倪鋒（中國(guó)石化華東油氣分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院， 江蘇 南京 210011）

延川南工區(qū)小斷層識(shí)別技術(shù)研究及應(yīng)用

倪鋒（中國(guó)石化華東油氣分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院， 江蘇 南京 210011）

本文針對(duì)延川南煤層氣田密井網(wǎng)條件下，構(gòu)造描述精度要求高、地震識(shí)別小斷層精度低、識(shí)別井間斷層難等問(wèn)題，利用大量井信息及地震信息，開(kāi)展井震結(jié)合研究斷層技術(shù)，以地震解釋斷層為基礎(chǔ)，結(jié)合相干體、螞蟻體、傾角屬性等技術(shù)手段進(jìn)行斷點(diǎn)的空間歸位、斷層的空間組合及斷層產(chǎn)狀落實(shí)，結(jié)果表明構(gòu)造描述精度大大提高，斷層條數(shù)增多，斷層走向和傾向描述更加可信。形成了基于三維可視化的井震匹配斷層解釋技術(shù)，深化了煤層氣田構(gòu)造特征認(rèn)識(shí)。

小斷層；傾角屬性；相干體；螞蟻?zhàn)粉?/p>

0 引言

延川南工區(qū)位于山西與陜西交界處，以黃河為界分為山西省部分和陜西省部分。構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地東緣南段，南鄰鄂爾多斯盆地韓城區(qū)塊，隸屬于渭北隆起和晉西撓褶帶交匯處，工區(qū)內(nèi)煤層埋深適中、分布穩(wěn)定、厚度大。區(qū)內(nèi)主要煤層為山西組2號(hào)煤、太原組10號(hào)煤，埋深900-1500m。

目前延川南煤層氣田已進(jìn)入開(kāi)發(fā)上產(chǎn)階段，排采制度優(yōu)化是當(dāng)前工作的重點(diǎn)，油氣田開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)證明斷層是煤層氣排采降壓的主要影響因素。為此，如何利用三維地震資料及大量密井網(wǎng)資料精細(xì)描述斷層構(gòu)造特征，尤其是微構(gòu)造、小斷層的精細(xì)識(shí)別與刻畫(huà)，是目前延川南煤層氣田精細(xì)構(gòu)造研究重點(diǎn)。

1 技術(shù)方法

1.1 模型正演指導(dǎo)小斷層解釋

為了確定地震資料識(shí)別斷層的能力，對(duì)延川南工區(qū)目前的地震資料開(kāi)展正演模擬實(shí)驗(yàn)，證實(shí)小斷層解釋的可行性。圖1是制作的不同斷距的地質(zhì)模型（斷層斷距分別為5，10，20，40，80m）及其地震響應(yīng)特征（地震子波頻率為30Hz），從地震正演的結(jié)果來(lái)看，斷層斷距大于20m時(shí)，出現(xiàn)明顯的同相軸錯(cuò)斷；斷層斷距小于20m時(shí)，出現(xiàn)同相軸扭動(dòng)現(xiàn)象；斷層斷距為5m時(shí)，地震響應(yīng)同相軸只有輕微扭曲，這一點(diǎn)可以指導(dǎo)小斷層的識(shí)別。

1.2 相干切片分析

進(jìn)行地震相干分析的主要目的是對(duì)地震資料進(jìn)行求同存異，達(dá)到突出不相干數(shù)據(jù)的效果。相干體切片可清晰而直觀反映斷層的位置、延伸方向、延伸長(zhǎng)度、扭曲程度及斷層組合等斷層信息。在精細(xì)資料解釋過(guò)程中，通過(guò)對(duì)切片的連續(xù)瀏覽，每隔一個(gè)時(shí)窗段對(duì)切片上顯示的斷層作解釋，即可在垂直剖面上顯示出斷層的位置及斷開(kāi)層位。同時(shí)在相干體沿層切片上更能清晰地識(shí)別斷層的位置、展布方向、延伸長(zhǎng)度及組合方式，并反復(fù)驗(yàn)證和修改斷層解釋方案，提高構(gòu)造解釋精度和速度。

