CN111025391B - 一种断层活动性的定量评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种断层活动性的定量评价方法，属于油气勘探技术领域，能够从断层活动多次性角度出发，定量表征断层活动性。该评价方法包括如下步骤：对研究区进行地震反演，选取断层内解释点、下降盘解释点和上升盘解释点，计算每一解释点对应的波峰频率属性，并绘制波峰频率属性平面图，选取下降盘研究点和上升盘研究点，沿砂体展布的方向对下降盘研究点和上升盘研究点分别进行异常判断，若下降盘研究点或/和上升盘研究点中存在异常点，则置换新的研究点，并对新的研究点进行异常判断，直至研究点中无异常点为止，以当前下降盘研究点和上升盘研究点的波峰频率属性差值描述断层对应部分的活动频次，得到断层活动性评价结果。
Description
技术领域
本发明属于油气勘探技术领域，尤其涉及一种断层活动性的定量评价方法。
背景技术
断层是由于地壳受力发生断裂，两侧岩块沿破裂面发生显著相对位移而形成的构造。在陆相断陷盆地中，断层是沟通烃源岩和储层的关键通道，对于断块型油气田而言，成藏关键时期断层垂向遮挡是分析油气能否聚集成藏的要素之一：当断层活动时，断层间裂缝带、微小裂缝为油气运移提供了“高速通道”，油气更倾向于在断层活动部位最高点聚集；当断层停止活动时，油气则常在层内优势砂体中运移，最终在断层侧向条件较好的地方成藏；当断层再次开启时，已经聚集的断块型油气进行二次调整，部分油气顺断层向浅层垂向运移与聚集。由此可见，断层的多次活动无疑有利于油气在浅部聚集成藏；反之，如果断层活动次数较少，则更加有利于油气富集于深层或多层系富集成藏。因而，研究断层活动性对于油气分布而言具有重大意义。
目前，国内外研究者提供了不同方法对断层活动性进行分析，从不同角度分析了成藏期内断层的断距、古落差、断层活动速率。其中，断层活动速率研究最为深入，应用也最广，其主要采取某地质年代内的地层厚度差除以地层发育时间的方法。该方法一定程度表征了断层活动性，但究其根本是描述了假设断层一直活动下的平均速率，但断层的活动并非一直持续，由此可见这只是断层活动性描述的近似表征方法，没有考虑断层活动的频次性。
然而，目前对于断层活动频次的研究较少。实际上，成藏期内断层低频活动和断层高频活动对于油气输导的影响是不同的：前者断层活动次数较少，不具备强烈破坏、调节原生油气藏的作用，早期油气藏仍然存在，油气往往可以多层系富集；后者因断层地多次开启，更加有利于油气纵向输导，对原先油气藏破坏作用也较强，最终油气较大概率富集于浅层。因此，有必要将断层活动频次考虑进来，作为断层活动性评价的关键参数。
发明内容
本发明针对上述现有的断层活动性方法的不足，提出一种断层活动性的定量评价方法，能够从断层活动多次性角度出发，定量表征断层活动性。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种断层活动性的定量评价方法，包括如下步骤：
(一)对研究区进行地震反演，得到地震反演资料；根据地震解释密度，在研究区内断层上选取若干个断层内解释点，并对应的在断层下降盘和断层上升盘中选取呈多排多列排列的若干下降盘解释点和上升盘解释点，根据获得的地震反演资料提取所有解释点的波峰数和地层厚度，并利用公式(1)计算每一解释点对应的波峰频率属性，公式(1)的表达式如下：
式(1)中，V为解释点对应的波峰频率属性，无量纲；N为解释点对应的波峰数，无量纲；D为解释点对应的地层厚度，单位为m；
(二)将所有解释点对应的波峰频率属性标注在同一平面图中，得到波峰频率属性平面图；对波峰频率属性平面图中的下降盘解释点和上升盘解释点分别标注排号，标注排号时自靠近断层的一侧向远离断层的一侧由小至大标注；
(三)从波峰频率属性平面图中，选取第一排下降盘解释点作为下降盘研究点，选取第一排上升盘解释点作为上升盘研究点；
(四)沿砂体展布的方向，对下降盘研究点和上升盘研究点进行异常判断，异常判断的具体步骤为：若研究点的波峰频率属性小于或等于其对应的断层内解释点的波峰频率属性，则该研究点为异常点，反之，则为正常点；
