基于多种解释性处理的低序级断层刻画技术

李进

摘 要：在复杂断块油藏的勘探、开发工作中，准确刻画低序级断层有着重要的意义。由于低序级断层存在断距小、通常以多条共生形式出现等特点，导致其在地震剖面中识别、刻画的难度较大。本研究提出的多种地震资料解释性处理技术相结合，包括井控提频、小波分频、断层强化处理技术等，逐步提高低序级断层在地震剖面中的识别度，并利用多种极性相干蚂蚁体技术对低序级断层进行客观追踪，最终实现5～8 m断层的精准刻画。

关键词：低序级断层;井控提频;扩散滤波;蚂蚁追踪技术

中图分类号：P618     文献标志码：A     文章编号：1003-5168（2022）7-0112-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.07.026

Abstract： Accurate characterization of low-order faults is of great significance for the exploration and development of complex fault-block reservoirs.It is difficult to identify and characterize low-order faults in seismic profiles because of their small fault distance and multiple symbiotic forms.In the present study， a variety of interpreted seismic data processing technology， including the well control， the wavelet frequency， fault strengthening treatment technology and so on， gradually increase the low-order level fault recognition in the seismic section， and use of polarity coherency ants objective tracking technology for low grade sequence fault， achieve 5～8 meters accurate characterization of the fault.

Keywords：low-order fault;well controlled lifting frequency;diffusion filtering;ant tracking technology

0 引言

复杂断块油气藏为我国东部油区重要的油藏类型，其中以胜利油田最为典型。目前胜利油田多数断块油藏已经进入特高含水期，整体采出程度不高，造成此种现象的根本原因为构造复杂，层间矛盾突出，注采对应关系不明确。随着老油田进入开发后期，要进一步提高该类型油藏采收率，精确落实构造成为必经之路。制约此类油藏构造难以落实的重要原因是低序级断层难以识别。低序级断层通常由高级别断层派生或伴生形成，断距一般10 m左右，具有较强的隐蔽性，常规的地球物理方法对其进行识别、组合的难度较大，尤其是岩性、断块双控油藏，受平面砂体变化影响而造成的同相轴间断，进一步加大低序级断层刻画难度。本研究提出的多种地震资料解释性组合处理技术，可逐步提高低序级断层的识别度。首先，通过井控提高分辨率技术，提高地震资料纵向分辨率，增强同相轴连续性。其次，利用小波分频技术，筛选能突出低序级断层的优势频带。最后，利用断层强化技术，对断层发育区进行强化，致使低序级断层视分辨率进一步提高。在地震资料解释性处理的基础上采用多极性相干蚂蚁体追踪技术，分别对各级断层进行刻画。

1 井控提高分辨率技术

井控提高分辨率技术以系统辨识理论为基础[1]，利用开发区块老井测井资料丰富优势，将测井资料中的高频信息输出高频系统辨识模型，将地震资料成果数据输出衰减的低频系统辨识模型，通过分析地层对地震信号的吸收衰减特性，准确反演每个井点位置地层吸收响应算子，而后以地震解释层位为约束，对于无井控制区域，采用克里金三维空变算法进行外推计算，从而得到整个目标区域三维空间吸收响应算子模型，将计算的三维空变吸收响应算子反作用于原始地震信号资料，即可对地震资料的高频成分進行恢复，通过该技术的应用，在不改变原始地震资料特征的情况下，有效提高地震资料分辨率[2-4]。

通过井控提高分辨率技术在不改变同相轴相位的情况下，解决了深层地震分辨率不足的问题，为低序级断层精细描述奠定了资料基础。图1为井控提频前后数据体频谱分析图，原始地震资料经过处理后，主频由27.3 Hz提高到39.1 Hz，提高11.8 Hz，主频范围由19.2～38 Hz提高到27.5～47.5 Hz，频宽拓宽1.4 Hz。纵向分辨率提高。

经过提频处理，低序级断层地震剖面显示效果明显加强，降低了解释人员对低序级断层的识别、刻画难度。图2（a）剖面对比中，同相轴空白反射多，导致图中框内两条断层显示不清，经过提频处理，纵向分辨率提高，横向同相轴连续性增强，低序级断层显示清晰度提高。图2（b）中，原始剖面受非同沉积断层两侧砂体不一，导致断层上下两盘同一层位反射轴能量强弱不一。易对解释人员造成错层假象，经过提频后，断层上下两盘同相轴对应关系更好。

经过对比原始地震成果数据与井控拓频体剖面效果，总结拓频处理后地震剖品质有3点改善。①地震资料目的层段储层纵向预测分辨率得到了明显提高，同相轴更加丰富，对小断层的反射更为清晰，解释层位对应关系更明确，避免解释人员在解释过程发生错轴风险。②储层的连续性有所加强，降低由相变引起的断层发育假象。③分辨率提高，低序级断层造成的同相轴错动更加明显，有利于落实低序级断层纵向延伸高度。

