地震方差体属性在构造解释中的应用研究

徐大光

（辽河油田公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦124010）

构造解释指的是将地质构造资料解释为地质术语，从而掌握地质构造形态以及空间所处位置，判断出地层的各项参数，包括：厚度、岩性、含油气以及层间接触关系[1]。构造解释的偏移误差能够直接体现在工程开展中，具有十分重要的指导意义。一般情况下，构造解释可分为不同维度的解释，二维解释主要针对地震测线进行，而三维解释在二维解释的基础上，提高了解释的立体度，主要针对数据体进行。在我国，针对构造解释方面，前人已进行了大量的研究，以往的构造解释主要基于反射波的对比追踪提出，在实际应用过程中经常会出现解释不合理的现象，存在一定的局限性[2]。因此，本文提出地震方差体属性在构造解释中的应用研究，希望能够降低构造解释的偏移误差提供参考。

1 地震方差体属性概述

地震方差体属性的基础是误差分析，主要通过相邻道地震信号的相似度属性描述地质构造资料。其在地震道特征描述以及储集层砂体展布等方面已经取得了良好的应用效果。因此，地震方差体属性可以应用在构造解释中，由于对构造解释的精度要求越来越高，基于地震方差体属性能够表述出地质构造间不连续的断层与褶皱关系。基于此，提出地震方差体属性在构造解释中的应用。

2 地震方差体属性在构造解释中的应用

2.1 标定层位

以地震方差体属性作为联系地震反射波与地质构造资料中的纽带，采用标定层位的方式，掌握层位基本情况，并建立地震层序，为构造解释提供基础数据。本文采用人工合成地震记录的方式，精细标定层段[3]。以褶积子波为典型代表，优先选用PERTEL 软件对构造建立三维地质模型，目的是将构造层位数值化，使构建的三维地质模型更加贴近构造地层的实际情况[4]。通过计算褶积子波的频率，提高层位标定的精度。设褶积子波频率为r，则其计算公式，如公式（1）所示。

在公式（1）中，pe指的是声波测井的垂直反射系数；pw指的是声波测井平均速度；k 指的是地质构造资料数据子波长度；μ指的是地质构造资料数据单峰值。以得出的褶积子波频率为依据，与地震数据的时窗范围相对比，确定地质范围。结合褶积模型分析褶积子波的频率，作为层位标定的基础[5]。人工合成地震记录与井旁道对比，标定5 层段地质构造层位，具体内容如下：

（1）地层地震属性茅口组一段，黑灰色泥质生屑灰岩与含泥质的泥晶绿藻屑灰岩，为稳定发育非储层。

（2）地层茅口组二段、三段为一套高自然伽马（GR）的泥晶灰岩和（或）泥质岩层，对后期变质岩潜山裂缝地震属性响应存在不利影响，为劣质储层。

（3）局部凹陷区形成大规模与古风化壳相关的储集条件，变质岩潜山裂缝层段为茅四段上部，地腹构造完整。

（4）地层茅口组五段，有少量基岩露头，地层为石炭系上统太原组。

（5）地层茅口组六段，泥岩、砂质泥岩，与煤层存在明显的密度，通过反射波持续跟踪表明可形成波阻抗差异。

综上所述，除茅口组一段、四段之外，茅口组二段、三段均为地震属性响应主要产层，岩性以颗粒灰岩为主，钻井液由上盘茅一段沿断层裂缝流入茅三段裂缝孔洞中，而茅口组五段、六段为褶积子波频率衰减地层，表明存在断层现象。

2.2 层位、断层解释

本文首先通过地震方差体属性，确定地层地质构造描述范围、平面网格及模拟层的划分、地质模型的建立。再通过建立精细的构造三维地质模型，通过数值模拟对重点区域进行网格细致研究以提高解释精准度。最后，建立层位、断层平面网格，需要将每个网格块设定指定的叠前方位各向异性地质参数，设定参数的过程就是所谓的地质平面网格描述。地震方差体属性是利用地质、地震、测井和动态数据对层位、断层解释的新技术。层位、断层解释特征表，如表1 所示。

表1 层位、断层解释特征

如表1 所示，为层位、断层解释特征。通过层位、断层解释，将特征数据代入并校正，进行可视化扫描。判断目标层是否出现倾斜情况，一旦发现倾斜，需要利用可视化检测种子点，以自动追踪的方式雕刻层位、断层特征。在此基础上，通过时创建井，更新层位、断层解释特征，添加种子点信息，完成层位、断层解释。

2.3 计算地震方差体

在层位、断层解释时，为解决地震道局部的不连续性，需要针对一个时间样点，计算地震方差体，减少构造解释时窗的偏移误差。地震方差体具体算法，如图1 所示。图3 所示。

图1 地震方差体算法示意图

在公式（2）中，j 指的是方差计算时间；i 指的是地震道个数，为实数；I 指的是计算方差时选用的层位、断层道数；L 指的是方差计算时间下时窗长度；w 指的是地震方差体的三角加权函数，其区间范围为【0,1】；x 指的是方差计算时间下的平均振幅值。通过公式（2），可以得出构造解释地震方差值，将其代入到构造三维地质模型中，得到完整的三维地质构造数据体。

2.4 构造解释成图

在计算地震方差体的基础上，通过MATALB 软件结合当地面积选取适合的比例尺，自动绘制构造解释大剖面图，以此实现构造解释。在构造解释成图过程中，构造图网格的精准能够直接影响构造解释的精度，因此，本文通过以校正的平均速度网格为核心参数，计算构造图网格深度。设构造图网格深度为H，则其计算公式，如公式（3）所示。

在公式（3）中，指的是地震方差体理基准面，单位为m；T指的是To 网格，单位为ms；V 指的是校正的平均速度网格，单位为m/s。通过公式（3），得出构造图网格深度，代入MATALB 软件自动绘制构造解释大剖面图，如图2 所示。

图2 构造解释大剖面图

结合图2 所示，通过构造解释大剖面探测，表明茅口组一段、二段、三段以及四段均表现为低频强振幅的波谷响应，且强振幅的低频波谷横向反射不连续。井震标定结果表明，茅口组五段、六段为地震响应特征。为确定地震方差体属性中地震响应特征提取的有效性，可复查构造解释大剖面，以波形扭曲、错动及分叉为反射特点，提出波谷反射特征。至此，完成基于地震方差体属性的构造解释。

3 应用实例分析

3.1 实验准备

为构建实例分析，实验对象选取某区域，执行三维地震勘探解释工作，共解释褶皱4 个，断层10 条以及陷落柱5 个。实验采用Solaris 操作系统测得的构造解释偏移误差，设置三维方差数据体的时窗长度为20ms；包括3 条连线道数以及3 条主线道数。使用本文设计方法的设置为实验组，使用传统方法的设置为对照组。共进行8 次实验。

3.2 实验结果与分析

采集实验数据，对比两种方法下的构造解释偏移误差，如下

图3 构造解释偏移误差对比图

通过图3 可得出如下的结论：本文设计方法构造解释偏移误差最低可达0.10，对照组为0.36。设计开发构造解释偏移误差明显低于对照组，构造解释的精度更高。

结束语

通过地震方差体属性在构造解释中的应用研究，能够解决传统构造解释中存在的问题。由此可见，本文设计构造解释方法能够指导构造解释方法优化。在后期的发展中，应加大本文设计方法在构造解释中的应用力度。但本文没有对三维速度场建立方面展开详细研究，在未来的研究中希望可以弥补此方面不足。