CN108873068A - 一种侵入岩发育区的断层地震解释方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种侵入岩发育区的断层地震解释方法，其先进行侵入岩地震标定及解释：然后识别侵入岩地震相突变点，相邻地震道振幅变化大于5%、相邻地震道主频变化大于15%及同向轴倾角在某一道两侧变化大于20%，三者满足其中之一即可认为突变点；最后进行断层解释，结合区域构造应力场认识和断裂发育规律解释断层的走向。本发明直接利用了侵入岩本身较好的地震反射现象来帮助识别断层，避免了以往用围岩低信噪比资料解释断层，解释方案更可靠；采用地震相突变点确定的断点位置更加准确，提高了断层解释精度。

Description

一种侵入岩发育区的断层地震解释方法

技术领域

本发明涉及一种涉及油气田开发技术领域，尤其是涉及侵入岩发育的地震资料低信噪比地区断层识别的方法。

背景技术

侵入岩是地壳深处或上地幔的岩浆向地壳表层运移，并在地壳中冷却凝固而形成的岩石。

侵入岩通常为高速致密的岩石，密度一般为2.6～2.9g/cm3，速度范围一般为5000~6000m/s。砂泥岩地层的密度为2.2～2.5g/cm3，速度一般为3000~4000m/s。因此侵入岩与砂泥质围岩间通常存在明显的波阻抗差，在地震剖面上常表现为中低频、强振幅，连续性好的反射特征。当侵入岩侵入勘探目的层附近时，由于其穿层的角度和厚度不稳定，其地震屏蔽和干涉作用掩盖了勘探目的层的反射特征和产状，并且使断层两侧的同一地层界面的地震响应在横向上失去了通常具有的相似特征。在构造解释过程中造成层位和断层识别困难，影响了油气圈闭的落实。

现有技术中存在的问题和缺点及原因：常规的地震解释中，断层解释主要是根据地震同向轴的中断、分叉及产状变化等等信息来确定。但在火成岩侵入区，由于后期岩浆在早期已经定型的断裂构造中无序穿插，相当于在早期沉积地层和断裂系统中楔进一套或多套产状和厚度随机变化的高速岩层。这套高速岩层在地震剖面上表现为中低频、强振幅，连续性好的反射特征，并且对正常沉积地层和断层反射有强烈的屏蔽和干涉作用，使得无法用常规断层解释方法判别断层的存在和位置，严重影响了断块圈闭的识别。多年来，在侵入岩发育区，由于断层解释的失误造成钻探与设计偏差较多，制约了油气发现的效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种侵入岩发育区的断层地震解释方法，为火山活动频繁地区的地震解释提供一种快速、有效、准确地识别断层的方法，以实现油田复杂断块的精细勘探开发。

为此，本发明提供了如下技术方案：一种侵入岩发育区的断层地震解释方法，包括如下步骤：

1）侵入岩地震标定及解释：在地震资料上根据地震反射特征进行侵入岩剖面和平面追踪解释；把井中识别出的侵入岩利用时深转换在地震数据中进行标定及侵入岩顶面的追踪；

2）侵入岩地震相突变点识别：采用对比观察和沿层地震属性提取手段确定侵入岩地震相突变点及分布，获得地震相突变疑似点，再根据侵入岩顶面解释成果提取沿层时窗属性判断得到地震相突变点；地震相突变点的判别指标为：相邻地震道振幅变化大于5%、相邻地震道主频变化大于15%及同向轴倾角在某一道两侧变化大于20%，三者满足其中之一即可认为突变点；

3）断层解释：利用建立的侵入岩发育区断层识别模式和侵入岩地震属性发现的突变点确定断层位置；再利地震属性平面图上突变点分布状况，结合区域构造应力场认识和断裂发育规律解释断层的走向。

上述步骤1）中侵入岩地震标定时，在已钻井的测井数据中，以声波、密度、自然伽马、电阻率确定侵入岩的位置，密度值区间为2.6～2.9g/cm3，声波速度值区间为50～60ft/m，自然伽马曲线上在30～45API，在电阻率曲线上表现尖刀状，且电阻率为20Ω•m以上的位置为侵入岩所在位置。

