精细地震解释技术（共7篇）
精细地震解释技术 篇1
1 资料精细解释的目标
本次山东某煤田三维地震勘查资料精细解释以达到高精度为原则, 由于三维地震勘查具有区域覆盖密度高、空间分辨力强、成像好、显示效果直观等优点, 为构造解释、构造特征描述提供更详细依据。解释过程中, 重点抓住小褶曲与小断点等地质现象的识别、分析和解释, 可靠地控制主要煤层等目的层的赋存及断裂构造的发育情况, 为煤矿的设计和生产提供可靠的三维地震勘查资料。
2 资料解释方法
2.1 资料解释流程
资料解释流程如图1所示。
2.2 层位标定及波组特征
2.2.1 层位标定
根据区内7～9号钻孔的物理测井曲线, 进行人工合成地震记录, 给地震时间剖面上的反射波赋予地质含义, 从而完成层位标定, 如图2所示。
从图2可看出, 合成地震记录与地震时间剖面二者波组吻合很好, 所以, 对各目的层反射波的对比、解释、确定是正确的。
2.2.2 波组特征
2.2.2.1 TQ+N波
形成于新生界底界面与下伏地层顶界面附近的反射波。由于上、下接触地层之间物性差异大, 所形成的反射波能量较强, 一般双相位显示, 可以全区连续对比追踪。但在对比追踪过程中有时会因下伏基岩顶界面风化程度的差异, 波形强弱变化较大。
2.2.2.2 T3上波
形成于3上1、3上2煤层与上下围岩之间, 3煤层厚度在0.5～3.18 m之间, 处于谐振厚度范围内, 可获得能量强、信噪比高、连续性好的T3上波, 由于煤层受冲刷、煤质变化、煤层厚度变化较大等影响, 致使T3上波在平面追踪过程中振幅强弱变化较大, 对构造解释有一定影响。
本次解释以T3上波同相轴对比追踪及提取该波振幅信息进行分析, 完成对3上煤层赋存形态、构造及煤层厚度的解释。该波是本区主要目的层反射波。
2.2.2.3 T16波
形成于16、17煤层与上下围岩之间, 但鉴于该煤层较薄 (0.44～1.85 m) 且处于最深部, 在上覆地层能量的吸收作用及球面扩散影响下, T16波能量较弱, 稳定性差, 无法连续对比追踪, 当上部无3上煤赋存时, T16波能量变强, 连续性变好。
2.3 波组对比
在完成时间剖面上目的层位标定之后, 即可在三维数据体上充分利用可视化技术, 多角度、多参数进行综合对比解释。对比解释的原则按照从已知到未知、由浅到深地对同一特征波组进行连续对比追踪。
2.4 瞬时振幅解释
在资料解释中, 在与3煤层对应的T3波中提取的均方根瞬时振幅值, 生成顺层振幅值彩色平面图, 把平面图上振幅值小于5 000的范围圈出来。通过与已知钻孔拟合、标定后认为该范围为3煤层冲刷、变薄范围 (一般煤厚小于1 m) 及岩浆岩侵入范围, 如图3所示。
煤层冲刷、变薄范围及岩浆岩侵入范围解释是以地震时间剖面为基础, 结合瞬时振幅、钻孔资料、区域地质资料综合研究分析后确定的。
煤层冲刷、变薄范围在时间剖面上表现特征:煤层冲刷、变薄范围在时间剖面上表现为煤层反射波变弱或消失, 但上、下辅助波组反映较强、清晰, 如图4所示。而岩浆岩侵入范围在时间剖面上表现为煤层反射波及上、下辅助波组反映较弱或消失, 本次勘探范围内没发现煤层被岩浆岩吞蚀、变焦现象。
由于影响因素较多, 难以作到定量解释, 精度、准确性较低, 仅供参考使用。
2.5 连井时间剖面解释
连井时间剖面可以确定反射波组的属性, 控制目的层的对比连接。在信噪比不太高的情况下, 在数据体上切出连井时间剖面, 对解释非常有利, 如图5所示。
2.6 等时水平切片、方差体解释
2.6.1 等时水平切片图
等时水平切片图是在三维数据体上某一t0时刻的横切面。等时水平切片图的主要优点是对地质信息有一定的放大作用, 有利于对小断层的解释。在地层不是水平的情况下, 它不仅包含目的层信息, 也包含延伸到该时间的许多不同层位的地质信息。等时切片图上同相轴的中心相当于等时线。通过对以时间为顺序的一系列等时切片的分析, 可以了解目的层水平方向及垂向方向的特点, 如地层走向、主要构造的空间和平面分布等, 可以进行构造或其他异常分析等时水平切片图是在三维数据体上某一t0时刻的横切面。等时水平切片图的主要优点是对地质信息有一定的放大作用, 有利于对小断层的解释。在地层不是水平的情况下, 它不仅包含目的层信息, 也包含延伸到该时间的许多不同层位的地质信息。等时切片图上同相轴的中心相当于等时线。通过对以时间为顺序的一系列等时切片的分析, 可以了解目的层水平方向及垂向方向的特点, 如地层走向、主要构造的空间和平面分布等, 可以进行构造或其他异常分析。
图6为400 ms时间的等时水平切片图。图上用绿颜色标出的同相轴就是本区T3上波连续对比的同相轴, 它较好地表示了3上煤层的构造形态、断层等分布状况。
2.6.2 方差体解释
方差体技术在三维地震勘探数据体断层解释方面逐渐得到应用。三维方差数据体解释技术特点在于应用相邻地震信号时间样点之间的差异性来突出非相干异常物性层在横向上的变化。任意一点的方差值σt2由公式计算:
