CN117950053B - 一种利用平均速度识别地震资料中断层阴影的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种利用平均速度识别地震资料中断层阴影的方法，其包括：根据研究区地震数据资料、井曲线资料对所有井进行合成地震记录制作及标定；根据井标定结果，在时间域地震剖面上，以井分层位置为参考，对研究区目的层顶、底界面进行层位解释；以层位为约束通过多井速度插值方法建立空间速度体；对空间速度体提取沿目的层顶界面层位的速度切片，获得由地震基准面至目的层顶界面的平均速度，编绘地震基准面到目的层顶面的平均速度图；分析平均速度图的速度变化趋势，识别断层阴影；根据速度变化以及地震反射特征确定断层阴影的影响范围。本发明避免了地震资料的多解性，具有客观、易操作、识别敏锐的特点。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气地球物理勘探领域,具体为一种利用平均速度识别地震资料中断层阴影的方法，应用于指导海洋勘探开发。
背景技术
地震资料是由地表激发的地震波向下传播、遇到地下地质体界面后反射至地表，并被接受器记录下来构成的数据体，其计量单位是双程反射时间。一般情况下，地层速度相对均匀，地质体时间域与深度域的构造形态大致相当，时间域地震资料的解释成果可以反映深度域的构造形态。通过对地震资料进行解释工作，可用于揭示地下地层、断层等地质体的展布信息。
若地层中存在速度异常层（如厚层泥岩、岩浆岩等），且存在大断距断层将其错断，那么速度异常层的厚度将会发生突变，地层的平均速度也随之发生突变。由于平均速度的变化，在地震资料采集时，地表激发的地震波到达某一深度地层的时间也会发生变化。此时，地震资料揭示的地质体形态（时间域形态）与真实形态（深度域形态）将不一致。该现象是由断层错断速度异常层引起的，在地震资料中表现为断层下方三角形区域内地震同相轴出现“上拉、下拉”以及同相轴错断的异常特征，这种现象被称为“断层阴影”。“上拉、下拉”的意思是，其中上拉就是局部同相轴异常变高，下拉就是同相轴异常变低。
近年来我国在海洋领域发现了大量的油气资源，但是由于海洋勘探开发风险大，对地震资料解释成果的准确性要求更高，精准识别“断层阴影”显得尤为重要。
孙维昭等在《断层阴影的正演模拟、识别与校正：以尼日尔Termit盆地为例》对“断层阴影”的形成原理已开展过研究，并指出“断层阴影”现象在各含油气盆地中普遍存在，在解释过程中容易将其解释为主断层伴生小断层，或者解释为背斜构造而部署钻探。“断层阴影”严重影响了圈闭评价及部署井位的准确性，正确识别“断层阴影”对地震解释工作具有重要意义。前人从多个角度对“断层阴影”现象进行了系统研究，有效指导了地震解释工作，如《西南石油大学学报（自然科学版）》2016年公开了刘南在“模型正演在断层阴影带内构造研究中的作用”，指出模型正演可以对构造畸变进行恢复。《地球物理学进展》2020年公开了宋亚民等的“恩平凹陷南部斜坡断层阴影带构造恢复方法研究”，指出断层断距影响地震同相轴畸变程度，断层倾角影响畸变范围。《石油地球物理勘探》2019年公开了姜岩等的“大庆长垣油田断层阴影地震正演模拟及校正方法”，指出可以利用三维空变速度场对“断层阴影”进行校正。总结而言，前人对“断层阴影”现象的识别主要依据以下特征：在时间域地震资料中，断层下方地层地震同相轴出现局部“上拉、下拉”；断层下方地层地震同相轴出现垂向错断；相干体平面上断层下盘出现与主断层几乎平行的断层。