上述步骤2）中，时窗的选取以包含区内侵入岩最大钻遇厚度的双程旅行时。

本发明通过对老油区钻井揭示的侵入岩体平面厚度、产状变化与地震相相关性研究表明，当侵入岩穿越早期断层时，受断层两侧地层和断面的影响，断层两侧侵入岩体厚度和产状会发生突变，从而导致侵入岩地震反射振幅、频率、相位等地震相特征的横向突变。通过研究其地震相的平面变化规律，识别呈线状分布的地震相突变点来判别早期断层的存在和位置，是一种可行和有效的方法。首先，通过井震结合分析侵入岩在断层两盘的侵入特征，建立其在断层断点处的岩体变化模式；其次，利用岩体变化模式，并结合测井资料建立断层两盘地层结构和速度模型；然后采用基于射线追踪的正演模拟方法产生对应的合成地震剖面，并通过与实际地震剖面对比，建立侵入岩发育区断层识别模式。由此建立一套适合侵入岩发育区断层识别方法。本发明的有益效果在于，该发明利用侵入岩自身较好的地震反射信息，寻找其地震相（振幅、频率、相位、产状）突变点，并在平面上描述这些突变点的分布，识别呈线状分布的地震相突变点，结合其他井震信息识别断层位置和走向，直接利用了侵入岩本身较好的地震反射现象来帮助识别断层，避免了以往用围岩低信噪比资料解释断层，解释方案更可靠；采用地震相突变点确定的断点位置更加准确，提高了断层解释精度。

附图说明

图1为侵入岩在断层两盘的岩体变化模式图。

图2为岩体变化模式的地震正演模拟图，图2中，（a）弯折相；(b) 陡倾相；(c) 错断相；(d)变频相；(e)分叉相；(f)终止相。

图3为高邮凹陷侵入岩地震相特征变化与断层关系典型地震剖面图，图3中，（a）弯折相；(b)错断相；(c)陡倾相；(d)变频相；(e)分叉相；(f)终止相。

图4为XX油田X层位的过井地震剖面图。

图5为 XX油田W4断块阜一段顶面构造图。

具体实施方式

如图1-5所示，侵入岩发育区的断层地震解释方法，其具体实施方式包括如下步骤：

1）侵入岩地震标定及解释：在地震资料上，根据地震反射特征进行侵入岩剖面和平面追踪解释；把井中识别出的侵入岩利用时深转换在地震数据中进行标定及侵入岩顶面的追踪。侵入岩地震标定时，为确定侵入岩的位置，在已钻井的测井数据中，以声波、密度、自然伽马、电阻率确定侵入岩的位置，密度值区间为2.6～2.9g/cm3，声波速度值区间为50～60ft/m，自然伽马曲线上在30～45API，在电阻率曲线上表现尖刀状，且电阻率为20Ω•m以上的位置为侵入岩所在位置。

2）侵入岩地震相突变点识别：采用对比观察和沿层地震属性提取手段确定侵入岩地震相突变点及分布，获得地震相突变点。地震相突变点的判别指标为：相邻地震道振幅变化大于5%、相邻地震道主频变化大于15%及同向轴倾角在某一道两侧变化大于20%，三者满足其中之一即认为是突变点；如图4中的圆圈处侵入岩反射频率突变量为18%（地震主频从22赫兹突变为26赫兹），为变频地震相，因此可以确定该点是地震相突变点。

3）断层解释：在某一条剖面发现侵入岩地震相突变点后，平面上需要继续考察相邻剖面是否也具有这样的突变，如有则再根据侵入岩顶面解释成果提取沿层时窗属性得到地震相突变点位置及其平面分布范围（时窗的选取包含区内侵入岩最大钻遇厚度的双程旅行时）；再利地震属性平面图上突变点分布状况，结合区域构造应力场和断裂发育规律的认识解释断层的走向。在这个环节需要考察两点，首先考察侵入岩地震相突变点在平面上是否呈线型排列；第二考察突变点的排列走向是否与区域断裂体系的一致。如满足这两个条件，即可认为地震相突变是由于侵入岩穿越早期断层时厚度、产状突变所引起，由此可判断该处存在断层，断层走向即为突变点的走向。

结合附图，图1为侵入岩在断层两盘的岩体变化模式图。

根据侵入岩发育区钻井和三维地震资料，在充分认识侵入岩平面展布规律的基础上，归纳总结了侵入岩在断层断点处的六种岩体变化模式：

①倾向变化 侵入岩在穿越断层时，由于断点处两盘地层性质、应力性质和产状发生突变，使其改变原来的侵入方向，并在沿地层倾向剖面上表现为岩体倾向变化；

②岩体中断 侵入岩体被断层错断或岩体分别在断层上、下盘沿断面走向侵入地层，并在与断层走向正交剖面上表现为岩体中断，此时岩体落差不等于断层断距；

③断面侵入 侵入岩以某一产状侵入至断层处后，沿断面侵入，在断面某一点又转向插入断层另一盘地层，此时岩体在断面中的侵入落差不等于断层断距；

④厚度变化 侵入岩在穿越断层时，由于断点处两盘地层性质、应力性质发生突变，导致两盘侵入岩体厚度发生突变；

⑤岩体分叉 侵入岩体在穿越断层进入断层另一盘时，分成多股同时向前侵入；

⑥岩体终止 侵入岩体沿断层一盘地层侵入，在断面处停止，未穿越断层侵入另一盘。

图2为岩体变化模式的地震正演模拟图，图中展示了与上述侵入岩在断层处的六种岩体变化模式对应的地震相模式，分别是：（a）弯折相；(b) 陡倾相；(c) 错断相；(d)变频相；(e)分叉相；(f)终止相。