式中wj-t—三角形权重因子函数;
xij—第i道第j个样点的地震数据振幅值;
—所有道 (i) 数据在j时刻的平均振
L—方差计算时窗的长度;
I—在计算方差时所选用的数据道数。
断层在断点附近振幅值的微小异常, 在进行统计计算时, 经相干方差分析, 更加凸现了非相干值, 而这些异常值出现的地方往往与地质界面物性变化有关, 当非相干异常呈现线性分布且与地质规律相符时便是断层发育条带的反映。较明显地表示了方差数据体顺层切片上断层的响应情况。
3 结论
本次山东某煤田三维地震勘查资料精细解释以达到高精度为原则, 通过人工合成地震记录等层位标定、波组对比、瞬时振幅、连井时间剖面、等时水平切片、方差体等解释技术, 重点抓住小褶曲与小断点等地质现象的识别、分析和解释, 可靠地控制了主要煤层等目的层的赋存及断裂构造的发育情况, 为煤矿的设计和生产提供了可靠的三维地震勘查资料。
摘要：以山东某煤田三维地震勘查资料精细解释达到高精度为原则, 通过人工合成地震记录等层位标定、波组对比、瞬时振幅、连井时间剖面、等时水平切片、方差体等解释技术, 重点抓住小褶曲、小断点等地质现象的识别、分析和解释, 可靠地控制了主要煤层等目的层的赋存及断裂构造的发育情况, 为煤矿的设计和生产提供了可靠的三维地震勘查资料。
关键词：复杂地区,煤田,三维地震勘查,资料精细解释
精细地震解释技术 篇2
随着煤矿综合采煤技术的推广应用, 仅用常规三维地震解释方法很难对地质异常体做出更精细描述、满足开采要求。小波分析、相干体、地震属性、波阻抗反演等技术的不断发展, 使煤田三维地震精细解释成为可能。
1 精细解释技术
1.1 小波变换技术[1,2,3]
小波变换是上世纪90年代发展起来的一项新技术, 他具有良好的时一频分析特性, 具有时间域和频率域的良好局部化特征。小波变换分析方法通过伸缩、平移功能实现对地震信号的时频局部化分析, 展现信号的瞬态反映。小波变换的小尺度分解可以有效保护地震信号中的高频成份, 使波组关系清晰, 提高分辨率, 有效识别小断层。
1.2 相干体技术[4,5,6,7]
从1995年第65届SEG年会召开以来, 相干体技术便广泛应用于世界许多油田的三维地震资料解释中, 在寻找古河道与解释断层等方面均有许多成功之例[4]。本原理是在偏移地震数据体中, 用每一道样点求得与周围数据的相干性, 形成一个表征地层相干性的三维数据体。当地层连续性遭到破坏时, 如尖灭、断层等, 地震波的变化表现边缘相似性突变。根据这一特点, 在地震相干体水平及顺层切片上, 可以直观反映断层展布和煤层的尖灭等。
1.3 波阻抗反演技术
波阻抗反演技术是目前常用的岩性勘探技术手段之一, 它充分利用测井资料的高垂向分辨率和地震资料的高横向分辨率的特点, 将反映目的层界面信息地震波数据转化为反映地层信息的波阻抗数据。有效地将测井资料与地震资料有机地结合起来。
2 应用实例
内蒙古自治区西乌珠穆沁旗五间房煤田地质详查范围内2-2、2-3和3-3煤层为三维地震勘探的主要探测目的层。在成煤期盆地受构造运动影响, 聚煤中心不断迁移引起沉积相变, 区内的岩性、岩相和建造比较复杂, 海相、路相和海陆交互相均有不同程度的发育, 主采煤层分叉、合并、尖灭常常造成断层假象。
另外, 五间房煤田煤层的围岩以较软的泥岩为主, 在构造运动过程中生成的较大断层在延展方向上常伴生小断层, 给常规三维地震数据体解释带来困难。因此, 精细解释技术尤为重要。
(1) 小波变换选用Morlet小波作为基函数, 通过小波变换生成3种尺度小波数据体, 利用低尺度小波数据体提取剖面进行解释, 在图1中看到落差小于5 m的断层F02的断点在小波变换的时间剖面上很清晰。
(2) 三维地震资料相干体计算、解释过程分3步: (1) 三维偏移数据体层位标定; (2) 相干处理参数选择的计算; (3) 做水平切片及沿目的层 (煤层) 的相干体切片并解释。我们选择计算协方差矩阵中特征值的一种算法 (C3) , 主要可供选择的参数是子体和时窗大小, 分析后选择3×3子体, 时窗27 ms的相干计算参数。在相干体水平切片及2-3煤层相干体顺层切片上, 如图2所示, 可清晰显示2-3煤断层展布, 其中包含5 m以下断层 (图2中椭圆圈出的断层) 。
(3) 选择稀疏脉冲波阻抗反演算法: (1) 反复调整反演子波, 得到高精度的合成记录; (2) 建立测井资料与地震资料的准确对应关系; (3) 对地震剖面做准确精细标定、解释; (4) 建立精细、准确的三维复杂断块的约束模型。构造解释及反演在专用商业软件 (Geoframe、JASON) 中完成, 2-3煤合并, 分叉显示清晰, 如图3所示。
3 结语
(1) 五间房煤田的煤层多为煤与泥岩逆变型互层状态, 横向变化较为复杂, 地震响应存在明显差异, 解释难度大且存在多解性。
(2) 三维精细构造解释充分利用三维数据体信息, 结合测井数据及相干体、小波分析、波阻抗反演及图像处理技术, 使解释精度大大提高、解释成果更完整、可靠。