但是由于地震资料存在多解性，仅依靠上述特征来识别“断层阴影”是不可靠的，如何有效证明断层下方三角形区域内地震成像畸变是“断层阴影”还是客观存在的地质构造，仍是需要解决的问题。一种准确识别地震资料中“断层阴影”的方法有待建立。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用平均速度识别地震资料中断层阴影的方法，这种利用平均速度识别地震资料中断层阴影的方法用于解决由于地震资料存在多解性，现有技术中识别断层阴影不可靠的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种利用平均速度识别地震资料中断层阴影的方法包括如下步骤：
步骤一、根据研究区地震数据资料、井曲线资料对所有井进行合成地震记录制作及标定；
步骤二、根据井标定结果，在时间域地震剖面上，以井分层位置为参考，对研究区目的层顶、底界面进行层位解释；
步骤三、以层位为约束通过多井速度插值方法建立空间速度体；
步骤四、对空间速度体提取沿目的层顶界面层位的速度切片，获得由地震基准面至目的层顶界面的平均速度，编绘地震基准面到目的层顶面的平均速度图；
步骤五、分析平均速度图的速度变化趋势，识别断层阴影，具体为：实际地质条件下，断层5公里范围内的构造起伏、地层厚度、沉积环境变化忽略不计，则从地震基准面至目的层的平均速度变化忽略不计，因此，在平均速度图上，如果在大断距断层下盘出现速度异常，则判断为断层阴影现象；
步骤六、根据速度变化以及地震反射特征确定断层阴影的影响范围。
上述方案中步骤五中速度异常的特征为：若上覆地层存在低速带被正断层错断，断层下伏目的层顶面的平均速度会异常增大；若上覆地层存在高速带被正断层错断，断层下伏目的层顶面的平均速度会异常减小；若被逆断层错断，速度变化规律则相反。
上述方案步骤六具体为：对研究区地震资料提取相干体，获得沿目的层顶界面层位的相干体切片；根据平均速度图中速度异常初步确定断层阴影范围，再根据相干体切片上主断层下盘伪断层位置、剖面上地震同相轴垂向错断位置和“上拉、下拉”范围进行调整，获得准确的断层阴影的影响范围。“上拉、下拉”的意思是，其中上拉就是局部同相轴异常变高，下拉就是同相轴异常变低。
上述方案步骤一具体为：使用声波时差曲线和密度曲线制作合成地震记录，根据合成地震记录和井旁地震数据的相似性进行位置标定，确保井震达到最佳匹配效果，获得单井的时深关系及速度；对研究区所有井进行合成地震记录制作及标定，明确井上深度域与地震时间域的关系。
上述方案中步骤三具体为：以所有井时深关系为基础，井间以目的层顶、底界面层位为约束插值建立空间速度体，确保井间速度变化趋势符合一般地质规律。
有益效果
1、本发明有助于准确识别地震资料中“断层阴影”现象，提高地震资料解释的准确性，避免了地震资料的多解性，是一种客观的识别方法，适用于海洋及陆地石油天然气勘探领域地震资料解释工作。
2、本发明易于操作且较为敏锐，可以识别小断距下的“断层阴影”。
3、本发明可以获得“断层阴影”的影响范围。
附图说明
图1是合成地震记录标定图；
图2是目的层顶、底界面层位解释剖面图；
图3是目的层顶面层位三维解释效果图；
图4是地震基准面至目的层顶界面的平均速度图；
图5是“断层阴影”范围图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
这种利用平均速度识别地震资料中“断层阴影”的方法：
一、使用声波时差曲线和密度曲线制作单井合成地震记录，根据合成地震记录与井旁真实的地震记录进行匹配操作，具体标定如图1所示。对研究区所有井进行合成地震记录制作及标定，明确各井深度域与地震时间域的关系，落实井分层在时间域地震剖面上的位置。
二、在时间域地震剖面上，以井分层位置为参考，在地震剖面上对目的层顶、底界面层位进行追踪解释，图2是层位解释剖面图；进一步完成全区不同方向剖面的层位解释，获得目的层顶、底界面的三维展布特征，图3是目的层顶面层位三维解释效果图。
