东辛油田营1断块多体联合精细构造解释方法研究

牛拴文 （中国石油大学 （华东），山东 青岛266555；胜利油田分公司东辛采油厂，山东 东营257000）

东辛油田营1断块多体联合精细构造解释方法研究

牛拴文 （中国石油大学 （华东），山东 青岛266555；胜利油田分公司东辛采油厂，山东 东营257000）

研究区长期以来受资料和技术的限制，对断裂构造的认识存在一定的局限性，特别是低序级断层的识别受到限制，影响油气勘探开发工作。提出利用多体联合精细构造解释技术对营1区块进行构造精细解释，主要利用谱兰化提高分辨率处理技术、断层边缘强化处理技术、相干体处理技术等手段，通过叠后地震数据处理，提高地震资料分辨率和断层识别能力，然后结合相干数据体时间切片精确描述断裂系统，再进行储层精细构造解释。通过采用先确定骨架断层，再描述低序级断层的构造解释程序，研究区共发育断层32条，全部为正断层，总结出铲式、平面式两种断层剖面分布模式；以及平行式、墙角式两种断层平面展布模式。

构造解释；多体联合；低序级断层；东辛油田；营1断块

由于对构造认识的不足，特别是对低序级断层描述不清，导致对油气富集区域划分不明确，从而难以对油藏的分布状况及剩余油进行精确研究。断裂系统精细描述是复杂断块油气藏开发的基础，开发中后期，新小断块的发现、断块边缘高部位的精雕细刻是挖掘剩余油的主要方向和提高钻井成功率的有效手段。近年来全三维立体自动、半自动追踪解释技术突破了地震三维资料、二维解释的老方法，但仅限于断裂系统简单地区的标准层位解释，断面的解释仍然是二维，难以满足生产的要求［1～4］；相干体技术的长足发展有助于断裂系统的组合，提高了断层平面组合的精度和效率，但相干剖面没有在断层解释中得到很好的应用。该次研究利用多体联合精细构造解释技术，具体包括谱兰化提高分辨率处理技术、断层边缘强化处理技术、相干体处理技术等，采用多种先进技术的联合，为油田中后期的构造精细解释提供相应的支持。

1 工区概况

东辛油田位于东营市境内，构造位置处于东营凹陷中央断裂背斜带中东段，北、西、南分别为民丰洼陷、利津洼陷和牛庄洼陷。第三系构造形态为一个鞍部连接起来的两个背斜构造，西部为东营弯窿构造，东部为辛镇长轴背斜。营1断块区位于东辛油田东营构造的南翼，北、东、西3面分别以断层与营13、营31、营14断块区相邻，向南接现河油田 （图1）。该断块是一个北、东、西3面被断层遮挡，南面向边水开启的狭长断块［5］。工区面积近10km2，区内三维地震资料覆盖全区。油藏埋深1200～2570m，目前探明含油面积3.24km2，地质储量902×104t，可采储量378.8×104t，含油层位馆陶组、东营组、沙一、沙二段。营1断块断层多、断块小、构造复杂、天然能量弱，储层平面及纵向上物性变化大，含油层系多，含油井段长。营1断块位于营1～营86、营31～辛10两条二级断层的交汇处，拉张应力集中，断裂系统极为复杂、破碎。

研究区长期以来受资料和技术的限制，对断裂构造的认识存在一定的局限性，特别是低序级断层的识别受到限制，不同时期的地震资料落实的断层延伸方向、倾向等有很大的不同；复杂断块区交汇处、断层倾末端以及断层 “拐弯”处等地区断裂构造落实难度大、研究程度低；工区内断裂系统及大构造格局基本清楚，但部分三级断层及低序级断层描述不清楚，难以满足开发后期低序级断层精细评价挖潜的需要，导致油藏开发过程中注采矛盾突出，断层组合的合理性有待进一步研究。

图1 营1断块区域位置图 （灰色覆盖区为营1块）

2 多体联合精细构造解释技术研究

多体联合精细构造解释技术的主体思路就是通过叠后地震数据处理，提高地震资料分辨率和断层识别能力，结合相干数据体时间切片断裂系统比较清晰的特征，先精确描述断裂系统再进行储层精细构造解释。解释过程中，通过不同属性地震剖面叠合显示，突出隐藏在地震资料中的断层特征，利用不同方向叠合剖面、相干体时间切片进行断面联合解释，有效实现先断裂系统解释再层面描述的精细构造解释。

2.1 谱兰化提高分辨率处理技术

谱兰化提高分辨率处理技术是通过设计一个匹配滤波因子，使得地震数据频谱与对应的测井曲线的频谱类似，降低地震资料低频部分振幅能量，高频部分振幅能量得到加强，从而提高地震资料的垂向分辨能力，使地震资料中固有的细节信息变得可见，而噪声在可以接受的范围内没有被加强［6］。