(3) 地震数据的保真处理是三维精细解释技术应用的基础, 尽管目前地震资料处理技术在这方面有较大进展, 但对精细解释技术的实际要求而言, 仍存在陷阱。
参考文献
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精细地震解释技术 篇3
当前常用的地震解释 (包括交互工作站解释) 实质上是三维资料的二维平面解释, 从三维数据体中沿主测线inline和联络线crossline抽取若干个剖面进行解释。这样不仅使大量的地震资料未能有效利用, 而且成果精度较低, 难以发现小的构造和地层特征, 造成小断层和小构造的漏失, 大大降低了对地下地质体的认识精度, 同时也降低了三维地震的应用效果。利用常规的地震解释技术, 将不能很好的进行小断层的解释, 甚至会出现假断层的现象[1]。
随着三维勘探技术的迅速发展, 三维地震勘探的资料解释方法和技术也向着更真实、更准确、更清晰地反映地下地层各种地质信息的方向突飞猛进。目前, 在三维地震勘探中发展最快的是全三维地震资料解释技术, 该技术不仅提高地震资料解释的准确性而且能够提供较准确的钻探井位, 利用先进的解释软件打破常规的三维资料二维解释, 充分利用三维数据信息, 获得更精细的构造形态。因此, 三维地震精细解释技术受到高度重视。
1 三维地震勘探的精细解释技术
1.1 小断层的正演模拟
对地质模型进行波场正演计算可以模拟地震波在地下介质中的传播规律, 以明确地质体地震记录的特征, 同时也能提供地下地质体地震波岩石物理响应特性, 为正确研究地下地质环境提供地震波波场证据, 以便对解释工作起到一定的指导作用。
设计一个三层介质的地质模型进行正演模拟实验, 图1 (a) 是小断层的地质模型。模型参数:煤的断距为5 m, 煤层厚度为8 m, 煤层速度为2 000 m/s, 围岩地层速度自上而下分别为1 800 m/s、3 200 m/s、3 200 m/s;图1 (b) 为小断层正演模拟的地震响应。根据正演模拟后的地震响应分析, 断距为5 m的小断层, 地震剖面有一定的变化, 为后期的地震资料解释工作提供了依据。
1.2 三维精细构造解释的主要方法[2,3]
精细解释方法是建立在现代应用计算机信息技术理论、全空间三维解释技术基础之上, 结合主要目的层位将原数据体转化为参数属性、相干属性、方差属性等数据体。在解释流程中, 首先将原数据体运用数学变换方法处理成多种属性数据体、方差数据体和顺层切片。三维方差体、相干数据体、水平切片、地震属性提取有机地结合可建立起全区地质构造骨架模型。解释过程中, 纵向、横向和任意时间剖面相结合, 时间剖面和方差切片、相干切片有机相结合, 全方位的反复对比、反复检查、反复修改确认, 确保解释结果正确性和可靠性。
2 应用实例
本次精细解释技术主要结合Geoframe解释软件和基于Windows操作系统研制开发的煤矿三维地震资料动态解释系统, 来验证地震精细解释技术的可行性。以山东地区某矿某采区实际资料为例, 研究发现, 断层解释以相干层切片为主, 结合地震属性提取、方差切片相互验证, 得到了比较满意的构造解释效果[4]。
2.1 方差技术和相干技术
图2、图3分别是某采区的相干切片和方差切片, 可以看到两种切片对小断层的反应较明显, 由于相干及方差体的生成是在传统解释中进行的, 它提供的断层形态不存在由于解释人员对比和层位自动拾取产生的偏差, 精度高, 人为因素少, 所以利用相干切片和方差切片来追踪构造面解释小断层可以获得较高的精度;另一方面、利用三维相干及方差体技术可以得到地下任意位置的倾角信息, 可以反映出地层的空间特征, 有利于地层属性解释。利用相干及方差体技术进行小断层的自动解释是一种行之有效的方法。该方法工作效率高, 解释结果较为客观, 该技术与其它属性结合使用势必在全三维构造解释中得到广泛应用。
2.2 任意方向测线解释技术
此技术主要利用基于Windows操作系统研制开发的煤矿三维资料动态解释系统, 具有操作简便, 运行性能稳定等特点。任意方向测向解释主要实现思想为:Auto CAD文件格式的煤层底板等高线图上拾取任意测线→与动态解释系统数据交换→解释性处理与解释→利用巷道数据进行时间深度转换→生成地质剖面。如图4为不同方位的地震剖面, 可以看出不同方位地震剖面的断层显示有明显差异。
图4 (a) 、 (b) 、 (c) 分别是垂直与SF01断层走向、与垂直断层走向偏60°和45°剖面, 从图可以看出当选取的剖面垂直断层走向时, 地震剖面有明显变化, 解释过程中可判断此处有断层SF01;与断层走向偏60°和45°的地震剖面, 层位几乎没有明显变化。如果我们在解释过程中仅选取若干个方位的地震剖面, 就会使一些地震资料未有效利用, 导致小断层的漏失, 因此, 在解释中应多方位选取地震剖面, 才能获得更精细的构造形态。图4 (a) 中解释的小断层SF01与巷道实际揭露的位置吻合较好, 说明了本文提出的三维地震精细解释技术的可行性、准确性。
