高分辨率年代地層技術在三角洲沉積砂體形態刻畫中的應用

楊　春，魏　勇，張　凱，陳　楊，李　寧，魏躍程

高分辨率年代地層技術在三角洲沉積砂體形態刻畫中的應用

楊春1，魏勇1，張凱2，陳楊3，李寧1，魏躍程1

（1.中國石油吐哈油田公司開發部，新疆鄯善838202；2.中國石油長慶油田分公司采油二廠，甘肅慶陽745100；3.中國石油新疆油田分公司采油一廠，新疆克拉瑪依834000）

摘要：根據傾角及方位角屬性信息檢測出地層同相軸，在常規分界面的限制范圍內對整個地震數據體進行追蹤，生成高于地震分辨率的地層界面，并將其排列到地層層序中以形成年代地層。由于年代地層的分辨率高于地震數據體的分辨率，因而能夠清楚的從地震等時體上分析沉積層序地層和雕刻出等時地質體，所以可以用來追蹤各種地質沉積背景下的砂體。在年代地層算法及計算參數優選基礎上建立年代地層格架，結合測井解釋標定砂體頂底界面，在多條線道號剖面上完成砂體年代地層追蹤，最終完成砂體形態刻畫，同時建立了一套用于三角洲沉積砂體形態刻畫研究的年代地層研究方法。

關鍵詞：傾角導向；年代地層；砂體追蹤

1　高分辨率年代地層追蹤沉積砂體的理論基礎

根據傾角及方位角屬性信息檢測出地層同相軸，在常規分界面的限制范圍內對整個地震數據體進行追蹤，生成地震分辨率的地層界面，并將其排列到地層層序中[1]，并為這些界面指定相對地質時間。這樣的地層界面稱之為年代地層，所形成的年代地層圖，稱為Wheeler圖。以前年代地層Wheeler圖是用手工方式制作，Wheeler圖可以得到很多認識，提取更多的信息，可確定地層單元的橫向展布，還可以分析沉積隨時間增長而發生的橫向變化。

年代地層、Wheeler變換和沉積體系域的一體化研究能夠加深對地層沉積歷史的認識。Wheeler變換體是與地震體相對等的數據體，拉平每個地質年代同相軸即可實現Wheeler變換，然后可對三維空間Wheeler體進行研究，從高分辨率等時年代地層的角度分析研究地震體，從而更清楚的從地震等時體上分析沉積層序地層和雕刻出等時地質體[2,3]。由于年代地層的分辨率高于地震數據體的分辨率，所以可以用來追蹤各種地質沉積背景下的砂體。筆者在對中外年代地層研究認識基礎上，采用高分辨率年代地層技術對三角洲沉積砂體追蹤作詳細闡述。

2　構造特征與沉積特征

F3是北海位于荷蘭部分的一個區塊。這個區塊做了3D地震采集，目的是進行上侏羅統—下白堊統的油氣勘探，這一目的層系位于演示數據體所選擇層段的下方。數據體上部1 200 ms內的反射層屬于中新統、上新統和更新統。地震反射上有一個非常明顯的大型S形層面，是一個很大的河控三角洲體系沉積，其大部分都流到波羅的海區域[4,5]。

原始的F3數據體中包含了相當大的噪聲（圖1a）。右圖是對地震數據進行傾角導向中值濾波去噪后的地震剖面（圖1b）。為了研究S形構造，首先在稀疏網格上解釋了一些層位，然后利用距離倒數的內插算法對稀疏網格解釋結果進行內插，產生連續的層位結果。在工區內有7口井，所有井都有聲波和伽馬測井曲線。

