地震相分析技術(shù)應(yīng)用淺析

毛洪濤

中國石油遼河油田公司分公司勘探開發(fā)研究院，中國·遼寧 盤錦 124010

1 引言

目前，國際比較流行的地震相分析方法主要有：①波形分類法，主要通過分析地震道間的振幅等屬性的異常來分析沉積相的變化，這是大部分商業(yè)軟件所采用的算法；②地震屬性特征映射法[1-2]，地震屬性特征映射起源于地震地層學(xué)，通過定義典型地震相的反射特征來進行映射；③基于地震地貌學(xué)的相劃方法，地震地貌學(xué)[3]主要借鑒了地貌成像的方法，能夠立體地反映沉積空間的特點。雖然中國早已開展了地震相研究并取得了許多豐富的成果，但地震屬性參數(shù)在地震相中的應(yīng)用以及地震相的自動識別的研究比較少，尤其是對地震屬性進行優(yōu)化后自動識別地震相的幾何形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究沒有深入。隨著對地震相不斷研究，多地震屬性參數(shù)在地震相中的應(yīng)用研究會得到進一步深入，地震相的自動識別技術(shù)會進一步發(fā)展。

2 地震相的定義

地震相是指沉積物(巖層)在地震剖面圖上所反映的主要特征的總和。地震相標(biāo)志分為：內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)、反射連續(xù)性、反射振幅、反射頻率、外部幾何形態(tài)及其伴生關(guān)系。

3 地震相成圖原理

將各地震剖面上同一地層中的地震相單元投影到平面圖上，并將它們連結(jié)成為平面相區(qū)，就可以得到某一時期地層的地震相平面圖。

4 地震相劃分原則

①基本上只按照主測線的地震相特征編圖，對聯(lián)絡(luò)線僅用作參考。

②在勾圖時，選擇可以反映垂直沉積相走向的地震相特征。例如，當(dāng)一個方向為前積構(gòu)型而另一方向為波狀構(gòu)造時，將該點作為前積構(gòu)型處理。再如，當(dāng)一方向為高振幅高連續(xù)結(jié)構(gòu)，而另一個方向為中振幅中連續(xù)結(jié)構(gòu)時，把該點當(dāng)作后者處理。

5 地震相命名原則

對所劃分出的地震相單元可根據(jù)地震反射構(gòu)型+地震反射結(jié)構(gòu)(視振幅、視頻率、連續(xù)性)的順序來命名。當(dāng)?shù)貙訂卧獌?nèi)部上述三個方面的特征上、下都比較均勻時，可直接按“視振幅+視頻率+連續(xù)性”的順序進行描述和命名如“強振幅高頻高連續(xù)性反射結(jié)構(gòu)”，當(dāng)?shù)貙訂卧獌?nèi)部以上特征上下不均勻時，則可在上述命名基礎(chǔ)上加上垂向上的變化特點進行描述和命名如“振幅向上增強反射結(jié)構(gòu)”。

6 地震相轉(zhuǎn)沉積相思路

從盆地整體著眼，從沉積體（骨架相）識別入手，以盆地宏觀沉積模式為指導(dǎo)，以鉆井做為控制點，與地震宏觀巖性預(yù)測技術(shù)相結(jié)合，綜合分析推斷，以預(yù)測沉積相的性質(zhì)和展布（見圖1）。

圖1 地震相轉(zhuǎn)沉積相思維導(dǎo)圖

沉積體是水流體系和物源的最直接的體現(xiàn)，構(gòu)成了沉積體系域中重要的組成部分——骨架相。而只要把骨架相的性質(zhì)和展布規(guī)律搞清楚，充填于其間的其他沉積相單元乃至于沉積體系域的性質(zhì)也就迎刃而解，正所謂“綱舉目張”。

從地震相的特點上看，識別宏觀沉積體是其獨到的長處。它可以在三度空間上清楚地刻劃沉積體的外形和巖層的疊置模式，而這是識別沉積體的極為重要的依據(jù)。由于沉積體的識別主要利用的是幾何地震學(xué)的信息，因此其受地震資料采集和處理因素的影響比較小，可靠程度比較高。大多數(shù)沉積體都有明顯的差別，故“同一地震相對應(yīng)多種沉積相”的問題相對比較小。即使那些多解性較強的沉積體，也可以根據(jù)其它標(biāo)志綜合研究而加以區(qū)分。

