Sobel、Prewitt、Canny、Laplacian、Kirsch、LoG-Laplacian等算子及随断层技术兴起的三维边缘检测。据刘晨、马燕等人的研究认为，这些算法各具优势，针对实际问题选用合适的算法才能取得较好的应用效果［11-14］。本次选择Sobel算子对研究区目标层进行边缘检测以突出平缓区背景下的微幅度构造。

Sobel算子是一阶微分算子，它利用像素邻近区域的梯度值来计算1个像素的梯度，是对靠近中心的点加权以突出边缘的一种加权平均算子，Sobel算子定义如下：

Sobel边缘检测算子可用以下两个卷积核形成：

前者对水平边缘影响最大，后者则对垂直边缘影响最大，实际应用中图像的每个像素取2个卷积核的最大值作为该像素点的输出值，其结果就是一幅边缘幅度的图像。

4　应用效果

目前较大面积的三维地质成图时往往采用5m等值线间隔，较大的间隔及非针对性的成图参数往往遗漏了一些微幅度构造。因此本文在研究区葡萄花油层大区域5m等值线间隔构造地质成图之后，再与边棱检测图对比，结合油气聚集规律在储量边界外的构造平缓区寻找到遗漏的多个正向有利含油微幅度构造，其中有代表性的两个圈闭面积分别为0.27km2和0.18km2，幅度大约在5m左右，圈闭边界附近的产油井有效厚度均在5m左右，结合砂岩发育情况确定这2个微幅度构造可作为下步勘探开发的目标，最终提交新增储量区。

当然，边棱检测技术的识别结果包括正向、负向的微幅度构造和宏观构造，因此在识别过程中需要结合地震剖面或层位滤波前后相减得到的正值区域来甄别正向微幅度构造。