地震相干技术的进展及其在油气勘探中的应用

在介绍相干技术基本原理、相干算法发展历程和相干技术发展趋势的基础上,分析了相干技术在油气勘探中的应用.由于其对不连续体非常敏感而广泛应用于断层和裂缝的识别,若与其它地震技术相结合,则可以更好地识别砂体、复杂的断块构造.相干数据体能够反映地质体的空间变化,即不同能量环境下沉积的地质体具有不同的相似性,因此可以通过对相干体切片的分析来判断地质体的空间变化及当时的沉积环境,为寻找有利的储集带和隐蔽性油气藏提供重要的信息.     

地震属性技术在煤田断层识别中的应用

小断层是影响煤炭安全生产的一个重要因素。能否准确解释小断层的构造形态一直是煤炭地震勘探需要解决的核心问题。地震属性技术如蚂蚁追踪、相干能量梯度、谱分解、方差体等以其差异化的属性提取和分析能力,对断层具有较强的指示性,已成为当前断层解释中的常规技术手段。以淮南某工区为例,介绍了四种地震属性技术在断层解释的特点与效果:方差体属性确定了本区大的构造格局,解释本区发育三组不同方向的断裂;相干能量梯度可以明示断层方向,对于倾向为150°的断层,其同方位的相干能量梯度切片比其它方位切片反映的断层清晰度高;谱分解属性对断层的识别能力与频率有关,高频率的谱分解属性切片更容易分辨小断层;同样蚂蚁追踪属性对地层不连续性刻画的更细腻,在本区对5m左右小断层都有清晰辨别。     

礁体及沉积特征在高分辨率相干属性剖面上的特征分析

目前国内、外主要应用相干分析技术进行断层裂缝识别和河道砂体空间展布特征等的分析,而且也主要应用相干体的平面特征来进行平面分析。我们发现,相干体的剖面细节信息对于一些沉积特征(上超、前积等)和礁体特征(边界、内幕等)往往要比原始的振幅剖面特征清楚得多。特别是利用高分辨率相干分析结果,完全可以在相干属性剖面上进行一些沉积特征的分析,甚至层位的对比解释等。这里结合实际地震资料,探讨总结了礁体及相关沉积现象在相干属性剖面上的特征,并结合相干属性的平面特征进行了礁体及沉积特征的识别,取得了良好效果。     

用相干体属性开展断层识别

利用地震属性可以提高三维地震解释的精度和速度,并且节约成本,有利于矿井安全生产。在重点对相干体属性做出阐述和分析的基础上,以永城煤矿为研究区,首先正确合理选用相干体属性的最优参数,然后将相干体属性应用于实例获取数据体,再从属性数据体中提取出沿层切片,最后对地震数据进行相干体处理后得到了地震剖面。与不经相干处理的的地震原始剖面相比较,经相干处理的地震剖面更清晰地反映了地层和断层。相干体方法是有前途的地震剖面解释方法。     

构造曲率与振幅曲率在地震资料解释中的应用

通过对曲率属性的分析对比,寻找适合研究区的曲率,从而提高解释的精度和效率。振幅曲率与构造曲率在数学上是相互独立的,通过对地震振幅数据的二阶微分求取可以得到振幅曲率属性。针对断层以及地质异常体在常规地震剖面上表现为同相轴的变化、扭曲、振幅突变等特征,利用曲率属性上表现为线性构造,进行断层以及地质异常体的识别,同时总结了曲率属性在解释应用中应注意的问题。振幅曲率不但能反映构造特征,同时能够突出由地质因素造成的振幅差异,从而反映地质特点,对刻画地质体的轮廓、分层结构、断裂系统等非常有效。应用实例表明,曲率属性能够有效识别出断裂发育分布,利用振幅曲率断层的轨迹,沉积体边界刻画得清晰、连续,利于解释,可减少解释多解性。     