圖1 斷層模型正演

本文分別采用時(shí)間相干切片及沿層相干切片對(duì)延川南三維地震進(jìn)行分析，時(shí)間相干切片是地震相干屬性體的時(shí)間切片，每一張切片都是地下不同層位的地震屬性信息在同一時(shí)間的綜合反映。而沿層相干切片則是從三維地震資料中沿著某個(gè)解釋好的層位提取切片，它顯示的是某一沉積面的重構(gòu)切片，承載的信息是一個(gè)沉積面的地震相干屬性特征。因此，利用它可以進(jìn)行層間微斷層識(shí)別、砂體的追蹤解釋以及含油氣所引起的儲(chǔ)層地震相干數(shù)據(jù)體的變化分析。

該方法對(duì)于識(shí)別規(guī)模較大的斷層比較有效，而對(duì)斷距小于地震分辨率和地震響應(yīng)只有同相軸扭曲或振幅微小變化的斷層，識(shí)別效果不佳。

圖2為750ms的時(shí)間相干切片，在地震相干數(shù)據(jù)體上通過(guò)逐個(gè)時(shí)間相干切片的對(duì)比，可以清楚的看出斷層的空間分布。

圖3為2號(hào)煤層頂面的沿層相干切片圖，從圖中顯示來(lái)看，沿層相干切片針對(duì)單一層面具有更多的斷層信息，對(duì)于2號(hào)煤層頂面的斷層解釋具有更加直觀的指導(dǎo)意義。在相干體的解釋過(guò)程中，通過(guò)兩種方法的對(duì)比解釋，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)斷層的空間分布，使解釋更加合理、可靠。

1.3 沿層傾角屬性分析

傾角屬性是計(jì)算同相軸的傾角，傾角發(fā)生變化的位置指示地層如發(fā)生形變其同相軸的位置，通過(guò)地震傾角屬性的提取，可以有效的刻畫(huà)斷層的走向。

層位數(shù)據(jù)的質(zhì)量對(duì)應(yīng)用該屬性檢測(cè)斷層的效果起著決定作用。要取得比較好的檢測(cè)效果，要求輸入的層位數(shù)據(jù)是完全自動(dòng)追蹤和內(nèi)插的，且不能做平滑處理。從而計(jì)算出傾角屬性，其異常可以準(zhǔn)確地反映斷層的存在（圖4），它對(duì)小斷層的識(shí)別要比沿層相干效果好，本工區(qū)地震資料目的層資料品質(zhì)好，可連續(xù)追蹤。

從圖5中的沿層傾角屬性來(lái)看，圖中上部區(qū)域所顯示的紅色條帶在利用相干屬性分析時(shí)無(wú)法有效檢測(cè)該斷層，而利用沿層傾角屬性則可以清晰地刻畫(huà)出斷層引起的扭曲帶。

1.4 螞蟻體技術(shù)分析

螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)是對(duì)螞蟻尋找食物過(guò)程中所行走路徑的一種模擬，是在資料中尋找路徑并不斷優(yōu)化的機(jī)率型選擇技術(shù)，是對(duì)所有路徑進(jìn)行總結(jié)，最終形成最優(yōu)路徑的過(guò)程。螞蟻?zhàn)粉櫡椒ㄍㄟ^(guò)在地震數(shù)據(jù)體中播撒大量的電子螞蟻，對(duì)斷層異常值進(jìn)行追蹤，同時(shí)釋放斷層信息素，以信息素作為通訊介質(zhì)傳遞信息，召集一定范圍的其他螞蟻，共同協(xié)作進(jìn)行斷層的識(shí)別、追蹤，最后生成一個(gè)低噪聲、具有清晰斷層軌跡的數(shù)據(jù)體。

圖2 750ms時(shí)間相干切片

圖3 2號(hào)煤層頂面沿層相干切片

圖4 小斷層的沿層傾角響應(yīng)

圖5 2號(hào)煤層頂面沿層傾角屬性

圖6 螞蟻?zhàn)粉?/p>

從圖6螞蟻體追蹤方法的顯示效果來(lái)看，螞蟻?zhàn)粉櫡椒▽?duì)不同級(jí)序的斷層（裂縫）都有很好的響應(yīng)，且能嚴(yán)格地落實(shí)斷層的位置，但在斷面追蹤的連續(xù)性效果不如沿層傾角屬性。

