地震平面沉积相解释方法研究及应用

王利功，毕建军，王振辉，王学习，高星星，王亚飞

（中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院）

地震平面沉积相解释方法研究及应用

王利功，毕建军，王振辉，王学习，高星星，王亚飞

（中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院）

传统三维地震资料解释方法在构造油气藏的勘探研究中发挥了重要作用，但对于岩性油气藏的勘探研究则缺乏有效的手段。针对这个问题，该文提出了一种新的地震资料解释方法——地震平面沉积相解释方法，它是在地震切片解释方法的基础上，发展了多属性融合成像、切片沉积相投影、平面沉积相智能追踪等关键技术，这些技术充分利用了地震资料横向密集连续的特性，提高了地震-地质解释的效率和精度，对地下规模较小的地质体具有很好的识别能力，对岩性油气藏的勘探和研究具有借鉴作用。

多属性融合；智能追踪；地震切片；沉积相

0 引言

传统的三维地震资料解释主要是了解地层的构造形态，一般是在剖面上以“同相轴”的追踪方式进行的。这种解释方法对于构造油气藏的研究具有显著的效果，但对于岩性油气藏则缺乏针对性的研究手段。近些年发展的地震切片解释技术有效地解决了这个问题，但是，切片解释过程中存在井-震结合不方便、解释效率不高、多解性强等问题，针对这些问题，笔者提出了一种新的地震资料解释方法——地震平面沉积相解释方法。这种方法是地震切片解释的继承和发展，它是指利用等时地层切片技术得到地震相的平面展布，结合地质资料、测井资料，并利用切片沉积相投影技术进行解释、定义地震相，最后利用平面沉积相智能追踪解释技术，快速得到工区的高精度平面沉积相图，从而用于指导岩性油气藏的勘探。与原来的地震切片解释相比，其在解释效率、解释精度、解释过程等方面都得到了很好的发展和完善。张军华等［1］通过对河道模型的研究指出：地震切片的分辨率可以突破1/4波长的限制。Zeng等［2］通过地层切片技术在切片上显示出厚度小于10 m的河道、决口扇、冲积平原。可见基于地层切片技术的地震平面沉积相解释可以识别出一些厚度较小的地质单元［3］。

1 关键技术与方法对比

地震平面沉积相解释过程中用到的关键技术有：地层切片技术、多属性融合成像技术、三相联合解释与切片沉积相投影技术、平面沉积相智能追踪解释技术，这些关键技术的应用使得地震平面沉积相解释在解释过程、解释精度、解释效率方面都明显优于原来的地震切片解释技术，使其成为一种有效解决岩性油气藏勘探问题的地震资料解释方法。

1.1 关键技术

（1）地层切片技术。地层切片是以追踪2个等时沉积界面为顶底，在顶底间等比例内插出一系列的层位，沿这些内插出的层位逐一生成切片。地层切片技术考虑了沉积速率随平面位置的变化，比时间切片和沿层切片更加合理，而且更接近于等时沉积界面［4-5］，这种技术适用于地层厚度变化比较稳定的地层，能较容易地拾取振幅型或结构异常性沉积体系［5］，可以很好地识别河流、三角洲沉积砂体［6］。

（2）多属性融合成像技术。常规地震属性彩色显示技术是通过某种变换将属性数值映射成彩色图像，一次显示一种属性。但对于多个地震属性，这种单个属性逐一彩色显示方法并不能很好地反映整体趋势、突出区域性异常，并且在进行地质解释时存在多解性问题［7-8］。多属性融合成像技术是基于RGB-IHS变换的数字图像融合方法成像，它是将优选及提取出的3种反映沉积且互不相干的属性进行直方图均衡和归一化处理，根据灰度色阶将每种属性划成16～256等分，并指定特定属性颜色进行3通道融合处理［9］。处理后的颜色分类由处理前的256色提高到了256×256×256=16777216色，与单属性图像相比实现了地震相的精细分类，使地震相显得更为清晰，并且大大降低了多解性（图1）。从图中可看出：图 1（a）、图 1（b）、图 1（c）的单属性彩色图像显示出地震相分类少，河道模糊，而图1（d）多属性融合成像实现了地震相的精细分类，河道（虚线圈出）更为清晰。