2 小波分频重组处理技术

叠后地震资料小波分频处理技术在构造解释或储层预测工作中较为常见[5]。常规叠后地震剖面通常具有一定的主频优势，但其纵向分辨率会受到一定的限制。每个薄层在地震波频率域都有特定频率，小波变换的时频谱与薄层之间的良好响应关系，为层位精细解释提供了直观的依据，不仅如此，通过分频处理能有效提高常规主频地震剖面的分辨能力，在研究不同尺度的断层方面同样具有一定的优势。

本研究中，将原始地震资料利用小波分频技术按照不同的主频进行分解，突出构造的细微变化，进一步提高低序级断层识别能力，本次研究中，将原始地震体进行分频处理，处理生成主频为37.2 Hz及35.5 Hz两个地震数据体，通过对比两种主频的剖面发现35.5 Hz数据体中断层剖面显示更为清晰，由此可见，过高的分辨率同样不利于断层的识别。

地震解释工作中，井震联合是常用地震解释技术，通过对实钻测井资料进行对比划分，确定井钻遇断点，以井断点为引导，辅助解释人员对剖面断层进行解释。本次研究中通过对比，如图3（a），确定工区内4-102井1 902 m处断点。

以4-102井中断点为引导，对图3（b）原始地震剖面中黑色实线断层进行解释，发现该断层由于断距小，如图3（b）中圆圈所示为井断点位置，断点剖面显示不明显，且向上延伸高度不确定，如图中方框位置断层发育情况不明显。经过提频处理后，如图3（c）中所示，圆圈、方框同相轴扭曲程度均有所提高。经过分频处理后，如图3（d），黑色实线断层清晰度进一步提升。

3 非线性扩散滤波断层增强技术

断层强化处理技术是以构造倾角属性为约束，同相轴相似性分析为基础的叠后地震资料处理技术。通过该项处理技术，地震资料去噪的同时断层发育区域同相轴错断更加明显。该项技术通过对同相轴相似性值进行分析，设定断层强化处理阈值，如地震同相轴的相似性值达到该阈值，即可认定该处不发育断层，同时对该处地震同相轴进行非线性扩散滤波处理，使其连续性提高。如地震同相轴相似性值未达到该阈值，则对该处同相轴采取赋异常值处理，最终提高断层剖面视分辨率。

通过对研究工区叠后地震资料进行扩散滤波断层增强技术处理，地震剖面中各级断层的视分辨率明显提高。经过处理后的剖面中，不仅框内的高序级断层显示更为清晰，框里的低序级断层断点同样清晰，有效提高解释人员刻画断层精度。

4 蚂蚁追踪技术

蚂蚁追踪技术是一种目前解释断裂系统中的常用技术，该项技术是模拟生物界中蚁群觅食的一种启发式仿生算法，在相干体、方差体、混沌体等相似体的基础上进行蚂蚁追踪，将地质人员对工区的地质认识与算法相融合，例如通过统计断裂系统走向、倾向设置蚂蚁追踪玫瑰花图，从而达到有效追踪各级断层的目的。在该工区中，地震资料通过多种解释性处理，有效提高断裂系统识别度，在此基础上进行蚂蚁体追踪，最终落实构造，为单元开发奠定精确的构造基础。如图4（b）为原始地震资料蚂蚁体切片，由于原始地震资料中，低序级断层视分辨率低，断层剖面显示同相轴扭动不明显，部分断层未被追踪，断裂系统组合凌乱，无法真实反映断层平面展布特征。图4（c）为以多种解释性处理地震资料为基础的蚂蚁体切片，可以看出，处理后的蚂蚁体切片，断层的平面组合清晰，展布特征明显，内部小断层发育清晰，该切片能有效辅助解释人员对小断层的刻画。如图4，通过地层对比发现6-5井目标层段发育一条9 m小断层，在原始蚂蚁体切片中未能显示，在处理后的极性蚂蚁体切片中显示较为清晰，如图4中所示框内断层。

5 结语

本研究通过对原始地震资料进行多种解释性组合处理，各级断层视分辨率均得到有效改善。首先，通過井控提高分辨率处理，保真提高原始地震分辨率，改善低序级断层的纵向识别度;其次，通过小波分频处理，优选研究区能突显低序级断层的优势频带;然后，利用断层强化技术强化低序级断层剖面显示效果;最后，利用蚂蚁体自动追踪系统对各级断层进行识别追踪，为解释人员解释研究区构造提供有效的支撑。

参考文献：

[1] 刘浩杰，王延光，韩文功.基于系统辨识提高地震资料分辨率研究[J].地球物理学进展，2010，25（3）：994-999.

[2] 杨瑞召，赵争光，马彦龙，等.利用谱蓝化和有色反演分辨率薄煤层[J].天然气地球科学，2013，24（1）：156-161.

[3] 陈可洋，吴沛熹，杨微.扩散滤波方法在地震资料处理中的应用研究[J].岩性油气藏，2014，26（1）：117-122.

[4] 李阳.油藏综合地球物理技术在垦71井区的应用[J].石油物探，2008，47（2）：107-115，17.

[5] 林承焰，张宪国，董春梅.地震沉积学及其初步应用[J].石油学报，2007，28（2）：69-72.