地震地層學(xué)方法

地震地層學(xué)方法目錄摘要前言數(shù)據(jù)準(zhǔn)備地震地層學(xué)解釋基于層序地層的地震成圖在石油勘探和開采中的應(yīng)用關(guān)鍵問題及結(jié)論摘要地震地層學(xué)方法利用地震反射數(shù)據(jù)來對(duì)儲(chǔ)層、源巖以及蓋層進(jìn)行解釋和成圖。自從20世紀(jì)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(gè)更高級(jí)的基準(zhǔn)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(xué)的基本原理以來，它就呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢(shì)。在識(shí)別區(qū)域含油氣區(qū)帶，成熟的勘探目標(biāo)到可鉆的勘探目標(biāo)以及開采油田油氣資源方面，地震地層學(xué)都被證實(shí)是相當(dāng)成功的(Greenlee,1992;Duvalet等,1992)。本文首先將介紹進(jìn)行地震地層學(xué)研究的基本思路以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)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(gè)工作的步驟相對(duì)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(zhǔn)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的步驟：1.以適當(dāng)?shù)谋壤吆痛笮±L制顯示炮點(diǎn)和井點(diǎn)的區(qū)域底圖，以備以后使用。海洋測(cè)深學(xué)在海上數(shù)據(jù)集中是有用的。底圖的作用包括：顯示進(jìn)行地震相注釋的區(qū)域、目標(biāo)區(qū)，需要進(jìn)一步研究的異?，F(xiàn)象以及檢查測(cè)線閉合等。2.從底圖中，選擇關(guān)鍵的二維和三維地震測(cè)線，著重選擇有重要連井線的區(qū)域或亞區(qū)域傾向測(cè)線。要盡量避免必須沿走向或下構(gòu)造傾角以相當(dāng)大的距離（大于1km)對(duì)井進(jìn)行外插的區(qū)域，選擇的測(cè)線要能夠在遞進(jìn)增寬的網(wǎng)格中被標(biāo)識(shí)，盡可能避免嚴(yán)重的構(gòu)造變形帶。識(shí)別可能的主測(cè)線，通常是傾向測(cè)線，它能連接關(guān)鍵井并清楚地顯現(xiàn)地層趨勢(shì)，是好的“顯示測(cè)線”。有時(shí)，在初始解釋階段之后選擇“主測(cè)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(cè)線。強(qiáng)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(fù)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(cè)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(biāo)注隱蔽的地層終止模式的波形道剖面不會(huì)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(yīng)。如果是波谷更加突出，可以將顏色變?yōu)閷?duì)比明顯的灰度。4.避免含有混合道的數(shù)據(jù)，因?yàn)樗鼤?huì)模糊地層終止模式。勿用窄的自動(dòng)增益控制時(shí)窗，因?yàn)樗鼤?huì)減少地層單元間的相對(duì)振幅差異。可能的話用偏移后的剖面，但并不強(qiáng)制（因?yàn)橛袝r(shí)候未偏移的數(shù)據(jù)能更好的進(jìn)行地震地層解釋）。5.為地震標(biāo)定準(zhǔn)備好井?dāng)?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(biāo)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(cè)井包括在內(nèi)?；跁r(shí)間的測(cè)井應(yīng)該用與地震剖面相同的比例尺（10或20厘米/秒）?；跁r(shí)間的測(cè)井也可用于各種測(cè)井標(biāo)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(xì)的勘探目標(biāo)或油田比例的解釋。應(yīng)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(shí)，以免以后手動(dòng)輸入。如有校驗(yàn)點(diǎn)測(cè)網(wǎng)或VSP（垂直地震剖面），在制作合成記錄時(shí)要加以利用。若沒有這些數(shù)據(jù)，還有其它選擇：1）識(shí)別出一個(gè)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(yàn)點(diǎn)測(cè)網(wǎng)井構(gòu)建一個(gè)區(qū)域時(shí)深曲線。這種實(shí)證研究法通常會(huì)產(chǎn)生一個(gè)多項(xiàng)方程式，再根據(jù)地震雙程旅行時(shí)來預(yù)測(cè)深度。大多數(shù)校驗(yàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)都符合一個(gè)二階多項(xiàng)式(y=2x+b)，其中y是深度，x是雙程旅行時(shí)。注意在某些區(qū)域超壓會(huì)造成時(shí)深圖的變化。切記仍需要做一些的大的時(shí)移來與地震相關(guān)聯(lián)（一般小于100ms).6.建議構(gòu)建一個(gè)連井模板用于證明地震上定義的面，基于時(shí)間的測(cè)井和生物地層標(biāo)定以及全球年代地層之間的關(guān)系。一旦識(shí)別出層位且解釋者對(duì)于連井達(dá)成一致，那么就可以準(zhǔn)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(duì)以后做項(xiàng)目匯報(bào)也是有用的。地震地層學(xué)解釋當(dāng)(地震)數(shù)據(jù)經(jīng)過適當(dāng)準(zhǔn)備后，就可以進(jìn)行地震地層的解釋，一般使用不同的顏色來標(biāo)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(yuǎn)遠(yuǎn)比手工解釋優(yōu)越，這里經(jīng)常有一個(gè)基本需要，即建立區(qū)域的“主測(cè)線”來說明核心地層關(guān)聯(lián)。找到一條或一系列主測(cè)線是減少不同解釋者之間解釋差異的有效方法，這是因?yàn)椋ń忉屨撸┒及阎鳒y(cè)線作為開始一項(xiàng)新地震解釋的起點(diǎn)。