图1 大庆油田某研究区多属性融合成像前后对比Fig.1 Comparison of multi-attribute fusion imaging in one study area of Daqing Oilfield

（3）三相联合解释与切片沉积相投影技术。三相联合解释技术是指用测井相、地震相、沉积相联合解释［10］。通过测井相和地质沉积相来揭示沉积相的剖面组合特征，再结合切片技术获得的地震相平面展布用以确定地质沉积环境和沉积模式。它使得解释工作能在特定的地质沉积模式上展开，因而得到的解释结果更加合理。切片沉积相投影技术是指通过测井相与岩心观察，确定目的层井点处的主力沉积微相类型，根据时-深关系将其投影到地层切片上，标定地震相（图2箭头所示）。这种技术使得在解释过程中井-震结合的更加方便、快捷。

图2 吉林油田某研究区测井相与切片沉积相Fig.2 The log phase and slice sedimentary facies in one study area of Jilin Oilfield

（4）平面沉积相智能追踪解释技术。传统的地震剖面解释是以“同相轴”追踪的方式进行的，而地震平面沉积相解释则采用追踪平面地震相技术，它是指选取平面地震相中的一点为种子点，利用计算机采用一定算法智能追踪平面地震相，并在地质沉积模式的指导下，根据井点切片沉积相来定义平面地震相，这样就可以高效准确地得到整个工区的平面沉积相分布图。相对于原来进行切片地震相解释时所采用的纯手工勾画解释，其更加精细、客观、高效，并且在解释过程中井-震结合更为紧密，具有较高的可信度。

1.2 方法对比

1.2.1 地震平面沉积相解释与地震切片解释的比较

地震平面沉积相解释是地震切片解释的继承和发展，是在原来地震切片解释技术的基础上发展的新技术和新方法。表1是地震平面沉积相解释与地震切片解释对比。对比结果显示，地震平面沉积相解释在解释过程、解释精度、解释效率等方面都得到了很好的改善；单张切片的解释时间由原来的几十分钟缩短至几分钟。

1.2.2 地震平面沉积相解释与传统剖面解释对比

地震平面沉积相解释在解释目的、解释精度、解释方式等方面与传统剖面解释都不同。表2是地震平面沉积相解释与传统剖面解释的对比。对比结果显示：地震平面沉积相解释完全不同于传统剖面解释，它是在平面角度上对地震资料进行解释，充分利用了地震资料横向密集连续、分辨率高的特性，提高了对地下地质体的识别能力。

表1 地震平面沉积相解释与地震切片解释对比Table 1 Comparison between seismic plane sedimentary facies interpretation and seismic slice interpretation

表2 地震平面沉积相解释与传统剖面解释对比Table 2 Comparison between seismic plane sedimentary facies interpretation and traditional profile interpretation

2 实现过程及应用

2.1 基本流程

基于地层切片技术的地震平面沉积相解释的关键有2个：一是通过单井沉积相来标定地震相，建立二者的联系；二是由单井相推断研究区沉积环境，建立在该沉积环境下的一般沉积相模式，并在沉积相模式的指导下将地震相平面展布转化成平面沉积相分布［11-14］。具体步骤如下：①根据钻井资料、录井资料和测井资料分析得出工区沉积环境及沉积模式，并在此基础上确定单井相；②由单井相进行联井分析，建立联井层序格架；③在层序格架模型的基础上生成地层切片，然后进行属性的提取、优选、融合成像；④利用切片沉积相投影技术实现地震相的标定，从而在沉积模式的指导下，将地震相的平面展布转化成平面沉积相分布。

2.2 应用实例

工区位于松辽盆地，构造上处于松辽盆地南部中央坳陷区扶新隆起带西缘，研究的目的层为嫩三段（白垩系嫩江组三段）黑二油组，钻井资料及前人研究成果表明：嫩三段黑二油组整体沉积环境为三角洲前缘，自下而上形成3个反韵律沉积地层；沉积微相类型主要为水下分流河道、河口砂坝、席状砂、远砂坝。本次研究的目的主要是查明研究区沉积微相的分布，为该区岩性油气藏的勘探研究指明方向。图3（a）和图3（b）箭头所指的红色强轴分别是图3（c）中河口坝在线、道剖面上的特征，表现为中低频率、强振幅，图3（c）切片是HⅡ2中一张典型的切片；在平面上可以很清晰地看到该河口坝的形态及其展布范围［图3（c）］；这样通过平面与剖面的结合就可以很清楚地认识该地质体的空间分布。