基于实时矢量剪切的三维地质体模型序贯剖面可视分析方法

三维地质模型是地质结构、成分、构造和地质数据在三维可视化空间的有效载体。而基于矢量剪切技术的地质切片,可以直接从三维地质体模型上快速提取纵横交错的虚拟地质剖面,直观地显示地下某一位置的地层结构及地质构造的空间形态。但孤立的地质剖面不能很好地表征地质结构、构造及地质现象的空间连续变化。为此,提出了一种基于实时矢量剪切的三维地质体模型的序贯剖面可视分析方法。运用基于多线程的实时矢量剪切技术,分别完成每个虚拟剖面的地质结构、构造和属性特征的布尔运算,生成具有空间拓扑结构和属性特征的可视化地质切片;依次生成整个地质体模型的多组序贯剖面,最终实现对三维地质模型的结构进行连续、动态显示。通过定制界面进行扫描方向、线程、剖面帧数等参数的控制,具有很好的灵活性、可控性和自动化程度,实现了对三维地质模型的实时、多角度序贯剖面的动态扫描,使得地质空间可视化分析更加直观、高效、灵活。     

利用相干属性剖面特征进行层位解释

利用相干属性的平面特征进行断层识别及沉积特征识别,已得到了较为广泛的应用,而相干属性的剖面特征却常常受到忽略。我们的研究表明,除平面特征外,相干属性的剖面特征往往能提供关于地质构造和沉积特征的更加精细的信息,特别是可以直接利用相干属性剖面进行层位追踪解释。而且在利用相干属性剖面特征进行层位解释时,具有层位追踪准确,分辨率高等优点。这里提出利用相干体属性的剖面特征进行层位追踪解释的方法,并通过对比利用振幅剖面特征进行层位解释的方法步骤,探讨总结了利用相干剖面进行层位追踪解释的优缺点,以及利用相干属性剖面进行层位追踪解释的方法步骤和工作流程,为层位的追踪解释提供了另一种可选择的方法,这种方法在实际应用中也取得了良好的效果。     

煤层层滑构造地球物理特征及预测方法

煤层层滑构造会引发煤层性质变化,进而影响煤矿安全开采。为此基于层滑构造发育的地质特征,应用反射波运动学以及动力学研究方法,对煤矿已揭露地质信息与地震剖面进行对比,研究煤层层滑构造的地震响应特征。通过分析层滑构造在不同地震属性下弹性波运动学及动力学特征及其变化规律,确立不同地震信息响应特征与层滑构造之间的关系。基于层滑构造所引发的煤层变化及地震响应变化规律,利用多信息融合技术解释区域内煤层厚度变化规律、划分构造煤发育带,进而圈定层滑构造区域。     

黔东南地区平秋剪切带的厘定及含矿性

根据力的作用与反作用原理,构造作用过程中携带大量的能量(力),在作用于不同属性地质体时会有不同的表达方式。由此,剪切带构造在浅变质碎屑岩区和长英质花岗岩区中的变形特征差异较大。以黔东南地区平秋剪切带为例,厘定剪切带构造在不同尺度上表现特征,并通过构造地球化学剖面探讨该剪切带的含矿性,确定剪切带构造与该区金成矿的关系。     

蚂蚁+RGB属性融合技术在淮北QD矿断层解释中的应用

蚂蚁+RGB属性融合解释方法将基于颜色空间的多属性融合技术引入属性分析中,克服了单一属性在准确反映地质体赋存形态及异常的不足。该解释方法对于突出各分频属性中能量近似区域有很好的效果,可以突出共性、弱化差异。以淮北QD矿的解释为例,利用蚂蚁数据体提取了方差属性、倾角属性体、及相干属性体。通过比较,三种属性无论对大断层还是小断层,都存在着不足,如反映不清晰、或不连续等。将通过蚂蚁+RGB属性融合后,其断层在数据体上的形态与边界反映清晰。该项技术在该矿共解释断层149条,其中与常规解释一致的为99条,新解释断层50条。解释成果经矿方实际采掘验证,吻合率达80%以上。     

城市复杂地面沉降永久干涉雷达监测属性分类研究

城市地物覆盖类型复杂多样,空间变异性大,使得不区分地物类型的沉降监测难以准确反映多因素影响下的城市地面沉降特征.受到SAR影像空间分辨率的限制,以往利用PS-InSAR技术进行的地面沉降监测无法实现PS(永久散射体)监测点的属性分类.本文选取地面沉降严重、工程建设强度大的天津塘沽作为研究区,利用1m高空间分辨率的Ter...     

