CN113589367A - 基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法，包括：步骤1，依据地质及钻井、录井、测井等资料，建立大断裂两侧的地层结构模型，通过地震模型正演明确大断裂附近构造畸变的主要区域；步骤2，依据地震波几何传播原理分析假构造成像机理，明确断裂两侧地层差异大，断面两侧的地层速度畸变是引起构造趋势误差的主要原因；步骤3，依据地震速度成像机理及实际地质构造切面的面积守恒定理，建立时间域构造切面与实际构造切面的关系，确定构造趋势矫正的方法。该基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法挖掘了时间域地震资料的使用价值，且时间域地震资料覆盖范围广，使用时间跨度大，地质人员积累经验多，该方法具有较好的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及油田勘探开发技术领域，特别是涉及到一种基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法。
背景技术
时间域地震资料对构造描述的核心在于如何能够准确成像实际地下构造的特征。但是实际地震资料处理过程中，由于采用的区域较为宏观的地层速度，难以顾及大断裂附近地层速度局部畸变，对于勘探目标的隐蔽性凸显及深层潜山勘探的需要，应用更为准确的构造地质图件成为勘探生产中必不可好的一环。
对于地质成图速度的矫正，目前方法都基于断裂带区域以外的地层速度叠加矫正，目前尚断裂带附近构造趋势矫正方法。在多数大断裂两侧的地层结构差异较大，利用现有时间域地震资料对其附近构造趋势描述存在较大误差，在勘探工作中引起不少“假构造”争议。
在申请号：201410375253.7的中国专利申请中，涉及到一种沿构造趋势面切片断层解释处理方法，该解释处理方法包括以下步骤：1)采集三维地震资料，并对其进行叠后预处理；2)对预处理后的三维地震资料进行水平时间切片浏览，确定断层的展布范围及走向；3)对目的层开展层位网格解释，确定目的层段大致时间范围，通过三维地震处理得到目的层的构造趋势；4)在三维地震数据体中沿地层的构造趋势面进行切片，以得到的反应断层真实展布的切片，达到对断层构造解释处理的目的。该申请只是沿着地震数据中展示的构造产状对地震数据切片，其目的是为了克服地震等时水平切片不能完全展示断裂系统平面展布规律的缺陷而提出的解决方案。该方法在实现地层切片时，主要是沿着构造产状切片，不再是等时切片，该方法实现的主要数据基础是地震解释层位和地震数据。在该方法中没有提及大断裂附近构造畸变现象，也没有分析假构构造畸变的原因，更没有做相关的矫正工作，其所应用的地震数据和解释的地质层位没有对构造趋势产生任何影响，如果在大断裂附近有假构造，该方法也不会对假构造做任何处理，它只是展示了断裂系统在平面上的展布特征，与是否矫正构造趋势无关。
为此我们发明了一种基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法，解决了在时间域地震资料中大断裂附近存在构造畸变的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种消除大断裂附近构造趋势误差的问题，提高地质构造描述精度的基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法，该基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法包括：步骤1，依据地质及钻井、录井、测井这些资料，建立大断裂两侧的地层结构模型，通过地震模型正演明确大断裂附近构造畸变的主要区域；步骤2，依据地震波几何传播原理分析假构造成像机理，明确断裂两侧地层差异大，断面两侧的地层速度畸变是引起构造趋势误差的主要原因；步骤3，依据地震速度成像机理及实际地质构造切面的面积守恒定理，建立时间域构造切面与实际构造切面的关系，确定构造趋势矫正的方法。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤2中，通过实钻井的资料完成地层速度建模，通过地震正演及成像机理分析，明确速度差异是时间域中构造趋势突变的主要变量。