2.3 地震属性的提取技术
地震波在横向均匀的地层中传播时, 由于各相邻道的激发、接收条件十分接近, 反射波的传播路径与穿过地层的差别极小, 故对反射波而言, 同一反射层的反射波走时接近, 同时表现在地震剖面上是极性相同, 振幅、相位一致, 即为波形相似。当地层结构发生变化 (如存在断层) 时, 相邻道之间所接收反射波的旅行时及振幅、相位、频率等都将产生不同程度的变化。
本次精细解释主要提取了最大振幅、相似系数、时差、相关等6个对小断层特征反映明显的属性参数, 然后将这些属性进行了标准化处理, 最后得出了6种属性参数分析的综合曲线图。图5为地震剖面解释图, 图6为属性提取结果图。结果表明:经过综合处理后, 三维地震6种属性参数的综合曲线图与地震剖面解释的断层达到吻合, 得到了较好的验证。从图6可以看出:在三维地震参数综合曲线图上, 小断层的位置、宽度反映明显。其中FS51为实际揭露的断层, 进一步证明了精细解释技术解释小断层构造的准确性和可靠性。
3 与常规解释技术的比较
常规的三维地震资料解释:第一、主要利用了反射波的运动学特征 (如波至时间) 来解决构造地质问题, 而没有充分利用反射波的动力学特征 (如振幅、频率等) ;第二、解释人员仍未摆脱二维解释思路的束缚, 无形中浪费了大量的有用信息, 造成小断层和小构造的漏失, 甚至造成小断层的误判, 大大降低了三维地震解释的准确度;第三、无法准确解释5 m及5 m以下落差的断层, 如:对于一个5 m落差的小断层, 煤层速度按2 500 m/s计算, 其实际时间落差为4 ms左右;在常规比例显示的地震时间剖面上1 mm代表4 ms, 所以5 m断层的时差为时间剖面上的1 mm, 如此小的时间异常依靠人的肉眼难以给予准确解释与识别, 更何况人的肉眼无法提取和很难同时利用地震波运动学、动力学等信息来进行三维地震资料的精细地质解释, 这也是导致5 m以下小断层的三维地震解释没有获得突破的主要原因之一。
三维精细解释技术主要采用Geoframe解释软件和基于Windows操作系统研制开发的煤矿三维地震资料动态解释系统, 将相干切片、方差切片、多方位剖面解释技术和双极性显示有机结合起来, 有效地解释5 m落差的小断层, 突破常规解释技术“垂直分辨率”的极限, 最后经过地震属性的提取来验证解释断层的准确性, 为矿井安全开采提供了进一步的保障。
4 结论
常规的解释技术无形中浪费了大量的有用信息, 导致了小断层的误判和漏判, 除此之外, 人的肉眼对小断层也难以给予准确的识别, 这些成为当今煤田无法解释5 m以下小断层构造的主要原因。针对目前三维地震解释技术的发展现状, 利用Geoframe解释软件和煤矿三维地震资料动态解释系统, 联合相干技术、方差技术、地震属性技术等方法, 能够有效地提高小断层构造的解释精度, 为矿井生产提供更丰富更可靠的勘探成果。
参考文献
[1]程建远, 何文欣, 朱书阶.三维地震资料的精细解释技术[J].煤田地质与勘探, 2001 (12)
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精细地震解释技术 篇4
关键词：三维地震勘探,属性切片,人工合成记录,地质资料
在解决勘探区内复杂构造问题, 提高勘探精度方面, 三维地震勘探取得了较好的勘探效果。但随着机械化开采程度的不断提高, 对构造精细化解释程度的要求越来越高, 常规解释技术和手段已不能满足目前勘探的要求, 三维地震精细解释技术已成为发展主流, 但在精细解释方面, 仍存在一些问题值得探讨。
1 对勘探区地质资料认识不清
从已知地质资料中能否准确地提取出地球物理参数, 是建立正确的地质模型的关键, 而复杂多变的表浅、深层地震地质条件, 造成地球物理参数的复杂多变, 势必造成地震资料解释成果的多解, 如果对地质资料缺乏深刻的认识, 则很容易得出错误的结论。
如图1所示, 如果根据以往经验很可能认定上部强相位为煤层反射波, 而仔细研究勘探区地层岩性发现, 侏罗系地层含有的灰白色含砾粗砂岩夹细砂岩和少量泥质页岩, 也能形成较强的反射波组。而煤层反射波, 受上部强反射界面的屏蔽作用, 同相轴变得较弱。根据区域构造活动特征, 可知海西期褶皱, 卷入地层主要是石炭系, 二叠系。煤系地层倾角20°~30°。因此, 根据上述地质特征, 判断下部较弱的同相轴为煤层反射波组。
后经Y3钻孔和测井资料验证了该判断的正确性。
2 对人工合成地震记录认识不够
人工合成地震记录是地震资料精细解释的基础, 能否制作出和勘探区地震地质条件相对应的合成记录, 制作精度的高低, 将对地质成果解释精度造成一定的影响。然而, 在实际生产中对人工合成地震记录仍存在一定的误解:即制作合成记录时, 对过井地震道的整体移动, 或者是局部拉伸、压缩是在造假。而这种错误的观点直接导致了做合成记录过于形式化, 没有真正起到其应有的作用。