三、以所有井的时深关系为基础，井间以目的层顶、底界面解释层位为约束控制趋势，利用数学插值方法建立空间速度体，确保井间速度变化趋势符合一般地质规律。
四、对空间速度体提取沿目的层顶界面层位的速度切片，获得由地震基准面至目的层顶界面的平均速度，编绘平均速度图4。
五、考虑到在实际地质条件下，断层附近一定范围内的构造起伏、地层厚度、沉积环境一般变化不大，因此，从地震基准面至目的层的平均速度变化也一般不大。那么，在平均速度图上，如果在大断距断层的下盘区域出现速度异常，即可判断为“断层阴影”现象。其具体特征为：若上覆地层存在低速带被正断层错断，断层下伏目的层顶面的平均速度会异常增大；若上覆地层存在高速带被正断层错断，断层下伏目的层顶面的平均速度会异常减小。若被逆断层错断，速度变化规律则相反。从图4中可以看出，图中左右各存在一处速度异常高值区域，且异常边界与大断层平行。结合实例研究区的地质情况，首先将能够影响速度异常的构造起伏因素、地层厚度因素、沉积环境因素进行排除，然后明确上覆地层中确实存在异常低速层被错断的情况。因此，判断该速度异常只可能是由“断层阴影”造成的。
根据平均速度图（图4）中速度异常区域可以初步确定“断层阴影”范围。但是由于该速度图是井插值的结果，其边界未必准确。因此需要对研究区地震资料提取相干体，获得沿目的层顶界面层位的相干体切片。再根据相干体切片上主断层下盘伪断层位置、剖面上地震同相轴垂向错断位置和“上拉、下拉”范围进行调整，在平面上勾绘出“断层阴影”影响范围，如图5所示。
Claims (2)
1.一种利用平均速度识别地震资料中断层阴影的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、根据研究区地震数据资料、井曲线资料对所有井进行合成地震记录制作及标定；
步骤二、根据井标定结果，在时间域地震剖面上，以井分层位置为参考，对研究区目的层顶、底界面进行层位解释；
步骤三、以层位为约束通过多井速度插值方法建立空间速度体，具体为：以所有井时深关系为基础，井间以目的层顶、底界面层位为约束插值建立空间速度体，确保井间速度变化趋势符合一般地质规律；
步骤四、对空间速度体提取沿目的层顶界面层位的速度切片，获得由地震基准面至目的层顶界面的平均速度，编绘地震基准面到目的层顶面的平均速度图；
步骤五、分析平均速度图的速度变化趋势，识别断层阴影，具体为：实际地质条件下，断层5公里范围内的构造起伏、地层厚度、沉积环境变化忽略不计，则从地震基准面至目的层的平均速度变化忽略不计，因此，在平均速度图上，如果在大断距断层下盘出现速度异常，则判断为断层阴影现象；速度异常的特征为：若上覆地层存在低速带被正断层错断，断层下伏目的层顶面的平均速度会异常增大；若上覆地层存在高速带被正断层错断，断层下伏目的层顶面的平均速度会异常减小；若被逆断层错断，速度变化规律则相反；
步骤六、根据速度变化以及地震反射特征确定断层阴影的影响范围，具体为：对研究区地震资料提取相干体，获得沿目的层顶界面层位的相干体切片；根据平均速度图中速度异常初步确定断层阴影范围，再根据相干体切片上主断层下盘伪断层位置、剖面上地震同相轴垂向错断位置和“上拉、下拉”范围进行调整，获得准确的断层阴影的影响范围。
2.根据权利要求1所述的利用平均速度识别地震资料中断层阴影的方法，其特征在于：步骤一具体为：使用声波时差曲线和密度曲线制作合成地震记录，根据合成地震记录和井旁地震数据的相似性进行位置标定，确保井震达到最佳匹配效果，获得单井的时深关系及速度；对研究区所有井进行合成地震记录制作及标定，明确井上深度域与地震时间域的关系。
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