王善明

（中國(guó)石化華北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450006）

常規(guī)的地震層位追蹤解釋方法是按照解釋人員已有的認(rèn)識(shí)進(jìn)行手工追蹤或在局限的二維視野內(nèi)自動(dòng)追蹤。這些方法既耗時(shí)又費(fèi)力，還受制于地震資料的品質(zhì)和地質(zhì)條件的復(fù)雜性。近年來，有多種層位追蹤方法提出，其中適用性較強(qiáng)的方法有兩種。在地震剖面中，地震波的波峰或者波谷位置的同相軸往往是地下地質(zhì)界面的反應(yīng)，尋找波谷或波峰最大值追蹤即為波形特征追蹤。在地震波形同相軸無大的相位異?；蛲蛔儯瑹o大斷層和無分叉的情況下，波形特征追蹤適用性強(qiáng)。地下地質(zhì)界面在局部區(qū)域具有一定的連續(xù)性、穩(wěn)定性，反映到地震時(shí)間剖面上，則表現(xiàn)為相鄰地震道上的連續(xù)性、相似性，這樣就可以用地震波的相關(guān)性來實(shí)現(xiàn)層位的自動(dòng)追蹤。但這些方法主要應(yīng)用于高品質(zhì)地震資料和地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的區(qū)域，而鄂南不是很滿足以上條件，故該方法適用性不強(qiáng)。為此，提出了一種基于全局優(yōu)化地層模型的地震層位自動(dòng)追蹤技術(shù)[1-5]。

1 基于全局優(yōu)化地層模型的地震層位自動(dòng)追蹤技術(shù)原理

首先建立一個(gè)規(guī)則的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，在地震樣本點(diǎn)之間創(chuàng)造一些聯(lián)系。首先，將地震數(shù)據(jù)體分成規(guī)則的正方網(wǎng)格體，每個(gè)網(wǎng)格體都會(huì)被賦予其XUTM，YUTM坐標(biāo)。這樣就可以利用UTM坐標(biāo)系統(tǒng)來組織計(jì)算地震樣本點(diǎn)之間的聯(lián)系。為了計(jì)算地震點(diǎn)間的聯(lián)系，首先計(jì)算出同一個(gè)模型網(wǎng)格相鄰地震道間的相關(guān)圖。當(dāng)賦予其相關(guān)門檻值時(shí)，符合門檻值的節(jié)點(diǎn)就會(huì)自動(dòng)連接在一起（見圖1）。

形成的面元網(wǎng)格單元很小，不能直接用于層位追蹤。故前面生成的面元網(wǎng)格體需要進(jìn)一步優(yōu)化，形成具有一定規(guī)模的面元網(wǎng)格體。假定地質(zhì)差異性隨著距離的增加而變大，且其規(guī)律符合高斯定律。下面引入成本函數(shù)，如式（1）所示。為了尋找到最佳的地質(zhì)模型，該算法從最初地震樣本點(diǎn)開始逐步計(jì)算，直到其成本最低為止。面元網(wǎng)格如何通過成本函數(shù)得到最佳的網(wǎng)格數(shù)據(jù)體（見圖2）。

2 基于全局優(yōu)化地層模型的地震層位自動(dòng)追蹤技術(shù)的適用性分析

2.1 基于全局優(yōu)化地層模型的地震層位自動(dòng)追蹤技術(shù)特點(diǎn)

圖1 面元網(wǎng)格生成示意圖

圖2 模型優(yōu)化原理示意圖

基于全局優(yōu)化地層模型的地震層位自動(dòng)追蹤技術(shù)從原理上講很簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來也比較容易，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）運(yùn)算速度快，自動(dòng)形成層序體，層位追蹤解釋效率極大提高；（2）摒棄傳統(tǒng)的單剖面解釋模式，采用體解釋模式，自動(dòng)化建立模型合理化程度高，提升了解釋精度和準(zhǔn)確度；（3）100%尊重原始地震資料，排除了井和模型因素的影響；（4）提高了剖面的可解釋性，尤其便于薄砂層的解釋。