要消除这种观点, 必须深刻理解, 人工合成地震记录是连接地质界面和地震界面的桥梁这一本质。地震反射资料是一个时间域的反映, 而钻井、测井的记录和测量是深度域反映, 合成记录制作和标定的过程就是钻井深度域记录的各种岩层信息, 正演为时间域的地震道的过程。由于地下岩层各向异性差异明显, 不同的地区, 不同的井, 甚至不同的层段, 合成记录的制作和标定也不尽相同。在实际制作过程中以合成记录与井旁道最佳吻合、最大相关为准则。
因此, 合成记录的漂移和拉伸只是时—深转换过程中改变时—深速度关系, 并不改变测井曲线的形态, 故不能认为是造假, 相反, 它是一个合成记录制作和标定成功的必需和关键。
3 用强相位而不是用波组进行构造解释
由于煤层的顶底板岩性大多以泥岩和砂质为主, 其与煤层的波阻抗差异较大, 能形成较强的反射波同相轴。因此, 在时间剖面上, 我们习惯性的认为强相位就是煤层反射波, 如果强相位波组为双相位时, 会把连续较好的相位认定为煤层, 在追踪对比过程中, 仅用该相位, 而忽视了对煤系地层反射波的对比, 这种错误的观点直接导致小构造的遗漏和误判, 不能满足精细解释的要求。
要消除这种错误观点, 则需从地下地层的厚度对于地震记录形成的影响来探讨。设地震子波的延续时间为Δt, 而穿越岩层的往返时间为2τ, 此时, 会出现两种情况:即当岩层较厚时, 2Δτ>Δt, 形成单波;岩层较薄时, 2Δτ<Δt, 相互叠加, 形成复合波。因此, 地震记录上的一个反射波, 并不是由单一界面产生的单波, 而是从几十米间隔内许多反射结果。如果目的层较厚或地层中有构造存在, 则反射波组特征将发生变化;如果目的层的厚度和地层在某地段相对稳定, 则来自该组若干个界面的地震子波的相互关系也相对稳定, 反映在记录上的反射波组特征, 也具有相对稳定的性质。
因此, 相邻相位所反映的地质层位为部分相互重叠的地层, 目的层上构造或岩性的变化可能在强相位上反映, 也可能在其他相位中反映。在对目的层进行精细构造解释时, 应重视波组对比, 避免构造的漏解。
4 在做方差体切片时随意给定时窗大小
在解释中使用方差体切片不仅能提高工作效率, 减少人为因素的影响, 而且能减少构造的多解性, 但在制作方差体的过程中, 如果参数选取不当, 则会起到相反的效果。合理选取方差体的计算参数, 特别是方差体计算时窗十分重要。
下面以一个实例来说明时窗大小对精细构造解释的影响。100 ms时窗提取的方差体切片, 对应大的构造层;20 ms时窗提取的方差体切片, 基本上对应目的层段。可以看出, 时窗越大, 越适合于确定较大断层和地质异常体, 同时把目的层以外的信息掺和进去, 造成解释中的假象;时窗越小, 则适用于确定小断层和规模较小的地质异常体。
因此, 方差体切片时窗大小的确定, 不能仅仅机械的给定一个时窗, 应根据资料的信噪比、波组的连续性、地质构造特点及地质任务来确定。
5 重时间剖面、轻属性切片
我们在用时间剖面进行构造解释时, 存在一个问题, 即对断层末端的延伸方向、尖灭位置和陷落柱的圈闭边界无法准确界定, 造成一定的人为误差。而要消除这些误差, 往往可以通过属性切片或剖面来实现。
下面以一个实例来说明轻属性切片对精细构造解释的影响。中间巷道揭露断层位置与解释位置, 误差范围为30 m, 而在方差体切片 (见图2) , 巷道揭露与方差体切片解释位置基本吻合。因此在对勘探区进行精细解释时, 轻视属性切片很容易造成较大的位置误差。
6 结语
本文从近几年工作中发现的资料精细解释中存在的问题出发, 从理论和实例方面分析了该问题对资料精细解释的影响, 并提出了相应的对策。这5个问题贯穿于资料精细解释的全过程, 忽略其中的任何问题都可能造成资料的误判或漏解, 因此, 在解释中应给予足够的重视。
参考文献
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微地震数据综合解释技术 篇5
关键词：非常规油气,微地震,综合解释
近些年, 微地震技术对于监测储层改造效果具有独特优势的情况已经显而易见, 同时对于非常规开发井井距的决策和压裂设计也具有较好地决策支撑作用。本文主要利用地震数据、测井数据、微地震数据来分析地层的脆性、压裂隔挡层、能量释放区以及压裂改造效果。微地震数据在压裂参数设计、隔挡层分析、裂缝生长分析, 改造体积分析方面具有独特的优势, 因此微地震数据的解释成为了一个重要方面。
1 能量释放分析
在压裂过程中, 尽量使压裂所产生的能量尽量释放到目的层段内, 这样可以使更多的能量用于改造目的层段的储层, 产生更多的裂缝, 形成裂缝网, 达到加强改造效果, 提高产量的目的。与此同时, 应该尽量避免压裂的能量向上或者向下用于破坏地层, 同时也要尽量避免井位部署在较大的断层附近, 可以避免能量沿断层释放。因此在井位部署时候考虑目的层段向上和向下方向有较好的隔挡层, 适合井位的部署 (图1) 。大部分的微地震数据点集中在蓝色区域, 蓝色区域为低阻抗和低杨氏模量区域, 绿色区域为高阻抗和高杨氏模量区域, 紫色柱状图显示的是能量按照深度的分布, 数据点和能量分布说明高阻抗区高杨氏模量域作为隔挡层将大部分能量局限释放于目的层段内, 可以最大程度利用压裂所产生的能量, 同时也要注意在部署水平井位的时候, 垂向的方向上不要距离隔挡层的位置过近, 避免压裂能量损失。
