相干体技术在南川地区断层解释中的应用

李彦婧

（中国石化华东油气分公司勘探开发研究院，江苏南京 210007）

四川盆地及周缘海相页岩气勘探实践认为，构造形变和裂缝体系是影响页岩气藏含气性变化的主要因素[1，2]。对于地震地质条件比较复杂的地区，常规的解释手段进行断层识别及组合的难度较大。目前，相干体分析技术在断层、河道、特殊岩性边界的识别方面已经十分成熟。频谱分解常与相干分析配合使用，通过突出高频相干体来识别小断层，实现对全频相干的补充作用。

南川地区广泛发育海相沉积的页岩，研究断裂的发育特征，将有利于降低该区页岩气的勘探和后续开发风险。本次研究结合实际资料情况和勘探需求，对地震资料进行相关处理后，利用频谱分解技术，基于高分辨率本征结构算法计算相干体，用来辅助构造解释。

1 基本原理

1.1 相干体分析技术

相干体分析技术是通过计算三维数据体中相邻道之间地震波形的相似性，来描述地层和岩性的横向非均匀性[3]。自相干技术提出以来，其算法经历了第一代基于互相关的C1、第二代基于多道相似性的C2、第三代基于本征结构的C3算法上的改进[4]。基于本征结构的相干计算，它把多道地震数据组成协方差矩阵，采用主元素分析方法的思想，应用多道特征分解技术求取矩阵的相干性，分解得到特征值和特征向量[5]。首先定义一个包含J道数据的分析时窗，每道数据包含N个采样点，D是地震数据矩阵：

整个地震数据体的协方差矩阵：

式中：DT-矩阵转置。

第三代相干体的相干值EC计算公式为：

图1 南川地区三维line715线地震资料图像增强对比图

式中：Tr（C）-矩阵的秩，等于协方差矩阵C特征值之和，λ1代表λj（j=1，2，…，j）中的最大特征值。该算法在异常体识别上横向分辨率高、抗噪性增强。

1.2 计算参数选择

相干体算法涉及的计算参数有横向时窗、垂向时窗和最大倾角扫描范围。合理选择这三个参数，可有效提高断层的解释精度。

横向时窗为参与计算的地震道数。一般来说，参与计算的道数越多，对噪声的压制能力越强，平均效应越大，大断层的成像越清晰；道数减少，平均效应越弱，小断层的成像越清晰。信噪比高的资料，可以开小时窗；信噪比低的资料，可以开大时窗。横向时窗应根据研究目的及地震资料品质进行选择[6]。

垂向时窗由反射波视周期T决定。时窗过小（小于半个周期），多为噪声的反映；时窗过大，难以突显小断层的反射信号，降低了地质异常体的分辨率。一般选取0.5～1.5周期范围，对于陡倾角或近于垂直的断层，可以把垂向时窗选大一些[6]。

最大倾角扫描范围反映的是由地层视倾角所引起的同相轴时间差。扫描范围越大，计算量增加；扫描范围越小，不能反映陡倾角的变化。一般通过统计实际地震资料中线方向或道方向的最大时差变化值得到。

2 相干技术的应用

南川地区位于齐岳山断裂带以西的四川盆地川东南褶皱带内。页岩层为上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组,全区分布稳定，埋深在2 400 m～4 500 m，为深湖相沉积。该区经历了长期、多期的构造运动，区内断裂十分发育。北东向背斜是工区的主构造，断层走向基本是北东向，平行于主构造方向。该区在常规三维解释中遇到的困难有：受多期构造运动的影响，构造样式相互叠置，断裂组合复杂，存在多解性；在断裂发育区，地震资料信噪比降低，断点不干脆、归位不准。针对以上问题应用频谱分解和相干分析技术开展了断层解释研究。

图1 南川地区三维line715线地震资料图像增强对比图

图2 南川地区三维line715线目的层频谱分析图

2.1 技术流程

2.1.1 数据预处理 采用倾角控制下的成像增强技术对原始地震数据进行线性去噪。计算参数过小，效果不明显（见图1b），而参数过大，则改变地层产状，容易形成地层假象（见图1d）。经过数据预处理后（见图1c），断裂带处地层连续性较原始地震资料（见图1a）有所改善，断点干脆。

2.1.2 频谱分解 经过处理后的目的层波组有效频带范围为10 Hz～50 Hz（见图2），通过短时窗的离散傅立叶变换对地震数据进行分频处理，生成10 Hz等间隔5个窄频段的三维数据体。

2.1.3 体属性计算 对相干运算参数进行多个时窗、多种方法的试验，最终选取正交5道作为相干道数，垂向时窗为38 ms，最大倾角扫描范围为1 ms/trace计算的相干体较为理想。应用上述运算参数，使用高分辨率本征结构算法对5个分频数据体及处理后地震数据进行相干计算，形成对应的相干体。

