阿拉斯加地區二維地震構造面元分析

徐松++徐名陽++閆小偉++吳杰++李元娟++劉海波

【摘 要】地震勘探是油氣勘探中的一種重要方法，相對于三維地震以及四維地震，二維地震具有成本低，應用廣等特點，但二維地震精度低，覆蓋面低等問題無法解決。本文基于高精度的測井解釋結果，沉積相分析結果，從符合地質解釋結果的角度出發，采用Kriging插值法完成對二維地震構造的面元分析，從而盡可能提取地下地質信息。

【關鍵詞】阿拉斯加 二維地震 構造面元分析

1 引言

二維地震勘探是地震勘探發展的一個必要過程，現在絕大部分地震勘探所采用的都是三維地震甚至是四維，但在早期的地震勘探中我們獲取了大量的二維地震資料。如何從這些二維地震中獲取更多的有用的，符合實際地下地質條件的信息成為了一個必要的解決的問題。

本工區位于美國阿拉斯加西部，處于太平洋板塊與美洲板塊的交接處。構造活動劇烈，經歷了大量的火山活動與構造運動。因早期勘探所限制，本工區只有二維地震資料，且大部分位于海上，只有少部分位于島中，這給勘探工作帶來了極大的困難。

2 波形對比下的橫向追蹤

對于信噪比高，連續性好，振幅強的地震剖面可以采用縱橫對比的方法進行各個方向的追蹤解釋。但對于信噪比低，連續性較差的二維地震剖面采用上述方法便不再適用。波形對比下的橫向追蹤便是解決上述問題的方法之一。一般而言，地層的巖性，物性變化以及地層組合特征往往會引起地震波的波形以及組合特征上的變化。所以可以認為對于同一個地層界面再無構造變化的或無大的構造運動影響時，地震波的組合形式是相似的。地震剖面解釋結果圖1所示。

3 二維地震構造面元分析

在二維地震的勘探的情況下，獲取地下地質水平方向上的信息是困難的，根據地質隨機場理論可以知道：在勘探過程中，獲取的水平信息是離散分布的，且受到經濟，技術等方面影響是不可能獲取極高密度的數據，但在垂向上獲取的地下地質信息比水平方向上要多得多。所以對于二維地震資料的面元分析是困難的，低精度的且需要大量的地質工作經驗。但對于斷層而言，斷層是具有一定形態的，是具有傾向，傾角，斷面，斷距的。且這是可以在平面上進行追蹤的。

一個良好構造解釋總是離不開斷層的解釋。在平面上，對于同一個斷層在剖面上總是會具有相同的或相似的傾向和傾角，其二，斷層的應是斷距相似。利用這二個特點，完成對于斷層的平面解釋（平面斷層組合圖2所示）。

地下地層在空間上應是連續的。但二維地震中獲取的只是間斷的點，所以完成地層的平面展布是構造解釋的一個必要過程。

目前，對于地層的空間插值有很多方法，例如：最近鄰點插值法，有線性插值三角網法，反距離插值法，Kriging插值法。基于本區地質背景影響和地質隨機場理論，選擇Kriging插值法無疑是有利的，可靠的。

Kriging插值法假定被插值的參數作為區域性的變量處理，區域化的變量的性質介于完全隨機的量與完全確定的量之間。它的變化是連續的，因此相鄰的點彼此之間具有一定的空間相關性，而相距較遠的點之間是統計上獨立的。Kriging插值法采用線性回歸的計算程序，利用預先選定的變差模型，使得估計偏差最小。

基于變差模型的建立，利用Kriging插值權函數的計算，采用如下插值方程：

即認為估計值是觀測數據的加權線性組合，n是測點的數量，是測點的值，該方程本質上與距離倒數加權法的方程一樣，權函數是建立在模型的變差基礎上。在此基礎上對于測點空間變化明顯，相關系數較差的情況，應首先清除數據的趨勢分量，之后得到的測點數據是平穩的，再對殘余部分進行計算插值，最后疊加便可以得到最終穩定的測點值。

本次依據平面識別的斷層作為網格，采用Kriging插值法完成了對于工區地質構造面元解釋。

4 應用分析

在二維地震構造面元分析的基礎上，可以通過平面截取任意位置作為測線。通過地質成圖完成重置剖面圖，從而加深對于地下地質體的認識（重置剖面圖3所示）。

從重置剖面與地質剖面的對比可以看出，在構造形態上兩者幾乎是穩合的。但明顯重置剖面的構造更加的精細，形態更為精確，信息更為準確。

通過二維地震構造解釋面元分析認識到，本工區處于強褶皺區域，工區東部火山活動發育，在二維剖面上明顯可見火山活動侵入體。對于Tolstoi Fm為三角洲沉積，在工區的南西部尖滅，經歷的強烈的構造運動，地層內西部發育逆斷層，東部發育生長斷層。可以明顯發現在工區的東部層厚明顯增加。對于Stepovak Fm為河流沉積，整個工區無尖滅，沉積穩定，在工區的中部沉積加厚。部分Tolstoi Fm中的斷層有斷到Stepovak Fm中。但都未斷開。表示了Stepovak Fm沉積穩定。Unga equiv，Bear Lake Fm，Black Hills Uplift三層基本沉積穩定，無大斷裂發育。

參考文獻：

[1]Cressie，N.A.C..The Origins of Kriging[J].Mathematical Geology，1900（2）：239-252.