在步骤3中，进行构造趋势矫正，依据实际地质切面的面积守恒定理及地震波几何传播机理，建立时间域假构造的矫正方法，包括时间域大断裂附近地震假构造分析方法和基于面积守恒的大断裂附近构造趋势矫正方法。
在步骤3中，进行时间域大断裂附近地震假构造分析时，通过钻井资料完成主要地层界面标定，对各个层段界面进行地震解释追踪，并完成各速度统计，通过地震解释闭合主要大断层，完成断面走向及倾向分析，建立大断面的模型，依据统计结果完成地层结构的速度充填，完成时间域地震记录正演，明确了大断裂附近构造畸变的区域。
在步骤3中，由于时间域地震资料主要记录的地震波在地层传播的时间t，假设在断面两侧的地层速度为V1和V2，地震波穿越相同地层厚度所用的时间为t1和t2，取两侧相同的地层厚度H，则有：
V1·t1＝V2*t2＝H/2 (1)
当V1远小于V2时，由于两侧地层厚度相当，则有t1远大于t2；因此速度差异是造成时间域地震剖面中，大断裂两侧时间同相轴发生畸变主要原因。
在步骤3中，进行基于面积守恒的大断裂附近构造趋势矫正包括：构造切面面积守恒定律；进行大断裂附近构造趋势矫正。
在步骤3中，进行大断裂附近构造趋势矫正时，将各个检波点接收到的地震信号最终处理成规则网格大小的地震数据体，在生产中认为时间域地震资料的网格大小与地质构造网格大小是对应的，所以在横向上两者的尺度是一一对应的；同时，对处理后的时间域地震资料认为是自激自收的；基于上述两个条件，确认大断裂附近速度差异引起构造形态畸变，只是将地下构造不同构造点只是在垂向上发生移动，横向上不发生移动。
本发明中的基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法，主要基于实际构造垂向切面面积守恒这一思想，通过地震正演记录充分分析了时间域地震资料中大断裂附近构造畸变的机理，建立了实际地质构造形态与时间域构造面的深度和对应地层速度间的关系，发明了大断裂附近构造趋势矫正的方法及流程。
本发明在分析了在时间域地震剖面中大断裂附近地层速度差异引起呈现构造假象的地震成像机理的基础上，将地震波的几何传播原理与实际地质构造切面的面积守恒定律相结合，建立了大断裂附近“假畸变”构造的地层速度、地震波传播时间差与真实地层厚度间的关系，提出了基于面积守恒的断裂附近构造趋势矫正方法，在将时间域的模型地震记录带入矫正方法流程验证后，获得了与实际模型一样的成像效果，最后选取某一断裂带潜山构造验证，获得较好的成图效果。本发明在深度域地震资料尚没有应用的地区，可以进一步挖掘时间域地震资料的使用价值，且时间域地震资料覆盖范围广，使用时间跨度大，地质人员积累经验多，该方法具有较好的推广价值。
附图说明
图1为本发明的基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明的一具体实施例中建立大断面的模型的示意图；
图3为本发明的一具体实施例中时间域正演记录的示意图；
图4为本发明的一具体实施例中地质构造切面矫正示意图；
图5为本发明的一具体实施例中矫正前Tg1构造图；
图6为本发明的一具体实施例中矫正后Tg1构造图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法的流程图。
步骤101，依据地质及钻录测等资料，建立了大断裂两侧的地层结构模型，通过地震正演明确构造畸变的主要区域。
步骤102，依据地震波几何传播原理分析假构造成像机理，明确断裂两侧地层差异大，其地层速度畸变引起构造趋势误差的主要原因。
由于地震波在地下不同地层中传播所用时间不同，尽管通过拾取地层速度谱完成叠前时间偏移处理，但是在大断裂附近还是存在较大构造畸变，主要原因是大断裂两侧地层速度突变大，在叠前时间偏移处理中难以体现。因此，本发明通过实钻井的资料完成地层速度建模，通过地震正演及成像机理分析，明确速度差异是时间域中构造趋势突变的主要变量。