实现谱兰化提高分辨率处理首先要求取地震资料平均频谱，主要选取样本地震数据给定时窗内地震数据，求取全局优化平均频谱；然后求取测井曲线全局优化平均频谱，要求测井曲线是时间域，具有声波、密度测井资料，通过求取声阻抗而转换成反射系数序列从而求得频谱，多井时采用全局优化算法获得平均频谱。以求取的平均频谱作为输入，把测井平均频谱作为目标频谱，地震资料平均频谱为输入，最后求取反算子，该算子即为所求取的匹配因子；把所求的匹配因子与地震数据褶积，即得到高分辨率处理结果。

从处理前后地震剖面特征、频谱特征对比来看，地震资料分辨率明显提高，地震资料主频由25Hz提高到35Hz，带宽由10～40Hz提高到10～55Hz。过营1井南北向和东西向地震剖面处理前后效果对比可以看到，剖面上的弱反射同向轴的能量和连续性明显得到加强，纵向分辨率明显提高，有利于同向轴追踪解释和低序级断层的识别，为砂层组的精细构造解释提供了良好的资料 （图2）。

由于谱兰化提高分辨率处理在处理前后地震资料的相位变化不大，原始解释方案在处理后资料完全可以重叠显示，与其他提高分辨率技术手段相比，这一点可以大大节省解释的时间，只需利用新资料修改完善原来的解释成果。

2.2 断层边缘强化处理技术

图2 过营1井南北向地震剖面提高分辨率处理前 （左）、后 （右）对比

断层边缘强化处理技术是通过地震资料相似性分析处理，根据相似性大小设定断层的门槛值，在大于该门槛值 （相似性强）时利用倾角导向体中值滤波技术对地震资料进行去噪处理，提高其连续性；在小于该门槛值（相似性差）时采用异常赋值处理，从而强调断层的不连续性，达到断层边缘强化处理的目的［7］。

处理过程中，首先应用滑动三维傅里叶分析技术计算倾角导向体，将一个小的立方体数据转换成傅里叶域，在这个域中，确定其最大值，这里最大值与倾斜相对应，倾斜将存储在转向体中的两个分量中，即线性倾斜和交叉倾斜。地震数据相似性处理主要应用倾角导向体数据进行地震资料相干处理，确定断层的相似性门槛值；再根据断层的相似性门槛值设置进行倾角导向体中值滤波处理 （消除地震资料的随机干扰和异常噪声）或者异常赋值处理，最终成果数据输出。

从断层边缘强化处理及提高分辨率处理前后相干体时间切片和沿层切片效果对比图 （图3）可以看到，在断层边缘强化处理后的相干切片上，断层连续性加强，断裂系统更加清晰；在提高分辨率处理后的相干切片中，小断层刻画得更加清楚。

图3 断层边缘强化处理及提高分辨率处理前后相干体时间切片效果对比

2.3 相干体处理技术

三维地震资料一般为规则的网格数据，通过在主测线和联络测线方向计算波形的相似性，获得三维地震相干性的估算值。由于被断层切割的部分地震道与相邻部分对应的地震道相比具有不同的地震特征，在局部的各道之间产生明显的不相干带，在对地震数据体进行相干处理后，沿断层就会产生低相干性带，当然地层的边界也会产生类似的低相干性带。基于以上原理相干体技术通过量化处理地震相干属性，生成可解释的断层和隐蔽地层构造的图像，突出那些不相干的地震数据，用来解释断层、岩性异常体等地质现象。由于这个过程的实现完全依赖于数据体的相干程度差别，使解释结果和地质认识更加可靠［8］。

影响相干处理效果的参数主要有两类，一类是相干计算公式涉及到的参数，地质人员一般不需选择；另一类是根据不同的地质条件，处理人员需要根据实际情况进行选择的参数。相干处理主要的参数为相干方向、相干道数、相干时窗和地层倾斜延迟时差等。

相干道数数量的选择中一般有3、5、7道或更多道，参与相干计算的道数越多，平均效应越大，压制噪声的效果越明显，但降低了对小断层的分辨能力，这时突出的主要是大断层。相反，相干道数少，平均效应小，就会提高分辨率，提高断层、特别是突出了对小断层的分辨率。所以在计算地震相干性时要根据研究地质目的的不同来选择参与计算的相干道数。

当地层倾斜时，相邻道之间存在时差，但这个时差会随着地层构造形态的变化而取不同的值，如果地层产状变化大，该参数取值应该大；地层产状平缓，倾斜延迟时差取值较小，此时便涉及到地层倾斜延迟时差的选择。在相干处理时，一般人为给定一个最大时差控制值，处理软件系统会利用互相关方法自动寻找真实时差值，据此校正由地层倾斜引起的高不相干值，当连续的地震反射发生错断或扭动时，其波形的相似性发生变化，连续性变差。大的断层极易识别，而那种比较隐蔽，延伸不长，断距很小的断层，常常在构造解释中被忽略，但在相干分析图上，依据连续性的变化，相干值低区可以把细小断层反映出来。

3 多体联合构造精细解释

该次构造解释研究中采用多体联合解释技术通过多属性叠合剖面、相干体时间切片联合解释断面，采用先确定骨架断层，再描述低序级断层的构造解释程序，进行断裂系统空间解释闭合，得到断裂系统三维空间格架 （图4）。在断层解释的基础上，进行层位追踪解释。