基于全局優(yōu)化地層模型的地震層位自動(dòng)追蹤技術(shù)也存在以下不足：（1）對(duì)地震資料品質(zhì)要求比較高；（2）應(yīng)用條件受構(gòu)造復(fù)雜性與沉積穩(wěn)定性影響（見圖3）。

2.2 易混淆的兩個(gè)概念

基于全局優(yōu)化地層模型的地震層位自動(dòng)追蹤技術(shù)、基于波形特征層位自動(dòng)追蹤技術(shù)與基于相關(guān)層位自動(dòng)追蹤技術(shù)容易混淆?；诓ㄐ翁卣鲗游蛔詣?dòng)追蹤技術(shù)是基于地震波的波峰或者波谷位置的同相軸往往是地下地質(zhì)界面的反應(yīng)，尋找波谷或波峰最大值單剖面追蹤的方法?；谙嚓P(guān)層位自動(dòng)追蹤技術(shù)是依據(jù)地下地質(zhì)界面在局部區(qū)域具有一定的連續(xù)性、穩(wěn)定性，反映到地震時(shí)間剖面上，則表現(xiàn)為相鄰地震道上的連續(xù)性、相似性的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)層位自動(dòng)追蹤的方法，但這種方法僅適用于局部，擴(kuò)展性差。而基于全局優(yōu)化地層模型的地震層位自動(dòng)追蹤技術(shù)是在局部相關(guān)性分析基礎(chǔ)上，通過成本函數(shù)使其模塊成體。

圖3 不同地震資料下的面元網(wǎng)格示意圖

3 應(yīng)用實(shí)例

鄂爾多斯盆地中南部有五個(gè)主體探區(qū)，跨陜甘寧蒙四省區(qū)，總面積一萬多平方千米，其中三維地震面積四千平方千米。五個(gè)區(qū)塊的三維地震數(shù)據(jù)體的時(shí)間域在3.5 s～4 s區(qū)域，且每個(gè)區(qū)塊有多家處理的三維地震資料，各自地震資料品質(zhì)不一、目的層不一，層位數(shù)據(jù)解釋是一個(gè)龐大的工作量。

鄂爾多斯盆地中南部五個(gè)勘探區(qū)塊的T9b或T4的T0圖（見圖4），其三維面積總達(dá)四千多平方千米。利用傳統(tǒng)的解釋方案在如此龐大的地震工區(qū)解釋出如圖4所示的一個(gè)單層位，2個(gè)解釋員參與的情況下至少需要一至兩個(gè)月的時(shí)間，而且解釋員必須有整個(gè)三維工區(qū)的構(gòu)造形態(tài)知識(shí)儲(chǔ)備以及局部波形形態(tài)差異性因素知識(shí)儲(chǔ)備。基于全局優(yōu)化地層模型的地震層位自動(dòng)追蹤僅需要一周的時(shí)間完成上面所提到的工作，而且在三維區(qū)間內(nèi)更改方便，極大地提高了工作效率及解釋方案的精確度。追蹤的層位是基于地層模型的，并不像傳統(tǒng)解釋方案受解釋員的經(jīng)驗(yàn)影響那么大，忠于地震數(shù)據(jù)，可控性強(qiáng)。

利用基于全局優(yōu)化地層模型的地震層位自動(dòng)追蹤技術(shù)對(duì)旬邑-宜君三維區(qū)內(nèi)地震數(shù)據(jù)測(cè)試追蹤，其追蹤效果（見圖5（b））。地震資料品質(zhì)好的區(qū)域，生成的地層模型垂向繼承規(guī)律強(qiáng)、橫向連續(xù)性好（見圖5（a）），自動(dòng)追蹤出來的層位連續(xù)性好、解釋質(zhì)量高；淺層地震資料信噪比較低、品質(zhì)差，模型面元網(wǎng)格比較瑣碎，很難連接成大的面元網(wǎng)格體，故生成的地層模型出現(xiàn)空白帶，進(jìn)而在自動(dòng)追蹤的層位上表現(xiàn)為黑色空缺區(qū)域。遺留下來的空缺帶可以通過主干線與聯(lián)絡(luò)線的波形特征自動(dòng)追蹤來彌補(bǔ)。