(五)若下降盘研究点中存在异常点，则以与该异常点同列的下一排下降盘解释点置换该异常点作为新的下降盘研究点，若上升盘研究点中存在异常点，则以与该异常点同列的下一排上升盘解释点置换该异常点作为新的上升盘研究点，并按照步骤(四)重新对新的下降盘研究点和上升盘研究点进行异常判断，若存在异常点，则重复本步骤，直至新的下降盘研究点和上升盘研究点中均无异常点为止；
(六)以同列的下降盘研究点和上升盘研究点的波峰频率属性差值描述断层对应部分的活动频次，得到断层活动性评价结果。
作为优选，步骤(一)中，对研究区进行地震反演时，若研究区处于勘探初期，则选择稀疏脉冲反演方法进行地震反演；若研究区处于勘探后期或开发阶段，则选择地质统计学反演方法进行地震反演。
作为优选，步骤(一)中，利用软件Jason进行地震反演。
作为优选，步骤(一)中，利用软件Landmark提取波峰数和地层厚度。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
本发明提供的断层活动性的定量评价方法，基于地震反演资料，计算了断层内解释点、下降盘解释点和上升盘解释点的波峰频率属性，以断层上、下盘的波峰频率差值作为断层活动频次，实现了对断层活动性的平面快速评价。同时，上述断层活动性的定量评价方法中，建立了异常点的判定标准，规避了因断层岩大量发育而产生波峰频率异常点，该方法在异常点判定时，考虑了现有断层活动性评价指标没有揭示到的断层岩发育情况，能够更细致地评价断层活动性，保证断层活动性评价的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的断层活动性的定量评价方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的断层活动性的定量评价方法的原理示意图，其中，(a)为断层雏形示意图，(b)为断层首次活动示意图，(c)为断层再次活动示意图；
图3为本发明实施例1所提供的垦东2号断层波峰频率属性平面图；
图4为本发明实施例1所提供的垦东2号断层成藏期断层活动性分析结果图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种断层活动性的定量评价方法，包括如下步骤：
(一)对研究区进行地震反演，得到地震反演资料；根据地震解释密度，在研究区内断层上选取若干个断层内解释点，并对应的在断层下降盘和断层上升盘中选取呈多排多列排列的若干下降盘解释点和上升盘解释点，根据获得的地震反演资料提取所有解释点的波峰数和地层厚度，并利用公式(1)计算每一解释点对应的波峰频率属性，公式(1)的表达式如下：
式(1)中，V为解释点对应的波峰频率属性，无量纲；N为解释点对应的波峰数，无量纲；D为解释点对应的地层厚度，单位为m；
(二)将所有解释点对应的波峰频率属性标注在同一平面图中，得到波峰频率属性平面图；对波峰频率属性平面图中的下降盘解释点和上升盘解释点分别标注排号，标注排号时自靠近断层的一侧向远离断层的一侧由小至大标注；
(三)从波峰频率属性平面图中，选取第一排下降盘解释点作为下降盘研究点，选取第一排上升盘解释点作为上升盘研究点；
(四)沿砂体展布的方向，对下降盘研究点和上升盘研究点进行异常判断，异常判断的具体步骤为：若研究点的波峰频率属性小于或等于其对应的断层内解释点的波峰频率属性，则该研究点为异常点，反之，则为正常点；
(五)若下降盘研究点中存在异常点，则以与该异常点同列的下一排下降盘解释点置换该异常点作为新的下降盘研究点，若上升盘研究点中存在异常点，则以与该异常点同列的下一排上升盘解释点置换该异常点作为新的上升盘研究点，并按照步骤(四)重新对新的下降盘研究点和上升盘研究点进行异常判断，若存在异常点，则重复本步骤，直至新的下降盘研究点和上升盘研究点中均无异常点为止；
(六)以同列的下降盘研究点和上升盘研究点的波峰频率属性差值描述断层对应部分的活动频次，得到断层活动性评价结果。