2 應(yīng)用效果分析

主要應(yīng)用以上解釋方法對(duì)延川南工區(qū)開(kāi)展了小斷層識(shí)別研究工作，主要獲得以下成果。

2.1 斷層展布認(rèn)識(shí)更加清晰

通過(guò)多種小斷層識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，斷層展布認(rèn)識(shí)更加清晰，以圖7為例，在初始的剖面解釋過(guò)程中，解釋員就在圖中紅線所標(biāo)注的位置畫(huà)了一條這樣的斷層，但通過(guò)多種技術(shù)的綜合分析及斷層在三維空間組合的斷面來(lái)看，這樣的斷層解釋顯然是錯(cuò)誤的。通過(guò)斷層空間組合的手段，可以直觀的顯示斷層在空間內(nèi)的形態(tài)，能夠有效的驗(yàn)證斷層的可靠性，判斷斷層解釋方案對(duì)全局的影響，避免盲人摸象的現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.2 井震結(jié)合落實(shí)未定義斷點(diǎn)

以圖8中F1斷層為例，螞蟻體上可以清晰識(shí)別此斷層，且經(jīng)過(guò)延6-18-46鉆井落實(shí)，與延6-18-46相距800米的延6-18-40井在煤層頂面發(fā)育斷距為3.6米的小斷層，地震剖面及螞蟻體等技術(shù)無(wú)法識(shí)別該斷層，在三維空間內(nèi)觀察斷層的形態(tài)、走向、與斷點(diǎn)的空間關(guān)系，將F1斷層延伸，歸位該未定義斷點(diǎn)。通過(guò)井震結(jié)合的方法，在三維空間內(nèi)合理直觀的進(jìn)行斷層組合，完善了小斷距斷層解釋，實(shí)現(xiàn)了對(duì)斷層展布的更精細(xì)刻畫(huà)。

圖7 斷層三維空間組合a

圖8 斷層三維空間組合b

3 結(jié)語(yǔ)

（1）在合理的地質(zhì)認(rèn)識(shí)指導(dǎo)下，相干屬性分析、沿層傾角屬性分析、螞蟻體追蹤等多種方法及井資料的綜合應(yīng)用，是快速準(zhǔn)確地識(shí)別小斷層的有效途徑。不同規(guī)模不同地區(qū)不同深度的小斷層，其地震響應(yīng)特征有所不同，在實(shí)際斷層解釋過(guò)程中，3種方法是相互印證相互補(bǔ)充的。

（2）通過(guò)多種技術(shù)方法的綜合應(yīng)用，有效的提高了本工區(qū)小斷層的識(shí)別精度，取得了較好的應(yīng)用效果。

（3）通過(guò)斷層空間組合的手段，可以直觀的顯示斷層在空間內(nèi)的形態(tài)、走向、與斷點(diǎn)的空間關(guān)系，能夠有效的完善斷層解釋方案，落實(shí)斷層的可靠性。

［1］劉冰.延川南煤層氣勘探地震屬性優(yōu)選與融合方法研究［D］.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)碩士學(xué)位論文，2013.

［2］楊金政.地震相干分析技術(shù)及其在斷層解釋中的應(yīng)用［D］.成都：成都理工大學(xué)，2010.

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［6］李建雄，谷躍民，黨虎強(qiáng)等.高密度井網(wǎng)開(kāi)發(fā)區(qū)井震聯(lián)合儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法討論-以SL盆地JN2區(qū)塊為例［J］.石油地球物理勘探，2011，46（3）:457-462.

Research and application of minor fault identification technology in Yan chuannan project

Ni Feng
（Petroleum Exploration and Development Institute，SINOPEC East China Branch Company，Nanjing，Jiangsu 210011，China）

The CBM field in Yan chuannan has entered the stage of development with high density wells. But some difficulties still remained， such as minor fault cannot be subtly depicted by traditional ways on seismic sections，micro-relief structures between wells cannot be characterized. According to the actual data， multiple methods are adopted such as coherent along layer ant-tracking method and inclination property to identify minor fault. Micro-relief structures between wells could be reflected by inclination properties and anttracking attribute jointing wells information can identify subtle fault features. Application of these multi-methods can identify minor fault and micro-structures.

Minor fault； coherency； inclination property； ant-tracking method

倪鋒（1987- ），男，助理工程師，主要從事地震解釋工作?；痦?xiàng)目：國(guó)家科技重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開(kāi)發(fā)”（2011ZX05035-006）