地震地層學方法

地震地層學方法目錄摘要前言數(shù)據(jù)準備地震地層學解釋基于層序地層的地震成圖在石油勘探和開采中的應用關(guān)鍵問題及結(jié)論摘要地震地層學方法利用地震反射數(shù)據(jù)來對儲層、源巖以及蓋層進行解釋和成圖。自從20世紀70年代后期被提出以來，該方法就不斷地演化發(fā)展。本篇文章試圖提供一個更高級的基準用來描述”怎么做”的步驟。前言自從20年前開始討論地震地層學的基本原理以來，它就呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢。在識別區(qū)域含油氣區(qū)帶，成熟的勘探目標到可鉆的勘探目標以及開采油田油氣資源方面，地震地層學都被證實是相當成功的(Greenlee,1992;Duvalet等,1992)。本文首先將介紹進行地震地層學研究的基本思路以及數(shù)據(jù)準備的方法，這將為以后的層序地層，地震屬性分析(2Dor3D)，數(shù)據(jù)體解釋(3D)，正演和地質(zhì)建模奠定基礎(chǔ)。然而，這些建議打算形成一個工作的步驟相對一系列的主觀方向。方法論必須從已知區(qū)域找到合適的數(shù)據(jù)，而且閱讀是為了提取信息中有用的東西。數(shù)據(jù)準備數(shù)據(jù)準備的步驟：1.以適當?shù)谋壤吆痛笮±L制顯示炮點和井點的區(qū)域底圖，以備以后使用。海洋測深學在海上數(shù)據(jù)集中是有用的。底圖的作用包括：顯示進行地震相注釋的區(qū)域、目標區(qū)，需要進一步研究的異?，F(xiàn)象以及檢查測線閉合等。2.從底圖中，選擇關(guān)鍵的二維和三維地震測線，著重選擇有重要連井線的區(qū)域或亞區(qū)域傾向測線。要盡量避免必須沿走向或下構(gòu)造傾角以相當大的距離（大于1km)對井進行外插的區(qū)域，選擇的測線要能夠在遞進增寬的網(wǎng)格中被標識，盡可能避免嚴重的構(gòu)造變形帶。識別可能的主測線，通常是傾向測線，它能連接關(guān)鍵井并清楚地顯現(xiàn)地層趨勢，是好的“顯示測線”。有時，在初始解釋階段之后選擇“主測線”為最佳。3.在紙上以縮小的比例繪制已選的區(qū)域地震測線。強烈建議在研究的第一階段用波形道紙剖面，原因是這是查看復雜地層關(guān)系和長距離終止模式（表1）的最佳方法。由于被垂直放大，在地震工作站上觀察到的這種地層通常是模糊的。長的區(qū)域測線通常需要在工作站上被放大或縮小，然而紙上的剖面則可以不間斷地審視關(guān)鍵的終止模式。除此之外，允許標注隱蔽的地層終止模式的波形道剖面不會在工作站屏幕上顯示井。繪制地震剖面所需參數(shù)圖1和2說明在區(qū)域比例尺（1:50000）顯示的波形軌跡和可變密度是在地震工作站上繪制的一部分結(jié)果。注意波形道（圖1）顯示的地震反射波的上超覆比變密度剖面（圖2）顯示的更清楚。這也適用于1:25000的前景和規(guī)模（圖3和4）?？勺兠芏绕拭妫ㄔ诘卣鸸ぷ髡旧希┑牡卣鸾忉岆y于波形道（可變面積）剖面解釋，原因是在這種顯示下地層終止模式是“平滑的”。此外，在地層終止處，鄰近反射波的微亮化被掩蓋，部分原因是調(diào)諧效應。如果是波谷更加突出，可以將顏色變?yōu)閷Ρ让黠@的灰度。4.避免含有混合道的數(shù)據(jù)，因為它會模糊地層終止模式。勿用窄的自動增益控制時窗，因為它會減少地層單元間的相對振幅差異?？赡艿脑捰闷坪蟮钠拭?，但并不強制（因為有時候未偏移的數(shù)據(jù)能更好的進行地震地層解釋）。5.為地震標定準備好井數(shù)據(jù)。