圖5 不同品質(zhì)下的地震資料對(duì)層位追蹤的影響及修補(bǔ)示意圖

該方法不僅僅適用于傳統(tǒng)的地震層位追蹤工作，同樣更適用于地質(zhì)體雕刻。砂體垂向?qū)哟味唷暯佣炔灰?，橫向展布變化快、砂體瑣碎、組合很難。一般人工自動(dòng)追蹤砂體需求時(shí)間較長(zhǎng)，其雕刻的砂體很難達(dá)到準(zhǔn)確地表征其砂體的頂?shù)酌妫瑔纹拭嫔绑w組合缺少砂體整體展布概念，很難得到確切的砂體展布圖。巖性反演體本身就含有地層模型概念，按照該技術(shù)方法將其分成若干等分地層切片。然后在每個(gè)地層切片上勾劃出其平面展布范圍，并依照其地質(zhì)體垂向分布關(guān)系組合成單砂體，這樣就可以得到砂體展布形態(tài)及疊合情況。

4 結(jié)論

本文提出的方法，是一種基于三維地震資料全局優(yōu)化地層模型的地震層位自動(dòng)追蹤技術(shù)。通過分析其相鄰地震道相關(guān)性組合成面元網(wǎng)格，而后依據(jù)成本函數(shù)分析其面元網(wǎng)格間連接的可靠性，最終形成最佳的地層模型。在此地層模型基礎(chǔ)上，只需提取需要的層位即可。

通過應(yīng)用實(shí)例分析可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）運(yùn)算速度快，自動(dòng)形成層序體，層位追蹤解釋效率極大提高。

（2）摒棄傳統(tǒng)的單剖面解釋模式，采用體解釋模式，自動(dòng)化建立模型合理化程度高，提升了解釋精度和準(zhǔn)確度。

（3）在地震波形比較復(fù)雜的情況下，可以綜合應(yīng)用地震層位自動(dòng)追蹤技術(shù)與人工解釋。

中國(guó)石油自主開發(fā)成功器外完全硫化態(tài)配套催化劑

8月30日，由中國(guó)石油石油化工研究院、呼和浩特石化、福州大學(xué)等共同開發(fā)的器外完全硫化態(tài)GARDES-II技術(shù)配套催化劑在呼石化120萬噸/年汽油加氫裝置應(yīng)用成功，這是中國(guó)石油首套采用自主技術(shù)制備完全硫化態(tài)加氫催化劑開工的加氫裝置。

與傳統(tǒng)的器內(nèi)硫化和近年來逐步采用的器外預(yù)硫化技術(shù)相比，器外完全硫化技術(shù)以環(huán)境友好、開工時(shí)間短、經(jīng)濟(jì)效益顯著而占有明顯優(yōu)勢(shì)，具有簡(jiǎn)單、高效、無污染的特點(diǎn)，是一項(xiàng)使催化劑具備真正加氫活性、無需進(jìn)行活化、解決煉化企業(yè)開工過程安全環(huán)保問題的催化劑制備新技術(shù)。

石化院一直致力于加氫催化劑的器外硫化研究，2015年器外預(yù)硫化型加氫催化劑在揚(yáng)子巴斯夫和獨(dú)山子石化實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。在集團(tuán)公司科技管理部的持續(xù)支持下，3年后采用真空密閉式集裝箱包裝的器外完全硫化態(tài)GARDES-II技術(shù)配套催化劑在呼石化120萬噸/年汽油加氫裝置僅24個(gè)小時(shí)就產(chǎn)出合格汽油產(chǎn)品，裝置開工取得圓滿成功。與原裝置上一周期對(duì)比，節(jié)省開工時(shí)間5天以上，開工過程無廢水、廢氣排放，開工過程簡(jiǎn)單、環(huán)保，產(chǎn)品質(zhì)量滿足生產(chǎn)國(guó)Ⅵ汽油的要求。

本次中國(guó)石油器外完全硫化態(tài)加氫催化劑的應(yīng)用成功，將進(jìn)一步形成中國(guó)石油自主加氫催化劑器外完全硫化技術(shù)平臺(tái)，對(duì)減輕煉化企業(yè)裝置開工過程中的安全、環(huán)保壓力具有重要意義。

（摘自中國(guó)石油報(bào)第7173期）