2 几何参数分析
通过对微地震数据的分级数据分析, 按照过滤参数将将每级中不连续的微地震事件过滤掉, 对每级的裂缝向井两侧的发育的长度和目的层段向上和向下的裂缝生长高度进行统计, 可以分析不同压裂所对应的地层的非均质性 (图2) 。
在得到裂缝的统计参数之后, 可以看到水平裂缝的总平均长度为450ft, 在部署水平井位的时候, 在这个目的层段的水平井位的间距不能小于450ft, 否则压裂产生的裂缝很可能会连通两口水平井, 造成井间干扰, 从图2a) 中可以看到水平井东西两侧的裂缝发育长度有显著不同, 这主要是由于检波器在水平井的东侧, 观测距离更近, 可以接收到更多的有效微地震事件, 从而造成两侧裂缝长度的统计结果有差异, 不能当作是地层的非均质性来对待。从裂缝向上生长裂缝参数来看, 高度为171ft, 在部署水平井的时候要考虑尽量远离目的层段的顶部, 避免压裂压穿上覆的隔挡层, 造成压裂能量散失, 尽量将能量局限在目的层段内。
3 裂缝发育密度及改造体积分析
根据单井的FMI测井曲线按照分级的方式对裂缝开展测井解释, 并统计出单级的裂缝数量, 同时统计分级的微地震事件数并计算水平井上分级的压裂改造体积, 通过这三方面的数据对比, 水平井1-14级分级统计数据, 1-4级没有FMI数据, 所以没有进行统计。从对比关系中可以得到三个参数基本存在一个正相关的关系。在接收到的微地震事件数量也较多的区域, 裂缝发育强度较大, 同时从计算结果来看, 单级的水力压裂改造效果也相对较好。这表明在微地震事件多的区域, 地层的脆性较好, 更易于被压裂产生较多的裂缝, 从而达到较好的改造效果。
参考文献
[1]李庶林.试论微震监测技术在地下工程中的应用[J].地下空间与工程学报, 2009, 5 (1) :1-21.
[2]赵金花, 李波, 陆汉鹏, 等.单一地震事件与多个地震事件的定位方法及应用[J].地震地磁观测与研究, 2007, 28 (4) :75-83.
精细地震解释技术 篇6
1 云桌面可视化的设计与实现
海量数据体三维可视化是地震综合解释的基本手段之一, 这项技术需要需要大量的科学运算和高质量的软硬件。传统的计算机工作站配置较低, 地震资料解释软件通过本地机I/O通道向显卡发送图形计算处理指令, 显卡将相关数据进行计算并投射显示在屏幕上。而对于部署在服务器上的解释系统, 用户通过远程登陆方式只能对较小的数据体开展三维可视化浏览, 其显示速度、交互响应时间等使得地质研究人员很难承受。客户端设备类型多样, 但在应用需求上都要求大数据量的图形互动展示。在远程应用中, 这些提供图形显示服务功能的设备全部集中在中心区, 随着企业版解释系统推广应用工作的开展, 后台图形服务的压力愈来愈大, 需要最大限度发挥服务器硬件的效能。
为充分利用性能高的显示及计算设备, 提出合理的远程地震综合解释配置方案, 作者充分调研对比了基于Desktop Cloud Visualization、Exceed、Citrix HDX、Remote FX等远程连接应用平台。根据对这些解决方案的性能对比, 提出并设计了基于云桌面可视化 (Desktop Cloud Visualization, DCV) 的解决方案。DCV技术支持Linux下的Open GL图形工具, 支持GPU共享, 也支持在传统Windows下Open GL和GPU共享, 并支持Dierct X, 这与企业级解释系统在服务器端应用Linux和在客户端应用Windows相符。
企业级解释系统一般配置软件服务器、数据服务器、图形服务器、用户服务器、数据库服务器、备份服务器、高性能计算和图形工作站, 而且高配置服务器都有多个显卡的特点, 这些设备除图形服务器外多数显卡及计算设备使用率很低, GPU效能也无从发挥。使用DCV技术对这些设备进行云部署, 设计建立一个3D云模式, 对各个服务器和工作站上的高性能图形卡、光纤等快速连接通道、系统内存等设备进行配置, 进行高效的图像处理, 面向大量的终端用户, 通过局域网或互联网远程使用系统资源。在该模式下, 终端研究人员需要的大量大量解释数据在3D云设备上进行图形化, 并投送到相关的远程屏幕上, 这些计算全部在后台完成, 用户无需关心本地机系统, 无需进行系统的升级匹配。该3D显示云支持异构的网络环境, 具体实现是选择图形服务器, 安装DCV服务, 对系统进行配置, 集成8个服务器的22个高性能3D图形显卡, 附带GPU计算卡, 配置10台Linux图形工作站的20个3D显卡, 将这些设备的高速光纤通道和内存合理分配, 一起用于Open GL渲染等图形处理。该3D图形计算与支持服务云具有在普通的局域网环境下, 也能实现对地震资料3D交互解释和高效交流;该系统能实现多个终端用户同时显示一个可视化业务, 方便研究人员协同工作;这种模式可以使所有地震资料集中在数据中心服务器上, 数据本身安全性高;管理人员也可根据各个研究机构的需要, 动态调整分配云资源, 保证重点用户或急需用户的资源请求, 同时管理人员可根据需要对系统进行整体升级而不影响终端用户;该模式可使大量相对闲置的显示资源得以利用, 大幅提高资源利用率。