建議地震地層研究初期在紙上畫連井線。原因之一是將合成記錄道與波形道剖面相標定是慣例。波形道剖面優(yōu)于變速度剖面的原因已討論過。確保將伽馬射線和其他關(guān)鍵的測井包括在內(nèi)?；跁r間的測井應該用與地震剖面相同的比例尺（10或20厘米/秒）?；跁r間的測井也可用于各種測井標定剖面中。10厘米/秒的地震顯示通常明顯優(yōu)于5厘米/秒，而20厘米/秒適合于詳細的勘探目標或油田比例的解釋。應該將生物地層和巖性地層的頂輸入到合成記錄中，這樣可以省時，以免以后手動輸入。如有校驗點測網(wǎng)或VSP（垂直地震剖面），在制作合成記錄時要加以利用。若沒有這些數(shù)據(jù)，還有其它選擇：1）識別出一個高波阻抗的反射層（通常是石灰?guī)r或泥巖接觸層），在其上顯示合成記錄。2）在具備有限的或較老的速度數(shù)據(jù)的情況下，用其它校驗點測網(wǎng)井構(gòu)建一個區(qū)域時深曲線。這種實證研究法通常會產(chǎn)生一個多項方程式，再根據(jù)地震雙程旅行時來預測深度。大多數(shù)校驗點數(shù)據(jù)都符合一個二階多項式(y=2x+b)，其中y是深度，x是雙程旅行時。注意在某些區(qū)域超壓會造成時深圖的變化。切記仍需要做一些的大的時移來與地震相關(guān)聯(lián)（一般小于100ms).6.建議構(gòu)建一個連井模板用于證明地震上定義的面，基于時間的測井和生物地層標定以及全球年代地層之間的關(guān)系。一旦識別出層位且解釋者對于連井達成一致，那么就可以準備該模板。由于它能夠提供清楚的地層年代模型記錄，所以對以后做項目匯報也是有用的。地震地層學解釋當(地震)數(shù)據(jù)經(jīng)過適當準備后，就可以進行地震地層的解釋，一般使用不同的顏色來標注不同水平層位。無論是解釋速度還是便利程度，工作站解釋都遠遠比手工解釋優(yōu)越，這里經(jīng)常有一個基本需要，即建立區(qū)域的“主測線”來說明核心地層關(guān)聯(lián)。找到一條或一系列主測線是減少不同解釋者之間解釋差異的有效方法，這是因為（解釋者）都把主測線作為開始一項新地震解釋的起點。用筆解釋圖允許在標定中存在一些變化，特別是閉合測線（looping）穿過其它剖面時。然而，在某些情況下，解釋負責人會注明關(guān)鍵層位被“鎖定”（looped），只允許有限的重要改動在以后發(fā)生。解釋步驟：1，在地震剖面上識別主要的構(gòu)造變形和數(shù)據(jù)假象（包括側(cè)向反射和繞射）區(qū)域。解釋者應該對（該地區(qū)的）構(gòu)造樣式、是否存在滑脫構(gòu)造、或者關(guān)鍵的變形現(xiàn)象有一個整體的把握。如果地震數(shù)據(jù)不是來自同一個區(qū)塊，不能盲目的套用常規(guī)經(jīng)驗。2，在構(gòu)造發(fā)育比較復雜的地區(qū)，以下方法或許會很有用：對一些反射界面做初始的對比，然后剪切、平滑，并將剖面疊加來查看它們之間關(guān)鍵的構(gòu)造關(guān)系。對地震半比例顯示圖做一些等于或接近1:1的縱向放大也可能對解釋構(gòu)造不明確區(qū)域產(chǎn)生幫助。解釋斷層（使用普通顏色）在同相軸明顯發(fā)生錯斷的地方。在識別斷層時要確認解釋的剖面有沒有經(jīng)過偏移處理。同樣要注意由于偏移過量或者偏移不足在地震數(shù)據(jù)上產(chǎn)生的陷阱。在某些情況下，完全歸位一系列的地震剖面需要對該區(qū)域的原始沉積類型和地層排列方式有一個充分的了解（例如，墨西哥海灣鹽丘地區(qū)）。