螞蟻體追蹤技術(shù)在沙頭圩區(qū)塊斷裂解釋中的應(yīng)用

李曉磊

摘 要：螞蟻體追蹤技術(shù)是基于螞蟻算法形成的三維地震解釋技術(shù)，螞蟻算法主要原理是模擬真實(shí)蟻群集體覓食行為產(chǎn)生的一系列群體本能動(dòng)作和信息反饋。應(yīng)用螞蟻體追蹤技術(shù)解釋沙頭圩區(qū)塊斷裂系統(tǒng)，加深了對(duì)地質(zhì)及構(gòu)造細(xì)節(jié)的認(rèn)識(shí)，克服了解釋工作中的主觀性，大幅縮減了人工解釋時(shí)間，有效提高解釋精確度。

關(guān)鍵詞：螞蟻體追蹤技術(shù);三維地震解釋;斷裂系統(tǒng);沙頭圩區(qū)塊

1 方法原理介紹

人們受很多自然現(xiàn)象啟發(fā)得出一些理論，如螞蟻算法就是通過(guò)真實(shí)螞蟻覓食的群體行為提出來(lái)的，這里面大量的觀點(diǎn)都源自真的螞蟻群，螞蟻被視為是算法所定義人工蟻群中，具備簡(jiǎn)單功能的一個(gè)工作單元。二者間的類似點(diǎn)為優(yōu)選信息濃度大路徑，二者不同在于人工螞蟻所獨(dú)有的記憶能力，可以記住已訪問(wèn)完成的節(jié)點(diǎn)，并且人工螞蟻的選擇規(guī)律主要有一定的算法機(jī)制，有意識(shí)尋找到最短路徑，并不像真的螞蟻那種盲目去選擇。

螞蟻優(yōu)化算法包含嚴(yán)格的并行、選擇和信息素更新等三大機(jī)制：

①嚴(yán)格并行機(jī)制。各螞蟻在同一輪搜索過(guò)程中只參考截止上一輪搜索路徑上留下的信息素量;

②選擇性機(jī)制。被選擇概率比較大的是信息素濃的路徑，單只的螞蟻會(huì)按轉(zhuǎn)移概率去尋求下一個(gè)節(jié)點(diǎn);

③信息素的更新機(jī)制。螞蟻途中所經(jīng)過(guò)路徑上的信息素會(huì)增加，并且隨著時(shí)間延長(zhǎng)而揮發(fā)。

Petrel構(gòu)造解釋模塊中的螞蟻體追蹤技術(shù)是以蟻群算法作為基礎(chǔ)，撒播一大批人工“螞蟻”在地震數(shù)據(jù)體中進(jìn)行追蹤，當(dāng)有滿足預(yù)設(shè)斷裂條件的斷層被人工螞蟻發(fā)現(xiàn)時(shí)，它們“釋放”出某一種信號(hào)，召集起在該區(qū)域的其他螞蟻集中對(duì)該斷裂追蹤，一直到完成該斷裂區(qū)域的追蹤和識(shí)別。通過(guò)螞蟻?zhàn)粉?，最終能夠得到一個(gè)具有清晰斷裂痕跡、噪音低的數(shù)據(jù)體?？梢宰R(shí)別微小斷裂及裂縫發(fā)育帶，識(shí)別精度很高。想得出斷裂系統(tǒng)的最終解釋結(jié)果，就要提取所獲得的螞蟻屬性體的自動(dòng)斷片，在提取的過(guò)程中可以人為來(lái)設(shè)置種子點(diǎn)，而且對(duì)提取的斷片篩選、編輯和評(píng)價(jià)。

2 螞蟻體追蹤技術(shù)工作流程

第一，噪聲壓制技術(shù)被應(yīng)用于地震資料的預(yù)處理，采用邊緣探測(cè)技術(shù)方法，加強(qiáng)地震資料在空間上的不連續(xù)性。

第二，建立螞蟻?zhàn)粉櫫⒎襟w。螞蟻?zhàn)粉櫵惴ㄊ且环N新型斷層解釋技術(shù)，具有建立在突出斷面的特征。通過(guò)該算法可自動(dòng)提取斷層組，產(chǎn)生螞蟻屬性體。在Petrel地震解釋模塊中合理設(shè)置初始螞蟻邊界、螞蟻?zhàn)粉櫛畴x、螞蟻步長(zhǎng)等參數(shù)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)算生成螞蟻屬性體。

第三，提取斷層，并評(píng)價(jià)、校正和篩選。需要人工交互操作，提取的斷層必須通過(guò)評(píng)價(jià)、校正和篩選，從而得出最終解釋結(jié)果。在這個(gè)過(guò)程中要利用柱狀圖濾波器和交互式立體網(wǎng)絡(luò)完成。

第四，確定最終斷層解釋模型。確定斷層既可進(jìn)一步地震解釋，也可直接輸入到斷層模擬中。

3 螞蟻體追蹤技術(shù)在沙頭圩區(qū)塊的應(yīng)用

本次研究的沙頭圩區(qū)塊主要勘探目標(biāo)為二疊系童子巖組巖溶縫洞儲(chǔ)層，二疊系童子巖組地震反射旅行時(shí)介于0.75-0.8s之間，提取螞蟻屬性體0.78s的等時(shí)切片（圖1）。由于目的層地層破碎嚴(yán)重，螞蟻的屬性體中含有一些斷裂的假象，盡管如此還是可以反映出斷裂系統(tǒng)整體空間展布出的特征。圖中青色部分為螞蟻體識(shí)別中較大裂縫，ss9井區(qū)大斷裂展布與構(gòu)造解釋成果基本一致（圖1），淺灰色為微型裂縫，整體北西方向展布，局部成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在整個(gè)區(qū)塊均有發(fā)育，東部潛山構(gòu)造高部位尤為發(fā)育。從0.78s切片上看，ss9井、c3井、sha2井微型裂縫發(fā)育，c1井、c2井、ss28井裂縫不發(fā)育。通過(guò)實(shí)鉆井在地震時(shí)間對(duì)應(yīng)的深度上裂縫發(fā)育情況判別，裂縫識(shí)別分析結(jié)果與實(shí)鉆情況吻合度高，因此螞蟻體追蹤技術(shù)可以作為沙頭圩區(qū)塊微型裂縫發(fā)育及展布情況識(shí)別的有效技術(shù)手段。

4 結(jié)論

①螞蟻?zhàn)詣?dòng)解釋前的準(zhǔn)備：對(duì)地震資料進(jìn)行構(gòu)造平滑處理，利用好方差體屬性、傾角屬性等增強(qiáng)地震數(shù)據(jù)空間的不連續(xù)性;

②螞蟻?zhàn)詣?dòng)解釋對(duì)低級(jí)一些的序斷層識(shí)別能力更強(qiáng)，可能識(shí)別任何人工解釋遺漏部分的小斷層，提取的斷層可以輔助人工解釋，可以有效提高地震解釋工作效率。

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