圖1　中值濾波去噪前后的地震剖面差異對比

三角洲沉積由砂巖和泥巖組成，總體上孔隙度很高。從應用傾角導向的中值濾波器消除隨機噪聲后的地震剖面可以觀察到許多很有趣的特征，最明顯的特征是一個大型S形層面，具有典型的下超、頂超、上超和削截構造。在北海油田的這一區塊，這些都是比較常見的特征。從地震反射上可以識別一些地震相：空白相、雜亂相、平行—亞平行相、疊瓦狀相。測井資料顯示空白地震相由非常均一的巖性構成，可以是砂巖也可以是泥巖。斜坡沉積底部的疊瓦狀地震相顯示為砂質濁積巖。

3　三角洲沉積砂體追蹤

高分辨率年代地層追蹤砂體研究主要包括年代地層算法及計算參數優選、Wheeler域轉換與體系域解釋、年代地層格架建立和井間砂體追蹤刻畫。其中核心技術是高于地震采樣點分辨率精度的傾角導向自動追蹤（圖2）。

體系域是指一系列同期沉積體系的集合體。沉積體系是指具有成因聯系的、相的三維空間組合，因此體系域是一個三維沉積單元，體系域的邊界可以是層序的邊界面、最大湖海泛面、首次湖泛面[6]。可以通過地震反射終止關系，如消蝕、頂超、上超、下超，以及沉積相的組合系列、體系域內部幾何形態來識別體系域類型。體系域解釋是有針對性開展沉積相研究的基礎。

體系域的研究以往是借助地震數據和單井資料來完成，通過地震反射終止關系來解釋體系域，這使得體系域解釋結果可靠程度受限于地震資料品質好壞影響。通過優化算法和參數，以優選精細刻畫地震剖面反射特征的年代地層剖面，進而轉化為Wheeler域。地球物理工程師和地質學家在對Wheeler域的分析研究基礎之上就可以完成比較可靠的體系域解釋，并以此為基礎再進一步建立年代地層格架和分析研究沉積相。

3.1年代地層算法及計算參數優選

年代地層計算通常優選數據驅動模式，計算年代地層之前先做用于數據驅動的導向體計算[7]。導向體計算有基于相位的BG算法、基于頻率的FFT算法等。本文優選BG算法計算導向體。導向體計算參數涉及計算步進和中值濾波步進選擇；步進是指導向體計算時每個采樣點在主測線、聯絡測線、縱向時間的掃描半徑；步進的設置原則是當年代地層層位過于光滑時，減小計算步進或中值濾波器步進；當年代地層層位過于抖動時，增加計算步進或中值濾波器步進[8]。

在采用BG算法計算地層傾角導向體時分別選擇導向體步進為333（圖3a）、111（圖3b）和113（圖3c）計算測線年代地層。由圖3對比，步進參數為333（圖3a）能更精細地反映地震剖面層序地層特征，因此選擇計算步進參數為333。

圖2　砂體追蹤刻畫核心技術

圖3　過主測線235不同計算參數年代地層對比

3.2Wheeler域轉換與體系域解釋

拉平每個地質年代同相軸即可實現Wheeler變換，在Wheeler域中構造域的一個同相軸很可能位于Wheeler域的兩個位置，一個角度不整合（紅色線）在構造域是一個單一同相軸，但在Wheeler域中分布在兩個不同的位置[7]（圖4）。一個在棕色/藍色層段的頂部，一個在黃色層段的底部。可以為緊靠同相軸之上和之下的沉積定義一個（相對）地質年代，但是這些年代不必對應同相軸的時間。

圖4　構造域沉積體系位置在Wheeler域的差異

圖5為一完整的湖侵—高位—低位的體系域，底部處于湖浸高位域，高位域之后發育快速沉降域，最后基準面降低，可容空間減少，發育湖退低位域，三角洲沉積發育主要處于高位域階段。低位域沉積發生進積和加積作用，湖侵階段發生退積和加積作用，高位域沉積發生進積和加積作用，湖侵結束時形成湖泛面。