步骤103，依据地震速度成像机理及实际地质构造切面的面积守恒定理，建立时间域构造切面与实际构造切面的关系，确定构造趋势矫正的方法及流程。
构造趋势矫正方法，主要依据实际地质切面的面积守恒定理及地震波几何传播机理，建立时间域假构造的矫正方法及流程。
(1)时间域大断裂附近地震假构造分析方法
通过钻井资料完成主要地层界面标定，对各个层段界面进行地震解释追踪，并完成各速度统计，通过地震解释闭合主要大断层，完成断面走向及倾向分析。建立大断面的模型如图2所示，依据统计结果完成地层结构的速度充填。完成时间域地震记录正演，明确了大断裂构造畸变的区域，如图3所示。
由于时间域地震资料主要记录的地震波在地层传播的时间t，假设在断面两侧的地层速度为V1和V2，地震波穿越相同地层厚度所用的时间为t1和t2，取两侧相同的地层厚度H，则有：
V1·t1＝V2*t2＝H/2 (1)
当V1远小于V2时，由于两侧地层厚度相当，则有t1远大于t2。因此速度差异是造成时间域地震剖面中，大断裂两侧时间同相轴发生畸变主要原因。
(2)基于面积守恒的大断裂附近构造趋势矫正方法
基于时间域地震资料的断面特征，简化地质模型如附图4所示。其中实际地层产状如黑实线，当V1远小于V2,V3,V4时(根据中古生界潜山对接古近系和新近系地层设计)，在时间域地震剖面上，地层产状如图中红虚线所示。
构造切面面积守恒定律：以地面观测点X01做垂线于地层H3相交于C、D两点，且地层H3域断面对接于A、B两点，这时在构造切面上形成一个四边形ABCD，当在时间域地震剖面上，则对应形成另一个四边形A’B’C’D’。这时两个四面边形的形状完全不同，对应四边形的面积也不同，但是实际地下对应构造不会因为时间域的成像而变化，因为这个过程中实际构造切面上的面积是守恒的。因此，在断面另一侧，从地面作垂线与目的层和断面间会形成多个多边形，这些多边形都会与时间域剖面上对应的多边形相对应，而且这些多边形的面积始终是不变的，这地层构造切面的面积守恒定律。
大断裂附近构造趋势矫正：在实际地震资料使用过程中，将各个检波点接收到的地震信号最终处理成规则网格大小的地震数据体(比如25m*25m)，在生产中认为时间域地震资料的网格大小与地质构造网格大小是对应的，所以在横向上两者的尺度是一一对应的。同时，对处理后的时间域地震资料认为是自激自收的。基于上述两个条件，可以认为大断裂附近速度差异引起构造形态畸变，只是将地下构造不同构造点只是在垂向上发生移动，横向上不发生移动，比如A，B，C,D在垂向发生移动后，对应为A′，B′，C′,D′点。
下面是具体证明A，B，C,D与A′，B′，C′,D′间的关系：
在地质构造切面中取地面XA和XB点分别到A、B两点的距离为h1和h2,X01点至C、D点距离分别为h3,h4,在时间地震剖面上取地面XA和XB点分别至A′、B′两点的时间记录长度为t1和t2,X01点至C′,D′点时间记录长度分别为t3,t4，地面至断面左侧水平面的时间记录为to1,至右侧水平面的时间记录为to2。按照地震波传播机理认为：
对于A、B点和A′、B′点有：
h1＝[t01*V0+(t1-t01)*V1]/2 (3)
h2＝[t01*V0+(t2-t01)*V2]/2 (4)
式(3)和式(4)表明，等式左边表示实际地层产状代表了A,B的位置，等式右边为地震时间记录与地震速度对地层深度的表达，这样可以说明时间域的畸变点A′，B′通过速度矫正可以回到真实地层构造点A,B。
同理C，D点与C′,D′点的关系如下：
h1＝[t02*V0+(t1-t02)*V1]/2 (5)
h2＝[t02*V0+(t2-t02)*V2]/2 (6)。