2 图形远程推送方案设计及实现
油田企业三维地震资料综合解释大量用户需要浏览图像化的数据, 实时性高, 是典型的图形图像密集应用的工程领域。根据解释系统的需要, 提出并设计了应用远程图形软件 (RGS) 技术实现对数据图像化传输。RGS采用专利的HP压缩/解压缩技术, 实现高清以及3D Open GL图像数据的传输, 经HP2压缩的图形, 文字和行距不会发生扭曲, 更不会有任何伪影出现, 能够支持工作站的各种专业应用。对这种技术开展在3D云模式下部署, 实现解释系统的三维立体图像远程推送。
该技术的基本原理是由服务器端获取远程用户应用桌面, 根据用户使用键盘、鼠标有情输入的业务需求, 在服务器端完成所需处理, 用图形卡进行数据渲染和图像化, 采用HP2图像压缩技术压缩后通过网络将其传输到发出请求胡客户端。这一过程速度较快, 可以达到每秒60次的更新速度, 数据图像化后压缩比可以达到170:1, 这节约了大量传输带宽, 同样的网络带宽能容纳更多胡用户并提高速度。交互式设计适合于地震资料解释这种工作模式。设计的这种传输模式保证了系统的数据安全, 在常规工作环境中, 用户需要传输大量地震数据到本地机中处理, 研究成果和登陆过程也要和服务器或其它设备交互, 这在一定程度上导致数据存在安全隐患。使用数据图像化传输后, 数据不离开服务器端, 客户端仅仅是图像流, 昂贵采集得到的地震数据安全性得到进一步提升。
成果部署的利用RGS技术在3D云模式下实现数据分布式图像化推送在实际应用中见到较好效果, 满足150个用户实时并发交互解释作业, 3D图像质量良好。与传统系统相比具有较大的优势。首先该模式满足了各类用户需求, 目前无论是地质研究人员、管理人员或决策人员, 只要能登陆局域网甚至互联网即可使用中心系统资源, 用户对数据的任何操作几乎同步更新到显示终端, 避免有的远程支持软件存在的运行缓慢甚至跳出等问题。同时由于对解释系统集中在服务器端使用, 不需要为每个用户购置许可证, 在一定程度上降低了对许可的需求, 减少了成本投入;该模式可充分利用服务器端大量高效能的系统资源, 借助于云模式下的三维显示卡的渲染能力, 使用远程服务中心的图形硬件, 更能加快速度, 节约计算时间, 具有更高的效率。同等条件下可以供更多用户使用且不限制用户终端类型, 对机器性能也不做太高要求。这种模式在Windows和Linux两种操作系统平台下可任意切换, 耦合了后台高性能服务器和前端多类型硬件设备资源, 充分利用了昂贵的服务器端显示设备, 提高资源利用率;在图像推送上由于采用HP2压缩技术, 原本每一用户需要实时传输的数据在高效压缩成图像后大幅降低了数据流, 对网络需求相应降低, 图像质量同时保持较高品质, 也可以动态调整平衡系统性能和图像质量, 较小的数据流量在同等带宽下可容纳更多用户对交互能力需求;该模式可以把大量的设备集中在中心服务器, 个人桌面只需简单的输入输出设备, 在一定程度上提高了办公的舒适度, 节约了能源, 对于整个解释系统的管理也更加方便, 系统管理人员只需维护好服务中心的设备和软件系统即可, 节约了人力资源, 提升了工作效率。
3 结语
在油田级解释系统中, 通过3D云模式高效合理使用数据中心的服务器和工作站资源, 将现有的3D应用程序运行在Windows和linux的桌面环境下, 通过交互式会话共享协同工作, 在有限的网络环境中, 以先进的传输像素方式来代替传统的传输数据方式, 实现减少网络流量, 提高本地三维应用程序远程应用性能。这种最优的硬件资源配置方式与最高效的远程图形发布方式, 有效支撑整个油田150个用户的并发实时研究工作, 大幅提高资源利用率。
摘要：B/S模式是是目前企业级地震资料综合解释的首选, 这种远程二维解释从响应速度、质量、实时性等各方面都已成熟, 但海量并发三维数据传输受网络、显卡等硬件资源的限制, 还存在响应速度慢等多个问题, 制约解释系统的使用效率。在整个联网的企业级解释系统中有性能高的服务器和图形站等硬件设备, 研究发现若使用这些云配置的显示计算设备将需要传输的数据在服务器端转化为图形并高效推送到客户端, 将数据服务转化为图形服务, 实现图像的远程推送及交互解释, 可以大幅提高整个地震解释系统的应用能力和硬件资源的使用效率。
关键词：三维解释,远程图形,图像压缩,云桌面可视化
参考文献
[1]成静静.基于虚拟化的云桌面技术方案研究与设计[J].广东通信技术, 2011 (6) :36-39.