3，檢查關(guān)鍵測線（尤其是傾斜測線）來識別主要的（二級）大陸架邊緣，如果這個區(qū)域存在（大陸架邊緣）。使用三角形或循環(huán)符號來對其進行注明。對地震層序（二級，三級等），以及前造山，同造山和后造山運動層序有一定程度的了解。用粗體的頂部截斷箭頭（紅色）來識別主要的角度削截。4，開始識別主要的沉積尖滅，并用紅筆標注。這項工作應在地震對比之前進行。圖5根據(jù)重要性的不同羅列了幾種地層接觸關(guān)系：-角度削截（在較小傾角的反射層上呈現(xiàn)明顯的剝蝕接觸關(guān)系）-上超（地層在沿傾角較大的反射層逐漸終止）-下超（地層在沿傾角較小的反射層逐漸終止）-頂超（較新的反射層沿反射面相繼的終止，（在某些地區(qū)）通過下傾變化到斜坡沉積）5，連接上超和角度削截的末端可以認為是可能的層序邊界。下超連接起來可能是最大洪泛面，注意以上羅列的注意事項。頂超暫時保持不連接的狀態(tài)。當在走向剖面或者在構(gòu)造旋轉(zhuǎn)和生長斷層剖面中解釋上超以及下超時要細心。注意鏟形斷層面或走滑面可能被錯誤地解釋成上超。6，時刻記住最重要的地震地層面是層序邊界，層序邊界最容易根據(jù)地層上超來判別，特別是在層序的陸架部分。對它的解釋將連續(xù)貫穿整個區(qū)域。頂超和下超面都可能會改變反射面的位置由于各種原因。例如，在低位域中頂超面可能落到層序邊界以下，也有可能局部抬升，變成疊瓦狀的低位楔。隨著向盆的推進沉積作用出現(xiàn)在高位體系域或低位體系域中，下超面也可能上升。頂超和下超面也同樣有可能提高地層剖面。7，在盆地位置中尋找雙重下超來指示低水位體系域盆底丘狀沉積或（斜坡）斜坡丘狀沉積或河道。盆地階地處的層序邊界被定義為具有相關(guān)性的整合面，并且沒有必要一定會呈現(xiàn)出與其關(guān)聯(lián)的剝蝕。但是，在限定的深水河道體系中，該表面將與重要的剝蝕、傾塌或者破裂存在密切的關(guān)系。8，在大陸架的位置尋找低位沉積楔，它通常被識別為分離的，疊瓦狀的頂超-下超組合。低位沉積楔的顏色應該與其他體系區(qū)分出來。低位沉積楔前積復合體經(jīng)常在較小的斜坡沉積下超于層序邊界處被識別。9，通過連接地層的終止標記來進行標定。為了增加標定的可信度，在逐漸增寬的一套閉合測線上循環(huán)標定層序邊界和最大洪泛面。在更多的考慮標定而不是可能的層序邊界或最大洪泛面之前，至少有5個或以上的接觸面需要在多個循環(huán)中要被多次的閉合測線連接。10，一個很好地練習在做地震層序?qū)Ρ葧r，是拖著鉛筆在黑色波峰或波峰正上面的零交叉處畫線。這樣做的其中一個好處是當錯誤連接閉合測線時，可以很方便的擦掉鉛筆畫線。但是，如果砂巖或泥巖的波阻抗特征很明顯，而且接觸面類型和位置是已知的，在恰當?shù)牟ǚ寤虿ü忍巵順硕ń佑|面會更重要。知道地震數(shù)據(jù)是否是正交或零相位也很重要，因為它們將在某種程度上控制接觸面位置。11，標定中一個基本的規(guī)則，不管用鉛筆或是工作站鼠標，就是當標定盆地中的層序邊界時，盡量越低越好并且盡量不要穿過反射面。相反地，當標定大陸架時，盡量高并且同樣不要穿過發(fā)射面會有很好的效果。最大洪泛面可能出現(xiàn)在盆地中（由于下超之前的沉積）。正如之前提到的，低頂超是常見的并且可能會與層序邊界混淆，但可能在低位沉積楔前積復合體中作為一個內(nèi)部接觸面。這就是為什么了解被標定的接觸面類型和被解釋的區(qū)域盆地位置會如此重要的原因。基于層序地層的地震成圖