3.3年代地層格架構筑

通過在三維空間里生成多條測線的年代地層剖面，建立研究區上侏羅系—下白堊系之間的河控三角洲年代地層主體格架，見圖6。

3.4砂體年代地層追蹤

常規地震的縱向分辨率一般在地震波波長的四分之一左右，約20 m，可能會隨著地震主頻的不同而有所差異。利用高分辨率層序地層技術追蹤砂體的縱向分辨率跟地震數據采樣間隔有關，該區采樣點為5 ms，平均速度為2 m/ms，分辨率為5×2=10 m，本次砂體追蹤的縱向分辨率定為10 m左右。

圖5　構造域沉積體系解釋及Wheeler域解釋

通過地震剖面生成的年代地層剖面，再根據準確的時深關系標定出砂體頂底界面在年代地層中的準確位置（圖7），在層序內部識別反射同相軸的延伸狀況和同相軸之間的相互關系，能夠找到砂體的大致邊界范圍（圖7）。

圖6　三維年代地層格架建立

圖8　砂體追蹤俯視圖

4　結論與認識

通過應用高分辨率層序地層技術對三角洲沉積砂體研究，得到如下認識：

（1）采用高分辨率層序地層技術能夠建立陸相盆地層序地層格架。

（2）依據傾角導向體計算出的年代地層剖面能夠更精細反映地層沉積特征。

（3）年代地層分析技術能夠識別和刻畫砂體空間展布，為后續開發研究提供可靠的地質認識基礎。

（4）通過三角洲沉積砂體追蹤研究，采用高分辨率年代地層技術，建立了一套可用于三角洲沉積砂體追蹤研究的年代地層研究方法。

圖7　年代地層剖面上的砂體解釋

三維砂體追蹤結果展示如圖8，再利用距離倒數內插算法對稀疏網格追蹤解釋結果進行內插，產生連續的砂體頂面構造圖，再以此為基礎作出砂體厚度圖（圖9）。

圖9　砂體厚度圖

參考文獻：

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[8] 趙麗婭，傅群，潘海濱. OpendTect軟件傾角控制模塊在地震解釋中的應用[J]. 海洋地質動態，2008，24(4):34-37.

中圖分類號：TE121.3

文獻標識碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2012.03.052

收稿日期：2011-11-21；改回日期：2012-03-14

第一作者簡介：楊春，男，1980年生，工程師，從事油田開發與油藏地質管理工作。E-mail：yangchun2@petrochina.com.cn。

文章編號：1008-2336（2012）03-0052-05

Application of High Resolution Chronostratigraphic Techniques to Description of Delta Sand Bodies

YANG Chun1, WEI Yong1, ZHANG Kai2, CHEN Yang3, LI Ning1, WEI Yuecheng1
（1. Turpan-Hami Oil fi eld Company Deνelopment Department, Shanshan Xinjiang 838202, China; 2. Changqing Oil fi eld Company No.2 Factory, Qingyang Gansu 745100, China; 3. Xinjiang Oil fi eld Company No.1 Factory, Karamyi Xinjiang 834000, China）

Abstract:The seismic ref l ection events can be detected based on the seismic attributes such as dip angle and azimuth information, and all seismic data cube can be traced within the limits of the normal interface. In addition, the stratigraphic interface with higher resolution than seismic data can be generated, and be arranged in stratigraphic sequence to form the chronostratigraphy. Because the chronostratigraphic resolution is higher than the resolution of seismic data, geologist can analyze clearly the sedimentary sequence stratigraphy, and isochronal geological bodies can be engraved on the seismic data. Therefore, chronostratigraphy can be used to trace sand bodies formed in all kind of geological depositional background. With chronostratigraphy algorithm and calculation parameters optimization, chronostratigraphy framework has been established, and the top and bottom interfaces can be traced through well logging interpretation. In addition, chronostratigraphy of sand body can be traced on multiple sections of the seismic data, and the sand body description is fi nally fi nished. Through this study, the chronostratigraphy research method suitable for sand body description in background of delta deposition has been developed.

Key words:dip-steered; chronostratigraphy; sand body tracing