[2]温劲伦.基于Openstack的企业云桌面管理平台的设计与实现[D].广州:中山大学, 2014.
精细地震解释技术 篇7
小集油田位于黄骅坳陷, 孔店构造带南端的小集构造带上, 主要含油目的层位是孔一段的枣Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ油组。该区目前处于综合调整阶段, 需要进行构造精细研究, 对构造重新认识。在常规的地震解释研究过程中, 主要是层位精细标定的基础上, 确定目的层在地震剖面上的反射特征, 然后进行断层与层位的精细解释。
但人工地震解释, 主要是根据常规的三维地震时间剖面上同相轴是否错断, 来确定断点, 人工对一系列时间地震剖面进行断层解释, 不但工作量大, 断点的平面组合也有一定难度, 而且解释结果与解释人员的经验和知识有关, 主观因素的影响较大。
2 地震相干分析与应用
地震相干技术主要是对三维地震数据体进行不连续性分析, 可以提高数据体的空间视分辨率, 突出复杂地质异常体的细节部分, 这将有利于地学研究人员对所研究对象的构造细节、小断层、微幅度构造及复杂地质现象的识别和解释, 实现了直接利用地震数据对断层进行快速全面的分析与高效预测。
本区相干分析的应用包括两个方面, 一方面通过相干体时间切片分析对整体的断裂系统进行深入细致地研究, 指导构造解释;另一方面利用沿层相干切片, 对各个层位整体的断层分布及组合特征进行分析研究, 指导平面断层的组合。
2.1 相干时间切片
在构造研究过程中, 利用叠后处理技术对小集地区三维地震资料进行了三维体相干处理。由于本区构造比较复杂, 地震资料又或多或少地存在一定的缺陷和不足, 为了较好地反映构造的整体变化趋势, 在1000~3000ms时间窗范围内进行相干处理, 形成三维空间的相干目标体。然后按照不同时间点抽取相干时间切片进行综合分析, 研究区域断裂系统的展布特点, 有效指导地震解释工作。
根据地震剖面特征分析, 由于受古地形及同生断层的共同影响, 本区形成了北东走向的被断层复杂化了的断鼻构造带, 由于时间切片的穿层效应, 增加了地层同一时间深度上的横向不连续性, 此时的切片特征并不能代表储层的变化, 但从突变的规律性变化却能够识别和追踪断层的特征。
在相干分析提高整体认识区域断裂格局的前提下, 综合前人人工解释的研究成果, 进行构造的细致落实。从解释结果看, 断层闭合程度高, 组合合理, 大大提高了地震解释的精度, 在很大程度上消除了人为因素的影响, 能够比较真实、直观地展示平面上以及空间上的断裂系统的变化。
2.2 相干层切片
相干层切片就是沿构造层面提取的相干数据属性, 它是同一沉积时间单元内相干属性的横向对比, 展示出来的结果消除了地层倾角带来的影响, 是同一构造层面、同一地层单元内的横向变化展示。
根据相干原理, 相邻地震道越相似, 相关系数就越大, 切片上的属性值越弱;反之, 则越强。众所周知, 断层的断面具有一定的倾角, 也就是说断层面要跨越数个地震道, 沿构造层面的相干遇到断层时, 造成相邻地震道沿层差异性增强, 在相干层切片上反映出能量较强的条带, 即相关系数突变带 (图1) 。根据这些条带的展布特征, 分析判断主要断层的平面组合关系。对于大断层反映明显, 小断层不是太清晰的情况下, 结合断层边缘检测图、断层倾角分析图等进行分析, 进一步确定断层的组合关系, 从而指导断层的平面组合工作。
3 结语
在精细构造研究中, 利用地震相干分析技术, 确定了研究区主要断层的位置及平面组合关系, 消除了人为解释地震剖面过程中主观因素的影响, 大大提高了地震解释的精度, 为研究区综合调整方案的实施提供了技术保障。
参考文献
[1]侯伯刚, 乌达巴拉, 杨再沿.地震相干体技术简介及其应用[J].现代地质, 1999, 13 (1) :121-124.
[2]李玉新, 地震相干技术在断层与沉积相解释中的应用[J].沉积与特提斯地质, 2006, 26 (3) :67-71.
[3]陈剑光, 唐之宏.相干技术在地震构造解释中的应用[J].南方油气, 2005, 18 (4) :37-39.