地震相成圖地震相成圖涉及到對地震特性從質(zhì)變到量變的分析，從而推斷巖性、古環(huán)境或兩者（如外大陸架泥巖）的平面趨勢。通常，對地震特性的分析立足于兩點：外部形態(tài)（幾何形狀）和內(nèi)部特性。表2.地震意義上可定義的砂體的地震反射特征外部形態(tài)和內(nèi)部幾何形狀A-B-C成圖地震相成圖最終確定按照Ramsayer提出的方法進行，它以地震工作站出現(xiàn)之前解釋的二維地震剖面為基礎(chǔ)。這種方法被稱為“A-B-C”成圖法：上邊界（A)，下邊界（B)，內(nèi)部反射特征（C）。例如，一個有斜坡沉積的前積地震組合，上接觸面為頂超，基底為下超，那么它可以表示為Top-Dwn/Ob（圖7）。圖7.Ramsayer的A-B-C地震相技術(shù)拉姆賽爾的ABC三類地震代碼每一個都包含5種類型，因此對于一個給定的地震間隔都會提供15種不同的變化（表3）。雖然這種技術(shù)很大程度上發(fā)展于2D地震數(shù)據(jù)，但是在傳統(tǒng)的工作站它也可以以現(xiàn)代的2D或者3D部分展示出來。強調(diào)振幅特征的地震相地震相信息（振幅高或低，連續(xù)性，反射頻率等）可以反映巖層的重要信息。如：振幅常能提供關(guān)鍵的巖性和沉積相信息（如河槽線與河道邊緣），這在深水古環(huán)境中尤其重要?；谡穹嚓P(guān)和無關(guān)的特征的地震相類型。道分類地震相最近對能夠辨別和分類地震子波形狀的創(chuàng)新用于層序或體系域中來區(qū)分地震相。用戶根據(jù)經(jīng)驗定義一套道形狀或迭代檢查數(shù)據(jù)。在有井控做標定的情況下，該技術(shù)成為一種強有力的工具用道分類方法所做的地震相圖（墨西哥灣，SouthTimbalier-26油田）左圖是未解釋的，右圖顯示的是對三角洲環(huán)境的解釋。插圖為地震相成圖中所用的道分類。將地震相圖和其它圖相結(jié)合地震相成圖可信度的提高可以通過將地震相圖與其它類型的圖相結(jié)合，如等時圖或等厚圖來實現(xiàn)。1、等時圖或等厚圖：提供更多的是關(guān)于層序或體系域總厚度的量化信息。等時圖（地震時間）或等厚圖（深度轉(zhuǎn)換的厚度）所采用的是傳統(tǒng)方法。這些厚度變化能夠表示調(diào)節(jié)的面積差異，尤其與差異沉陷有關(guān)。2、古地理圖：基于層序地層對比的古地理圖更能代表古地理，因為它們是以地震剖面中觀察到的地層“時間軸”為基礎(chǔ)的。這些圖在兩種情況下更有用：1）有大量的井控來支持古環(huán)境解釋；2）與地震相成圖相結(jié)合。在石油勘探和開采中的應用高位體系域在許多石油勘探區(qū)帶中，許多最早期的發(fā)現(xiàn)都是在上傾的構(gòu)造圈閉中，它傾向于被高位體系域或高位層序組所控制（圖16）。在一些高容量盆地中，如西非或墨西哥灣，將比例放大到高位層序組水平（圖14）。地層圈閉在高位體系域組中不太常見，原因是在無大障礙的情況下地層通常持續(xù)上傾，因此在局部是有滲漏的（圖17）。構(gòu)造閉合（背斜或斷層類）有圈閉油氣的潛力，尤其是被上覆的泥巖海侵體系域封閉時。圖14.層序組圖16.從層序地層觀點所化的曲線（累計發(fā)現(xiàn)儲量與時間）。顯示了主要的危險因素。圖17.高位與低位體系域前積復合體。注意高位體系域之間圈閉油氣可能性的內(nèi)在差異，這通常需要一個構(gòu)造成分及低位體系域前積復合體，而后者是受傾角限制的。海侵體系域海侵體系域且在高容量的背景下，海侵層序組是最常被忽視的層序地層模型的含油氣部分。當海侵體系域傾向于是泥巖時，且位于大陸架的高水位時，當它們由2級海侵泥巖構(gòu)成時，通常能夠為盆地中地位體系域儲層提供