2.1.4 沿层属性提取 对层位数据进行平面插值、平滑，消除野值影响，减小误差。选择沿五峰组-龙马溪组底面作为提取时窗，提取沿层相干属性。

2.1.5 断层解释 利用常规手段和相干切片对断层进行解释，并用主测线、联络测线剖面对断层进行验证。

2.2 效果分析

为了去除低频和高频噪声干扰，仅选取了20 Hz～40 Hz及全频段的相干切片进行分析，五峰组-龙马溪组底面不同频率的沿层相干切片（见图3）。黑色表示相干低值区，代表强不相干，多为断层的反映。白色表示相干高值区，代表强相干，地层连续性强。

通过对比发现，大断层的整体形态在不同频率相干切片上均有较好的反映。20 Hz的沿层相干切片大断层轮廓清晰，但细小断层不明显，连续性不好，图3b中红线圈出的断层，但在较高频切片（见图3c、图3d）能清晰分辨。40 Hz的沿层相干切片刻画了大断层附近的裂缝发育带，反映细节更加丰富。对高频相干切片上解释的断层进行验证，图3d蓝线圈出的黑色条带，在平面上可解释为北东走向的断层，对应的主测线剖面仅表现为同相轴扰动现象，图4中蓝色箭头所示位置，并未发生明显的错段，即相干切片上解释断层存在多解性。

图3 南川地区五峰组-龙马溪组底面不同频率相干平面图

图4 南川地区三维line630线地震剖面

由频谱分析和常规解释结果，频率30 Hz的相干属性图与全频数据的相干属性图效果最为接近，大小断层能量均匀，特征明显。沿层相干切片中有三种低相干现象：（1）线状低相干：形态规则，呈线状零星分布，强弱不一且展布较短；（2）条带状低相干：断层边界清晰，规模较大，能量强，多为断裂带；（3）杂乱的团块状低相干：主要出现在工区南部，呈大片云雾状，由于靠近地层剥蚀边界，地震资料信噪比低所引起。

结合工区目前的勘探情况及垂直剖面，利用上述方法共解释3条北东走向主断层（见图5），为压性逆冲推覆断层，平面延伸距离在9 km～18 km，断距80 m～500 m，断面为南东倾向，呈雁列式平行展布，控制工区背斜、向斜相间的构造形态。北西倾向大断层3条，走向北东，发育于背斜两翼，对主断层起调节作用。其他断层16条，分布在主断层附近，延伸较短，对构造不起控制作用。

图5 南川地区五峰组-龙马溪组断层分布图

3 结论

通过频谱分解和相干技术分析在南川地区断层解释中的实际应用，结合常规三维解释结果进行验证，得出以下结论：

（1）分频相干技术可以识别一些全频带数据难以发现的小断层和裂缝发育带，裂缝发育带位于主断层两侧。

（2）相干技术受地震资料品质影响较大，相干切片上存在多解性和一些假象，需要对地震资料品质进行评估并结合剖面验证。

（3）在复杂构造内，断层识别要综合应用多种手段进行合理取舍，互相补充。

长庆采油二厂钻井进尺突破18万米

3月18日，随着长庆油田采油二厂午平276-3口顺利完钻，该厂产能建设项目组钻井进尺突破了18万米，首季“成绩单”为全年产能建设任务顺利完成奠定了坚实基础。

2019年采油二厂产能建设任务63万吨，新钻井421口，钻井进尺94.16万米，产能建设任务占比达全年生产任务的57.9%。

面对产建任务重、工期紧，作为加快上产的“龙头”单位，该厂项目组紧紧围绕“攻马岭、上华池、稳西峰”的发展思路，在前期优化部署的基础上，进行方案再优化，明确提出全年浅层效益区规模要突破30万吨，同时开展设计编制、井位测量、钻机安排、钻前组织、开钻验收等各项工作，确保产能建设工作高效运行。

在严把关的基础上，为加快各项工作进度，该厂项目组建立计划牵引、预警管理、过程管理、严格考核的运行机制，超前组织，狠抓节点目标完成及过程管控，强化生产组织，实现钻、试、投无缝衔接。坚持“只有超前才能按时、只有超产才能完成”的理念，以提速提效为核心，倒排工期计划，制定完钻节点目标，并不定期对入井材料进行抽查、化验，对重点工序进行现场监督，确保钻井施工质量。

同时，结合劳动竞赛活动，该项目组将各项工作量完成情况纳入考核，督促各专业人员认真履行岗位职责，严格按照计划开展工作，保证生产运行严密组织、生产环节有序衔接、生产过程安全平稳，为产能建设工作稳步加速夯实基础。

截至目前，采油二厂产能建设项目组总共启动钻机32部，产建进尺达到18万米，钻井合格率100%。

（摘自中国石油新闻中心2019-03-19）