方差体技术在定远盐矿地震资料解释中的应用

汪玉玲

（安徽省勘查技术院， 安徽合肥 230031）

0 引言

在盐矿三维地震资料解释中，准确的识别测区内地质构造和盐层溶蚀范围，对盐矿的生产安全意义十分重大，也是我们工作的主要任务。方差体技术是通过量化处理地震数据体的相干属性，产生一个新的方差数据体，突出地震数据的不相关性，解释人员可以更直观地认识整个工区构造的空间展布特征，发现易被忽略的小断裂，从而提高解释精度、缩短项目周期。即计算三维数据体中每个时间样点的方差。本文以3×3为例说明详细计算方法，首先选取地震数据道和数据样点（见图1），从左侧“平面示意图”看，以当前样点为中心，求取方差值时在当前点周围八个方向取点进行方差计算，从右侧“剖面图”中可以看到，纵向取点是以当前样点为中心上下各取半个时窗长度个样点来计算方差值（一般采样长度1ms时，选取时窗长度30ms）。计算时窗上下两端取0值，当前点处取值为1，中间各点权值由线性内插求得，以此作为整个时窗的权重函数值。

1 方差体技术的理论基础及算法

方差数据体技术的基本理论是误差分析，是利用相邻道地震信号之间的局部不连续性来描述地层、岩性等的横向非均匀性，特别是在识别断层以及其他腔体时有很好的效果。当遇到地下存在断层或溶腔等时，这些地质异常体的反射特征就会与其附近地震道的反射特征出现差异，而导致地震道局部的不连续性。这样通过分析各地震道之间的差异性，即可检测出断层或者其他地层中存在的异常情况。

方差体的算法：首先求得当前样点与周围相邻道时窗内平均主值间的方差后，再加权归一化得出的方差值，方差体的计算就是求取方差值的过程，

图1 方差运算原理图Fig.1 Schematic diagram of variance calculation

按照上述方法确定了方差计算方法后，具体计算某个样点方差值时可使用以下公式：

wj-t为三角形权重因子函数

Xij为第i道第j个样点的地震振幅值

Xj为所有i道数据在j时刻的平均振幅值，即主值L为方差计算时间窗口的长度

I为计算方差时选用的相邻道数。

根据以上公式计算出整个三维地震数据体每个采样点的方差值，最终得到一个新的三维方差数据体。

2 应用实例

2.1 地层

测区在区域构造上位于定远盆地东兴凹陷中。全区地表都为第四系（Q）覆盖，下伏基岩为中生界古近系红色岩层，主要为张桥组（E1）、定远组（E2）。定远组（E2）根据岩性以及含矿情况分为五段，由老至新为：

本区盐层赋存稳定且厚度大，最大厚度超过200m，盐层顶板岩性为石膏，与上覆泥岩波阻抗差异明显，形成了很强的反射波，可以全区连续追踪。

2.2 构造

定远盐矿受“基底”构造的控制，其形态基本上是一个近东西向长条形的盆地构造，中间凹陷，四周向上抬起，盆地的“基底”褶皱在重力、测深资料上都反映出不对称的特点，这种形态也逐渐地沿袭到古近纪，因而盆地的轴向不在正中，而是偏于北部边界地区。

图2 矿区构造示意图Fig.2 Structure diagram of mining area

断裂构造主要是F1断层：位于矿区南部，岩盐矿体的外缘，走向近于正东西，与区域构造方向一致，是受定远-永康正断层及高塘朱湾正断层影响产生的中小断层。倾向正北，南盘上升，北盘下降，落差70～80m，为正断层，如图2矿区构造图所示。

2.3 效果分析

本区三维解释工作以HPZ800工作站为平台，在Linux操作系统环境下，使用施伦贝谢公司的GeoFrame2012中地震解释组合体软件（Seismic）、可视化软件（GeoViz），以人机联作的方式进行。解释过程中以偏移数据体为基础，以叠加数据体、及各种属性为辅进行解释，最后利用了方差体技术对解释成果进行修改。本次方差体的制作应用了中Seismic Attribute Toolkit的Vaniance Cube软件，利用当前样点四周的8个样点，取30ms时窗长度来计算方差值，最后得到整个工区三维方差数据体。方差体计算过程中参数选取具体如下：主线ILN道数（3道）、联络线XLN道数（3道）、时窗长度30ms、及运算方式主线道数（3）×联络线道数（3），见图3方差体参数选择。

图3 方差体参数选择Fig.3 Selection of variance cube parameters

本区顶板共解释断层5条，溶腔10个（见图4），为了查看是否漏掉较小断层，我们在方差数据体上和偏移数据体上沿盐层顶板分别做了顺层切片，图5为沿顶板做的方差体顺层切片，图中红色区域为异常区。图6为偏移数据体顺层切片，图中绿色区域为异常区。将二者对比分析发现，前者在溶腔边界的差异性反映更明显，溶腔边界更清晰，东南角发育的断层延伸方向明确，断层与断层之间界限更清晰；后者溶腔边界模糊不清，断层之间黏连在一起，断层边界不够直观，不能成为断层组合的确定性依据。

图4 测区构造纲要图Fig.4 Schematic diagram of the structure of the surveyed area

图5 方差数据体顺层切片Fig.5 Bedding slicing of variance cube

测区内解释的十个冒顶溶腔，其中三个已经塌陷，在方差体顺层切片上圈出的边界与实际吻合情况良好，发现破顶上溶情况严重的溶腔五个，塌陷风险很大，矿方及时关闭了相应采卤井，并根据溶蚀边界圈定了警戒线，预防了可能发生的地质灾害和人员伤亡。

3 结语

通过上文实例分析，三维地震资料解释过程中方差数据体相较于常规偏移数据体有以下优势：

（1）使用方差体技术解释断层、溶腔时，减少了人为因素的影响，解释出的断层较客观，减少了断层解释的多解性。

图6 偏移数据体顺层切片Fig.6 Bedding slicing of migrated data cube

（2）对断层和溶腔边界反映更清晰，并且小断层及其他小构造不易遗漏。

（3）方差体目的层顺层切片的使用，能够监控解释结果，及时纠正解释过程中出现的错误。