图3 地震平面沉积相解释过程图Fig.3 The process of seismic plane sedimentary facies interpretation

图3（c）是根据地震平面沉积相解释流程得出的属性融合成像，由瞬时频率、瞬时振幅、相似度融合而成。从该图可以得到地震相的平面展布及其分布范围，它大致可划分为A，B，C，D等4块，A块位于工区西北部，主要有黄色、红色2种地震相，对应的自然伽马测井曲线反映沉积物自下而上由细变粗的反韵律特征，判断属于河口坝；B块位于工区东北部，主要有泛白色和红色2种地震相，地层切片上可以清楚地看出河口坝的形态，对应的自然电位测井曲线为齿化指状，判断属于多期河口坝叠置；C块位于工区西南部，有红色、黄色、泛白色3种地震相，对应的自然伽马测井曲线反映沉积物自下而上由细变粗的反韵律特征，自然电位曲线呈漏斗形，判断属于远砂坝，泛白色地震相对应的自然伽马测井曲线特征反映沉积物是自下而上由细变粗再变细，自然电位测井曲线为指状，录井显示为细粒粉砂岩，判断属于席状砂；D块位于研究区东南部，地震相显示为蓝色，自然电位测井曲线低幅平滑，录井显示为泥岩，结合其在平面上的位置，判断属于前三角洲泥。图3（d）是在上述分析的基础上由平面沉积相智能追踪技术得出的解释结果，根据解释结果可以很容易地看出三角洲前缘沉积微相的分布特点，并且由地质沉积模式推测物源有东北和西北2个方向，发育了东北、西北2支水系，为该工区岩性油气藏的勘探研究指明了方向。

3 结论

（1）地震平面沉积相解释充分利用了地震资料横向密集连续、分辨率高的特性，提高了对地下地质体的识别能力。

（2）多属性融合成像技术能够得到精细、清晰的地震相，与地下复杂的地质情况更加吻合，较原来的单属性图像显示，该技术可大大降低多解性。

（3）平面沉积相智能追踪解释技术通过大量的计算机运算，可大幅度提高解释效率，减少人为误差，使解释结果趋于合理、自然。

（4）实际应用效果表明，地震平面沉积相解释可很好地识别三角洲沉积体系中的沉积微相，对存在于这些沉积微相中的岩性油气藏的识别具有借鉴作用。

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Seismic plane sedimentary facies interpretation method and its application

WANG Li-gong， BI Jian-jun， WANG Zhen-hui， WANG Xue-xi， GAO Xing-xing， WANG Ya-fei
（College of Geoscience and Surveying Engineering， China University of Mining and Technology， Beijing 100083， China）

Traditional three-dimensional seismic interpretation has a good effect on the exploration research ofstructure reservoir,but it can not solve the problemin the exploration and studyoflithologic reservoir.This paper proposed a new seismic interpretation method:plane sedimentary facies interpretation.Based on the method of seismic slice interpretation,it develops the keytechnologies such as multi-attribute fusion imaging,projection ofslicingsedimentary facies and auto-tracking of plane lithofacies.These technologies fully use the characteristics of lateral continuity,and can improve the efficiency and accuracy of seismic-geologic interpretation and have recognition capability for small geologic bodies and significance for exploration and studyon lithologic reservoirs.

multi-attributefusion；auto-tracking；seismicslice；sedimentaryfacies

P631.4

A

2011-06-16；

2011-07-20

吉林油田科技项目（编号：JLYT-JS10-W23-FW-21-77）“吉林油田新北地区地震沉积成像研究”部分成果。

王利功，1984年生，男，中国矿业大学在读硕士研究生，主要从事地震资料综合解释工作。地址：（100083）北京市海淀区学院路丁11号中国矿业大学地球科学与测绘工程学院。E-mail：ligongwang@163.com

1673-8926（2011）06-0084-05

杨琦）