由于断层具有脉冲式、阵发性活动的特点，当岩石长时间受到挤压或者拉张，积累到地层耐受极限时，断层开始出现，地层积累的能量随着断层活动得以释放，断层活动期结束时地层又进入新一轮能量积累期，直到下次断层再次活动。断层停止活动后会进入安静的应力积累期，直到断层再次活动释放能量。相较于断层活动时期，断层静止期在整个地质历史时间是占绝大多数的，静止期稳定的沉积环境有利于断层下降盘大量沉积物堆积，厚度也相应增加；而断层上升盘多遭受剥蚀，厚度相应减薄。假设断层活动前地层上下盘厚度一致，经过断层静止期差异性剥蚀，断层两盘地层厚度就会有差异，这种差异可能只有几米甚至几厘米。断层的每一次活动及其静止期可能都会带来断层上下盘厚度上的差异，当这种差异累计到地震资料能够识别时，常表现为断层上、下盘同相轴数量上产生变化，如图2所示。然而，断层静止期下降盘地层多次差异性沉积，也有可能导致同相轴增多，例如受气候因素导致水平面多次升降，泥岩的多期次沉积也可能产生同相轴数量的差异性变化，此时仅仅将成藏期内识别的同相轴数量差异进行累加，无法有效反映成藏期内断层的活动频次。相反，断层活动营造了动荡的沉积环境与地势差，大概率会形成砂岩同相轴数量的增多，因此将砂岩同相轴(一般为波峰)数量变化来表征断层活动频次具有更高的可靠性。因而，上述断层活动性的定量评价方法，基于地震反演资料，计算了断层内解释点、下降盘解释点和上升盘解释点的波峰频率属性，以断层上、下盘的波峰频率差值作为断层活动频次，能够实现对断层活动性的平面快速评价。同时，上述断层活动性的定量评价方法中，建立了异常点的判定标准，规避了因断层岩大量发育而产生波峰频率异常点，该方法在异常点判定时，考虑了现有断层活动性评价指标没有揭示到的断层岩发育情况，能够更细致地评价断层活动性，保证断层活动性评价的准确性。
上述断层活动性的定量评价方法中，需要说明的是，步骤(一)中，对研究区进行地震反演时，可根据研究区特征选择合适的反演方法。优选的，若研究区处于勘探初期，则选择稀疏脉冲反演方法进行地震反演；若研究区处于勘探后期或开发阶段，则选择地质统计学反演方法进行地震反演。
为了便于进行地震反演，作为一种优选，可利用软件Jason进行地震反演。
为了便于从地震反演资料中提取波峰数，进而计算波峰频率属性，作为一种优选，可利用软件Landmark提取波峰数和地层厚度。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的断层活动性的定量评价方法，下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
以垦东北地区为研究区，垦东北地区北临黄河口凹陷，西接沾化凹陷富林洼陷和长堤-孤东凸起，南邻青东凹陷和青坨子凸起，东接莱北低凸起和莱州湾凹陷，勘探面积约为396km2。研究区主要成藏期为明化镇组沉积时期，垦东北地区馆下段、东营组上部已发现油气藏较多(例如垦东48井、垦东473井)，而东营下和沙河街组油藏较少(例如垦东89井和垦东891井)，断层活动是制约该区油气垂向分布的重要因素。对垦东北地区断层活动性的定量评价方法，包括如下步骤：
(一)由于垦东北地区处于勘探初期，利用软件Jason采用选择稀疏脉冲反演方法对垦东北地区进行地震反演，得到地震反演资料。
每隔100根地震测线，在垦东北地区内断层上选取1个断层内解释点，共选取了6个断层内解释点(对应测线1450～测线1950)，并对应的在断层下降盘中选取呈2排6列排列的12个下降盘解释点，在断层上升盘中选取呈2排6列排列的12个上升盘解释点，根据获得的地震反演资料，利用软件Landmark提取每一所述断层内解释点、下降盘解释点和上升盘解释点的波峰数和地层厚度，并利用公式(1)计算每一解释点对应的波峰频率属性。以断层内解释点、最靠近断层的一排下降盘解释点和最靠近断层的一排上升盘解释点以例，其计算结果如表1所示。
表1部分解释点的波峰频率属性计算结果