波阻抗反演在东胜煤田勘探中的应用

东胜煤田为陆相沉积煤田,具有含煤层数多、厚度不均、层间距不稳定等特点,勘探区内地震反射波追踪对比存在多解性,严重影响了煤层的追踪对比。为破解该难题,对东胜煤田地震勘探资料进行了以模型为基础的多井约束岩性宽带反演,即:利用该勘探区的地震数据资料、对煤层反射波解释层位、断层数据,结合测井数据、岩性柱状数据及其它地质资料,进行多井约束下的二维叠后反演,对所得到的反演数据体再依据反演原理,结合已知测井数据进行地震属性反演,最终得到能够反映岩性变化的波阻抗数据。对波阻抗反演数据进行煤层追踪对比解释,准确圈定出区内煤层的赋存范围,并合理解释了煤层分叉、合并、尖灭及厚度变化等地质现象,取得了较为可靠的地质成果。     

应用测井资料的"三瞬"属性进行地层划分及对比研究

地层划分及对比是油气田勘探开发一项重要且存在难题的工作,提出应用 Hilbert-Huang变换方法提取常规测井资料(自然伽马、声波时差等)的"三瞬"属性特征进行地层划分及对比,即"瞬时频率"、"瞬时振幅"、"瞬时相位"3个属性,揭示了测井数据各深度处的频率特性,可以清晰反映出频率变化的结构特征.依据不同属性的振荡异常刻度层序边界,不同频率成分的属性振荡周期变化特征刻度不同规模的层序旋回周期特征,进而利用"三瞬"属性信息进行地层对比,刻画地层内部特征.利用这些属性异常可以清晰地找到对应地层序列中不同级别的界面,进而实现对各级层序划分,在各级层序格架控制下,进行各级地层等时对比.提取测井资料的三瞬属性为高分辨率层序地层研究提供了一种新的方法思路,为推动高分辨率层序地层学的发展具有重要意义.     

基于地震波形差异属性精细分析煤矿陷落柱边界及发育高度

通过对煤炭采区三维地震属性的研究,提出了基于地震波形差异属性解释煤矿陷落柱的发育边界、发育高度的技术方法,实例表明：地震波形差异属性对地质异常体的分辨能力与参与波形差异比较的道数及时间分析窗口大小有关,多道数、大时窗,可突出大的地质异常;相反少道数、小时窗可有效反映小的地质异常体,特别是对小地质异常体边界的刻画会更准确。与地震时间剖面、地震属性切片及倾角属性剖面相比,地震波形差异属性解释陷落柱在煤层中的发育边界、发育高度方面具有明显的优势。     

开平煤田深部9煤厚度预测的数学模型分析

开平煤田深部9煤层是重要的战略后备资源．对煤厚预测的可靠程度,是准确估算资源量的关键。根据该煤田沉积环境、赋煤规律及构造发育特征,选择了3条不同方向的剖面,建立了以煤层厚度及煤层厚度预测点与煤层露头之问距离的线性回归模型、多项式模型及波动模型,并利用Matlab数学建模软件,对各种数学模型进行拟合。根据该煤田沉积特点,对拟合结果进行分析与对比,在此基础上选择最佳数学模型,对开平煤田深部9煤厚度进行预测。拟合结果显示,深部9煤的煤厚变化规律明显,符合多项式拟合公式,其中三次多项式预测模型的置信度较高,能较好反映深部9煤厚度变化。     

活断层的地震响应特征与瞬时地震属性

活断层探测是断层活动性评判的基础,也是天然地震灾害预防的依据,而浅层地震勘探是活断层探测的有效方法之一;而目前利用浅层地震方法评判断层活动性的能力亟待提高.通过构建了不同宽度破碎带的活断层理论模型,采用二维粘弹性波动方程有限差分法进行了波场响应特征模拟,运用希尔伯特变换方法提取了瞬时频率和相位属性.结果表明:地震水平叠加剖面和瞬时属性相结合可有效获取穿过第四系活断层的响应特征和实现断层活动性评判;当相干噪声达到30%时,水平叠加和瞬时频率属性剖面已难以追踪第四系中弱反射信号,而瞬时相位属性剖面仍可有效追踪;在实际活断层判定中,水平叠加、瞬时频率与瞬时相位地震属性剖面均可判断断层的存在,而穿过第四系的断层 (或破碎带) 特征瞬时相位属性最为明显和突出,水平叠加剖面次之,瞬时相位地震属性是判定断层活动性的重要和有效的属性.      