图4 多体联合断层精细解释

具体构造精细解释过程是在合成记录标定的基础上，进行断层面及砂层组底界的追踪解释。该区断层复杂，构造解释难度大，因此，在地震解释过程中，利用工区内所有井的地层对比数据，在过井地震剖面上标定所有砂层组数据和断点数据，从而进行精细的追踪解释。通过发现地质资料与地震解释的矛盾，进行反复校对和修改，形成地层对比与地震解释紧密结合，互相验证，使解释结果更加合理可靠。

4 构造解释结果分析

图5 营1断块Es41底面构造图

研究区断层非常发育，根据构造解释结果，研究区共发育断层32条，全部为正断层。断层在剖面上主要为铲式、平面式两种，三级断层基本上为上陡下缓的铲式断层，具有同沉积断层的性质，四级断层在沙一段和沙二段一般为平面式断层。研究区北部断裂系统复杂，断块在剖面上表现为东掉阶梯状的组合特征 （图4）；南部以地堑构造特征为主；东南部断层走向变化比较快，由两条北倾和三条南倾断层形成地堑和阶梯状断块。

断层平面展布模式主要有平行式、墙角式，三级断层之间主要为平行式断裂群，低序级断层连接方式多为墙角式。研究区内边界断层多为近北北东向和南北走向，断层倾向主要为东倾和西倾，在研究区东北部边界断层北西走向 （图5）。大部分断层发育于研究区内部，几条骨架断层向东或向南延伸至研究区外，落差为10～400m，断层延伸长度最大达2.3km，一般0.3～2km。

营1断块构造复杂，不易落实，与前人的研究成果相比较，构造形态基本一致，但是断裂系统有较大差别，特别是断裂系统的组合方式变化比较大，从区块北部连井剖面和构造平面图可以看到，地震资料断层断点清晰，断点在平面内组合复合应力分布规律，该次解释的结果更加合理。

5 结 论

1）该次研究提出了利用多体联合精细构造解释技术对营1区块进行构造精细解释的方法，首先通过叠后地震数据处理，提高地震资料分辨率和断层识别能力，然后结合相干数据体时间切片精确描述断裂系统，再进行储层精细构造解释，最后利用不同方向叠合剖面、相干体时间切片等进行断面联合解释，有效实现先断裂系统解释再层面描述的精细构造解释。

2）通过采用多体联合解释技术通过多属性叠合剖面、相干体时间切片联合解释断面，采用先确定骨架断层，再描述低序级断层的构造解释程序，发现研究区共发育断层32条，全部为正断层；并总结出铲式、平面式两种断层剖面分布模式；以及平行式、墙角式两种断层平面展布模式。

［1］夏义平，徐礼贵，刘万辉，等.地震解释及综合研究中几个问题的探讨 ［J］.石油地球物理勘探，2005，40（增刊）：1～5.

［2］李玉新.地震相干技术在断层与沉积相解释中的应用 ［J］.沉积与特提斯地质，2006，26（3）：67～71.

［3］曾忠，阎世信，魏修成，等.地震属性解释技术的研究及确定性分析 ［J］.天然气工业，2006，26（3）：41～43.

［4］李建林，于志龙，吴清龙，等.地震资料精细解释技术在南堡凹陷的应用 ［J］.石油地球物理勘探，2006，41（增刊）：29～32.

［5］孙思敏，黄述旺，彭仕宓，等.东辛油田营13断块区调节带特征及成因探讨 ［J］.中国海上油气，2005，17（4）：225～227.

［6］孙明江，于正军，张建芝，等.复杂断块油气藏地震解释技术研究 ［J］.断块油气田，2006，13（6）：13～15.

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Research of Accurate Structural Interpretation in Fault Block Ying 1of Dongxin Oilfield by Synthesizing Many Techniques

NIU Shuan－wen（Author's Address：China University of Petroleum，Qingdao266555，Shandong，China；Dongxin Oil Production Plant，Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Dongying257000，Shandong，China）

The recognition of the faults and structures in the research area was limited by the data and techniques，especially the recognition of the low－order faults was limited，and oil exploration and development were influenced.It was proposed that synthesizing many techniques were used to accurately interpret the structures in Fault Block Ying 1，the main techniques are the techniques to improve the resolution，strengthen the processing of fault margin，coherent body processing and so on.First，by the processing poststack seismic data，the resolution of the seismic data and recognition capability of fault was raised；the coherent data time slice was used to interpret the fault system accurately，interpret the structures.The process of structural interpretation is to interpret main faults first and describe the low－order fault next，there develop 32faults in the work area，and all of them are normal fault.Two patterns of faults are established，including scraper pattern and plane pattern；two patterns of fault planes are determibned such as paralleling pattern and corner pattern.

structural interpretation；multisystem combination；low－order fault；Dongxin Oilfield；Fault Block Ying 1

P631.44

A

1000－9752（2011）06－0209－05

2011－02－12

中国石油化工集团公司科研攻关项目 （P09037）。

牛拴文 （1974－），男，1996年中国地质大学毕业，博士生，现从事油气勘探开发管理及研究工作。

［编辑］ 龙 舟