需要说明的是，表1中，Vx为下降盘解释点对应的波峰频率属性，无量纲；Nx为下降盘解释点对应的波峰数，无量纲；Dx为下降盘解释点对应的地层厚度，单位为m；Vs为上升盘解释点对应的波峰频率属性，无量纲；Ns为上升盘解释点对应的波峰数，无量纲；Ds为上升盘解释点对应的地层厚度，单位为m；Vn为断层内解释点对应的波峰频率属性，无量纲；Nn为断层内解释点对应的波峰数，无量纲；Dn为断层内解释点对应的地层厚度，单位为m。
(二)将所有解释点对应的波峰频率属性标注在同一平面图中，得到如图3所示的波峰频率属性平面图，对图3中的下降盘解释点和上升盘解释点分别标注排号，标注排号时自靠近断层的一侧向远离断层的一侧由小至大标注。
从图3中可见，垦东2号断层北部为下降盘、南部为上升盘，下降盘的波峰频率值大于上升盘。值得注意的是，断层本身常为低反射、弱反射，波峰频率属性值一般为较低，但垦东2号断层局部区域存在波峰频率高值，说明了因断层频繁活动导致断层岩充分发育，这是传统断层活动性参数所没有揭示的细节。该现象说明并不是所有的计算区域都是准确置信的，因此需要判定是否存在异常点。
(三)从图3中，选取第一排下降盘解释点作为下降盘研究点，选取第一排上升盘解释点作为上升盘研究点。
(四)本地区砂体自南向北展布，即应在南北向展开异常点的判别。将下降盘研究点的波峰频率属性与其对应的断层内解释点的波峰频率属性进行对比，若下降盘研究点的的波峰频率属性小于或等于其对应的断层内解释点的波峰频率属性，则该下降盘研究点为异常点，反之，则为正常点；将上升盘研究点的波峰频率属性与其对应的断层内解释点的波峰频率属性进行对比，若上升盘研究点的的波峰频率属性小于或等于其对应的断层内解释点的波峰频率属性，则该上升盘研究点为异常点，反之，则为正常点。当前下降盘研究点和上升盘研究点的异常判断结果，如表2所示。
表2首次选取的研究点的异常判断结果
由表2可见，在下降盘中，测线1650对应的下降盘研究点也异常点，在上升盘中，测线1550和测线1650对应的上升盘研究点均为异常点，说明该区域受断层活动导致断层岩较为发育，波峰频率计算值偏大。
(五)在下降盘中，以测线1650上的第二排下降盘解释点置换测线1650上的第一排下降盘解释点，作为新的下降盘研究点；在上升盘中，以测线1550上的第二排上升盘解释点置换测线1550上的第一排上升盘解释点，作为新的上升盘研究点，以测线1650上的第二排上升盘解释点置换测线1650上的第一排上升盘解释点，作为新的上升盘研究点；按照步骤(四)重新对新的下降盘研究点和上升盘研究点进行异常判断，若存在异常点，则重复本步骤，直至新的下降盘研究点和上升盘研究点中均无异常点为止，判断结果如表3所示。
表3置换后的研究点的异常判断结果
由表3可见，经置换后，下降盘研究点和上升盘研究点中均不存在异常点。
(六)以同列的下降盘研究点和上升盘研究点的波峰频率属性差值描述断层对应部分的活动频次，得到断层活动性评价结果，如表4和图4所示。
表4断层活动性评价结果
| 测线 | V<sub>x</sub> | V<sub>s</sub> | 活动频次 |
| 1450 | 50 | 40 | 10 |
| 1550 | 45 | 38 | 7 |
| 1650 | 46 | 45 | 1 |
| 1750 | 45 | 44 | 1 |
| 1850 | 46 | 45 | 1 |
| 1950 | 47 | 46 | 1 |
由图4可见，垦东2号断层不同部位活动性不同，断层活动频次最大值为10、最小值为1，测线1450和测线1550处的断层活动频次明显大于东部各测线，对于油气分布而言，在活动频次较强的垦东2号断层西部，垦东48井和垦东473井油气主要集中于浅层，而在活动频次较弱的垦东2号断层东部，垦东89和垦东891井油气主要富集于深层，与预测结果保持一致，说明了该方法的可靠性。
Claims (4)
1.一种断层活动性的定量评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