利用地震模拟技术研究逆断层的断点位置

在地震资料解释阶段,可根据解释结果进行正演模拟,以验证解释结果的可靠性,并通过模型正演方式了解地下波场的细微变化,提高解释精度。依据内蒙古鄂托克前旗沙章图矿区DF2逆断层的赋存形态,建立的地质模型,并围绕其逆断层的断点位置、埋深、地层速度等,对各种接收排列进行射线追踪实验。通过改变开动的道数、道距及偏移距,观察各种参数下射线追踪的分布情况及模拟时间剖面的面貌。正演结果表明利用射线模型追踪的模拟地震反射剖面与实际时间剖面完全吻合,其确定的逆断层断点位置及断面倾角合理。     

北山地区扎格高脑盆地CEMP采集试验研究

为确定北山地区电法野外采集参数,有效合理地开展连续电磁剖面法(Continuous Electromagnetic Profiling,CEMP)勘探,以扎格高脑盆地为例,针对野外资料采集的主要因素,制定了采集参数的试验研究工作,通过视电阻率曲线成图对比分析了各项参数所对应的数据采集结果,确定了电极距长度和采集时间。综合研究认为:研究区布极电极距长度宜采用100 m,个别困难地区可适当缩短电极距,但至少需大于70 m;野外有效采集时间选择12 h效果较好,特殊情况下不低于8 h,干扰区需适当延长采集时间;针对接地电阻、刮风干扰等影响野外数据采集质量的不同情况,总结分析了质量控制对策与改善措施。实测剖面解释结果表明,CEMP能较好地揭示研究区主要地层展布情况,反映研究区构造特征。该研究结果可为北山地区中生代盆地群CEMP勘探部署提供依据。     

北山地区扎格高脑盆地CEMP采集试验研究

为确定北山地区电法野外采集参数,有效合理地开展连续电磁剖面法(Continuous Electromagnetic Profiling,CEMP)勘探,以扎格高脑盆地为例,针对野外资料采集的主要因素,制定了采集参数的试验研究工作,通过视电阻率曲线成图对比分析了各项参数所对应的数据采集结果,确定了电极距长度和采集时间。综合研究认为: 研究区布极电极距长度宜采用100 m,个别困难地区可适当缩短电极距,但至少需大于70 m; 野外有效采集时间选择12 h效果较好,特殊情况下不低于8 h,干扰区需适当延长采集时间; 针对接地电阻、刮风干扰等影响野外数据采集质量的不同情况,总结分析了质量控制对策与改善措施。实测剖面解释结果表明,CEMP能较好地揭示研究区主要地层展布情况,反映研究区构造特征。该研究结果可为北山地区中生代盆地群CEMP勘探部署提供依据。     

二维小波变换与中值滤波联合去噪方法研究

由于随机噪声是一种频带较宽的干扰波,因此依靠单一的去噪处理方式往往难以获得清晰反映目标体的地震信息。小波变换能够较好的去除高斯噪声,保留有效波中、高频成分,提高记录的信噪比,但去除脉冲噪声的效果却并不理想;中值滤波具有良好的边缘保持特性,虽低频去噪声效果有限,但去除脉冲噪声效果明显。因此可利用二维小波变换与中值滤波优势互补的方法,进行叠前去噪处理,达到去除宽频随机噪声的目的。首先运用二维小波变换的理论,采用自适应门限阀值方法进行去噪,同时结合中值滤波方法联合去噪。模型与实际数据的应用效果表明,联合去噪方法可有效压制噪声能量、保留高频有效信号、提高地震记录信噪比与分辨率。