图5和图6是本发明在孤岛潜山邻接孤西断层和孤南断层区域的应用情况，两图中的网格线是地震测线，一个网格的面积等于1Km2，粗线和细线成对排布的是断裂系统，粗线是断层下盘，细线是断层上盘，深色区域是已经上报探明储量的区域，加号+是圈闭高点，减号-是圈闭低点，其中序号①-⑤号代表不同的构造圈闭序号。图5和图6中的潜山邻接的孤南断层和孤西断层，其中孤南断层断距大，断面两侧地层速度差异多，对应潜山构造趋势畸变大。因此，①-④号圈闭是受畸变影响最大的圈闭。通过矫正前和校正后对比，其一是构造趋势发生了变化，如①号圈闭的构造高点矫正前只能在北部，矫正后认为，大断裂附近也应当是圈闭的高点，布井的圈闭高点可向孤南大断面方向南移，整体看来①-④号圈闭的构造形态同北部断块的构造产状基本一致，符合区域构造发育史及断裂分布的力学机制。其二，圈闭横向构造等值线深度发生了变化，导致圈闭评价面积改变，以①号圈闭为例，参考⑤号圈闭，以200m的有利圈闭幅度矫正前可以评价有利面积0.7Km2，矫正后可以评价0.9Km2。因此，构造趋势畸变所引起不仅影响圈闭高点的确定和井位部署，同时还影响圈闭油气规模的评价。
Claims (7)
1.基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法，其特征在于，该基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法包括：
步骤1，依据地质及钻井、录井、测井这些资料，建立大断裂两侧的地层结构模型，通过地震模型正演明确大断裂附近构造畸变的主要区域；
步骤2，依据地震波几何传播原理分析假构造成像机理，明确断裂两侧地层差异大，断面两侧的地层速度畸变是引起构造趋势误差的主要原因；
步骤3，依据地震速度成像机理及实际地质构造切面的面积守恒定理，建立时间域构造切面与实际构造切面的关系，确定构造趋势矫正的方法。
2.根据权利要求1所述的基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法，其特征在于，在步骤2中，通过实钻井的资料完成地层速度建模，通过地震正演及成像机理分析，明确速度差异是时间域中构造趋势突变的主要变量。
3.根据权利要求1所述的基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法，其特征在于，在步骤3中，进行构造趋势矫正，依据实际地质切面的面积守恒定理及地震波几何传播机理，建立时间域假构造的矫正方法，包括时间域大断裂附近地震假构造分析方法和基于面积守恒的大断裂附近构造趋势矫正方法。
4.根据权利要求3所述的基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法，其特征在于，在步骤3中，进行时间域大断裂附近地震假构造分析时，通过钻井资料完成主要地层界面标定，对各个层段界面进行地震解释追踪，并完成各速度统计，通过地震解释闭合主要大断层，完成断面走向及倾向分析，建立大断面的模型，依据统计结果完成地层结构的速度充填，完成时间域地震记录正演，明确了大断裂附近构造畸变的区域。
5.根据权利要求4所述的基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法，其特征在于，在步骤3中，由于时间域地震资料主要记录的地震波在地层传播的时间t，假设在断面两侧的地层速度为V1和V2，地震波穿越相同地层厚度所用的时间为t1和t2，取两侧相同的地层厚度H，则有：
V1·t1＝V2*t2＝H/2 (1)
当V1远小于V2时，由于两侧地层厚度相当，则有t1远大于t2；因此速度差异是造成时间域地震剖面中，大断裂两侧时间同相轴发生畸变主要原因。
6.根据权利要求3所述的基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法，其特征在于，在步骤3中，进行基于面积守恒的大断裂附近构造趋势矫正包括：构造切面面积守恒定律；进行大断裂附近构造趋势矫正。
7.根据权利要求6所述的基于面积守恒大断裂附近构造趋势矫正方法，其特征在于，在步骤3中，进行大断裂附近构造趋势矫正时，将各个检波点接收到的地震信号最终处理成规则网格大小的地震数据体，在生产中认为时间域地震资料的网格大小与地质构造网格大小是对应的，所以在横向上两者的尺度是一一对应的；同时，对处理后的时间域地震资料认为是自激自收的；基于上述两个条件，确认大断裂附近速度差异引起构造形态畸变，只是将地下构造不同构造点只是在垂向上发生移动，横向上不发生移动。
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