弯折相 与岩体倾向变化对应，在地震剖面上表现为侵入岩强反射同相轴连续，但在断点处发生了弯曲或扭折；

错断相 与岩体中断对应，在与断层走向正交的地震剖面上表现为侵入岩强反射同相轴的错断（正断或逆断），此时侵入岩反射同相轴断距不代表断层真实断距；

陡倾相 与岩体断面侵入对应，在地震剖面上表现为侵入岩强反射同相轴在沿地层延伸时突然发生沿断面的倾向变化，之后又继续在断层另一盘沿地层延伸；

变频相 与岩体厚度变化对应，在地震剖面上侵入岩强反射同相轴虽然连续，但频率发生突变；

分叉相 与岩体分叉对应，在地震剖面上表现为在断点处侵入岩强反射由一组同相轴分叉成几组强反射同相轴；

终止相 与岩体终止对应，在地震剖面上表现为侵入岩强反射同相轴在断层断点处突然终止。

图3为高邮凹陷侵入岩地震相特征变化与断层关系典型地震剖面图，图3中展示的六种地震相模式均是钻井证实的侵入岩强反射同向轴的地震相模式，与图2中的正演结果有很高的相似性。

图4为XX油田X层位的过井地震剖面图。图中强反射同向轴为W3井钻遇67米侵入岩的反射，前期解释方案未在圆圈处解释断层。后通过对侵入岩反射频率提取发现，圆圈处有频率突变现象，并且突变点在平面上呈线型分布，因此认为该处在岩体侵入之前存在一条早期断层，岩体在穿越断层时厚度发生变化导致地震反射频率突变。由于这条断层的解释，发现了新的断块圈闭，部署了W4井经钻探发现新油藏。钻井过程中W4井钻遇110米侵入岩，证实了之前侵入岩厚度变化导致反射频率突变的判断。

图5为 XX油田W4断块阜一段顶面构造图。图中箭头所指为图4中新解释断层，断距60-80米。由于这条断层的存在，形成了新的鼻状断块圈闭，钻探W4井成功发现新油藏。

本实施例中，利用建立的侵入岩发育区断层识别模式，如图1、2、3所示，确定断层位置，通过多条剖面断点组合构成断层平面展布，如图5所示。图中箭头所指为利用地震相突变点识别出的断层。该断块经钻探W4井发现了新油藏。不仅此一例，在近几年的勘探开发中，利用此方法又发现和钻探了一大批断块圈闭，累计发现石油地质储量1288万吨，为油田进一步挖潜老区和拓展新区提供了有效技术支撑，取得了明显的经济与社会效益。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种侵入岩发育区的断层地震解释方法，其特征在于包括如下步骤：首先进行侵入岩地震标定及解释，然后对侵入岩地震相突变点识别，最后进行断层解释，结合区域构造应力场认识和断裂发育规律解释断层的走向。

2.根据权利要求1所述的一种侵入岩发育区的断层地震解释方法，其特征在于所述侵入岩地震标定及解释是指：在地震资料上，根据地震反射特征进行侵入岩剖面和平面追踪解释；把井中识别出的侵入岩利用时深转换在地震数据中进行标定及侵入岩顶面的追踪。

3.根据权利要求2所述的一种侵入岩发育区的断层地震解释方法，其特征在于所述侵入岩地震标定时，在已钻井的测井数据中，以声波、密度、自然伽马、电阻率确定侵入岩的位置，密度值区间为2.6～2.9g/cm3，声波速度值区间为50～60ft/m，自然伽马曲线上在30～45API，在电阻率曲线上表现尖刀状，且电阻率为20Ω•m以上的位置为侵入岩所在位置。

4.根据权利要求1所述的一种侵入岩发育区的断层地震解释方法，其特征在于所述侵入岩地震相突变点识别是指：采用对比观察和沿层地震属性提取手段确定侵入岩地震相突变点及分布，获得地震相突变疑似点，再根据侵入岩顶面解释成果提取沿层时窗属性判断得到地震相突变点；地震相突变点的判别指标为：相邻地震道振幅变化大于5%、相邻地震道主频变化大于15%及同向轴倾角在某一道两侧变化大于20%，三者满足其中之一即认为是突变点。

5.根据权利要求4所述的一种侵入岩发育区的断层地震解释方法，其特征在于时窗的选取以包含区内侵入岩最大钻遇厚度的双程旅行时。

6.根据权利要求1所述的一种侵入岩发育区的断层地震解释方法，其特征在于所述断层解释是指：利用建立的侵入岩发育区断层识别模式和侵入岩地震属性发现的突变点确定断层位置；再利地震属性平面图上突变点分布状况，结合区域构造应力场认识和断裂发育规律解释断层的走向。