盆地宏觀沉積模式是關(guān)于沉積盆地之構(gòu)造、氣候背景對于沉積環(huán)境進而對沉積體系域特征的時空發(fā)育演化控制作用的全面深入的概括和總結(jié)。因此，掌握了沉積盆地的背景控制因素就可以通過沉積模式對其沉積相特征進行預(yù)測和推斷。

在地震相分析時，因地震資料中具有的沉積信息比較少，加上多解性強、分辨率低的問題，深感可用資料不足。然而地震資料在反映盆地的構(gòu)造背景、演化規(guī)律、古地形特征、物源區(qū)遠近等背景控制因素方面具有獨到能力，所以有必要采用盆地宏觀沉積模式類比方法。

以鉆井作為控制點，可有力地增強對地震反射特征地質(zhì)意義的理解。這與由鉆井出發(fā)建立地震相模式進而“轉(zhuǎn)相”有著本質(zhì)不同，地震相與沉積相之間不具有一一對應(yīng)關(guān)系，因此在其二者關(guān)系對照中，一種地震相可以與多種沉積相相對應(yīng)。鉆井的作用在于確定該處這種地震相應(yīng)當(dāng)屬于什么沉積相。至于其他地區(qū)相同地震相應(yīng)當(dāng)作何解釋，應(yīng)當(dāng)根據(jù)該區(qū)與骨架相的相互關(guān)系，以及與控制井點的相互關(guān)系，根據(jù)盆地沉積模式加以推斷。

7 常見的地震相反射結(jié)構(gòu)

7.1 雜亂反射結(jié)構(gòu)

雜亂反射結(jié)構(gòu)的基本特征就是振幅很強，但又不連續(xù)，故顯得很雜亂。振幅強意味著巖性或巖層厚度橫向變化劇烈，從而反射系數(shù)橫向上變化很大。這種反射結(jié)構(gòu)往往發(fā)育于沖積扇、陡崖濁積扇、海底扇等扇體中，或者由于重力滑動或構(gòu)造變動而強烈變形了的地層里（見圖2）。

圖2 雜亂反射結(jié)構(gòu)

7.2 無反射結(jié)構(gòu)(極低振幅中連續(xù)性結(jié)構(gòu))

無反射條件的基本特征就是振幅極低，幾乎看不出同相軸的存在。在這種情況下很難評價連續(xù)性的好壞，故籠統(tǒng)地稱之為中連續(xù)性。形成無反射結(jié)構(gòu)的根本原因是巖性均一，形不成反射界面。這與巖性本身無直接關(guān)系，巨厚的深湖相泥巖、濱海相砂巖、陸棚相灰?guī)r、白云巖以及泥質(zhì)沉積很貧乏的辮狀河砂巖中都可發(fā)育這種反射結(jié)構(gòu)。它們的巖性差別很大，但都在宏觀上都很均一（見圖3）。

圖3 無反射結(jié)構(gòu)

7.3 三高反射結(jié)構(gòu)(高振幅、高頻、高連續(xù)性結(jié)構(gòu))

三高反射結(jié)構(gòu)的特征是振幅、頻率、連續(xù)性都很高。振幅高意味著界面上下巖性差異大；頻率高意味著層厚較薄且頻繁交替；連續(xù)性高則意味著巖性和巖層厚度橫向上很穩(wěn)定。它是濁積砂發(fā)育的深海相、深湖相或者薄煤層穩(wěn)定發(fā)育的淺湖沼澤相的典型特征（見圖4）。

圖4 三高反射結(jié)構(gòu)（高振幅、高頻、高連續(xù)性）

8 結(jié)論

地震相分析是進行沉積相研究的一種強有力的方法，過去一直沿用傳統(tǒng)的“相面法”，即通過肉眼來觀測地震反射特征，并與所建立的標(biāo)準(zhǔn)地震相特征進行比較，判別屬于何種地震相，這種方法應(yīng)用于局部的地震資料解釋和分析中尚可，但是多解性強，解釋和識別精度較低。隨著地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)、計算機技術(shù)的提高，采集資料品質(zhì)的提高，通過一定的數(shù)學(xué)方法對地震數(shù)據(jù)體進行分析和計算，提取出能夠反映沉積相變化的屬性參數(shù)，依據(jù)地震屬性參數(shù)的空間變化劃分地震相，這種方法得到的地震相和沉積相更為可靠。