(一)对研究区进行地震反演，得到地震反演资料；根据地震解释密度，在研究区内断层上选取若干个断层内解释点，并对应的在断层下降盘和断层上升盘中选取呈多排多列排列的若干下降盘解释点和上升盘解释点，根据获得的地震反演资料提取所有解释点的波峰数和地层厚度，并利用公式(1)计算每一解释点对应的波峰频率属性，公式(1)的表达式如下：
式(1)中，V为解释点对应的波峰频率属性，无量纲；N为解释点对应的波峰数，无量纲；D为解释点对应的地层厚度，单位为m；
(二)将所有解释点对应的波峰频率属性标注在同一平面图中，得到波峰频率属性平面图；对波峰频率属性平面图中的下降盘解释点和上升盘解释点分别标注排号，标注排号时自靠近断层的一侧向远离断层的一侧由小至大标注；
(三)从波峰频率属性平面图中，选取第一排下降盘解释点作为下降盘研究点，选取第一排上升盘解释点作为上升盘研究点；
(四)沿砂体展布的方向，对下降盘研究点和上升盘研究点进行异常判断，异常判断的具体步骤为：若研究点的波峰频率属性小于或等于与其同列的断层内解释点的波峰频率属性，则该研究点为异常点，反之，则为正常点；
(五)若下降盘研究点中存在异常点，则以与该异常点同列的下一排下降盘解释点置换该异常点作为新的下降盘研究点，若上升盘研究点中存在异常点，则以与该异常点同列的下一排上升盘解释点置换该异常点作为新的上升盘研究点，并按照步骤(四)重新对新的下降盘研究点和上升盘研究点进行异常判断，若存在异常点，则重复本步骤，直至新的下降盘研究点和上升盘研究点中均无异常点为止；
(六)以同列的下降盘研究点和上升盘研究点的波峰频率属性差值描述断层对应部分的活动频次，得到断层活动性评价结果。
2.根据权利要求1所述的断层活动性的定量评价方法，其特征在于：步骤(一)中，对研究区进行地震反演时，若研究区处于勘探初期，则选择稀疏脉冲反演方法进行地震反演；若研究区处于勘探后期或开发阶段，则选择地质统计学反演方法进行地震反演。
3.根据权利要求2所述的断层活动性的定量评价方法，其特征在于：步骤(一)中，利用软件Jason进行地震反演。
4.根据权利要求3所述的断层活动性的定量评价方法，其特征在于：步骤(一)中，利用软件Landmark提取波峰数和地层厚度。
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| CN105022092A (zh) * | 2014-09-15 | 2015-11-04 | 中国矿业大学(北京) | 用于确定断层展布格局的地震资料解释方法和设备 |
| EP2975437A1 (en) * | 2014-07-15 | 2016-01-20 | Services Petroliers Schlumberger | Method and system to invert for fault activity and tectonic stress |
| JP2018189499A (ja) * | 2017-05-08 | 2018-11-29 | 国立大学法人大阪大学 | 断層活動性評価方法及び断層活動性評価システム |
| CN110275204A (zh) * | 2018-03-15 | 2019-09-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 地下走滑断裂水平滑移距定量分析方法 |
-
2019
- 2019-12-23 CN CN201911339719.7A patent/CN111025391B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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Non-Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111025391A (zh) | 2020-04-17 |
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