用筆解釋圖允許在標(biāo)定中存在一些變化，特別是閉合測(cè)線（looping）穿過其它剖面時(shí)。然而，在某些情況下，解釋負(fù)責(zé)人會(huì)注明關(guān)鍵層位被“鎖定”（looped），只允許有限的重要改動(dòng)在以后發(fā)生。解釋步驟：1，在地震剖面上識(shí)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(yīng)該對(duì)（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(gè)整體的把握。如果地震數(shù)據(jù)不是來自同一個(gè)區(qū)塊，不能盲目的套用常規(guī)經(jīng)驗(yàn)。2，在構(gòu)造發(fā)育比較復(fù)雜的地區(qū)，以下方法或許會(huì)很有用：對(duì)一些反射界面做初始的對(duì)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(duì)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(duì)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(cuò)斷的地方。在識(shí)別斷層時(shí)要確認(rèn)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(duì)該區(qū)域的原始沉積類型和地層排列方式有一個(gè)充分的了解（例如，墨西哥海灣鹽丘地區(qū)）。3，檢查關(guān)鍵測(cè)線（尤其是傾斜測(cè)線）來識(shí)別主要的（二級(jí)）大陸架邊緣，如果這個(gè)區(qū)域存在（大陸架邊緣）。使用三角形或循環(huán)符號(hào)來對(duì)其進(jìn)行注明。對(duì)地震層序（二級(jí)，三級(jí)等），以及前造山，同造山和后造山運(yùn)動(dòng)層序有一定程度的了解。用粗體的頂部截?cái)嗉^（紅色）來識(shí)別主要的角度削截。4，開始識(shí)別主要的沉積尖滅，并用紅筆標(biāo)注。這項(xiàng)工作應(yīng)在地震對(duì)比之前進(jìn)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(rèn)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(xiàng)。頂超暫時(shí)保持不連接的狀態(tài)。當(dāng)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(shí)要細(xì)心。注意鏟形斷層面或走滑面可能被錯(cuò)誤地解釋成上超。6，時(shí)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(duì)它的解釋將連續(xù)貫穿整個(gè)區(qū)域。頂超和下超面都可能會(huì)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(jìn)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(huì)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(shí)別為分離的，疊瓦狀的頂超-下超組合。低位沉積楔的顏色應(yīng)該與其他體系區(qū)分出來。低位沉積楔前積復(fù)合體經(jīng)常在較小的斜坡沉積下超于層序邊界處被識(shí)別。9，通過連接地層的終止標(biāo)記來進(jìn)行標(biāo)定。為了增加標(biāo)定的可信度，在逐漸增寬的一套閉合測(cè)線上循環(huán)標(biāo)定層序邊界和最大洪泛面。在更多的考慮標(biāo)定而不是可能的層序邊界或最大洪泛面之前，至少有5個(gè)或以上的接觸面需要在多個(gè)循環(huán)中要被多次的閉合測(cè)線連接。10，一個(gè)很好地練習(xí)在做地震層序?qū)Ρ葧r(shí)，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(gè)好處是當(dāng)錯(cuò)誤連接閉合測(cè)線時(shí)，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(dāng)?shù)牟ǚ寤虿ü忍巵順?biāo)定接觸面會(huì)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?yàn)樗鼈儗⒃谀撤N程度上控制接觸面位置。11，標(biāo)定中一個(gè)基本的規(guī)則，不管用鉛筆或是工作站鼠標(biāo)，就是當(dāng)標(biāo)定盆地中的層序邊界時(shí)，盡量越低越好并且盡量不要穿過反射面。相反地，當(dāng)標(biāo)定大陸架時(shí)，盡量高并且同樣不要穿過發(fā)射面會(huì)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(huì)與層序邊界混淆，但可能在低位沉積楔前積復(fù)合體中作為一個(gè)內(nèi)部接觸面。這就是為什么了解被標(biāo)定的接觸面類型和被解釋的區(qū)域盆地位置會(huì)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(duì)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(shì)。通常，對(duì)地震特性的分析立足于兩點(diǎn)：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(yù)-B-C成圖地震相成圖最終確定按照Ramsayer提出的方法進(jìn)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(gè)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(gè)都包含5種類型，因此對(duì)于一個(gè)給定的地震間隔都會(huì)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(qiáng)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(duì)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(yàn)定義一套道形狀或迭代檢查數(shù)據(jù)。在有井控做標(biāo)定的情況下，該技術(shù)成為一種強(qiáng)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(duì)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(shí)圖或等厚圖來實(shí)現(xiàn)。1、等時(shí)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(shí)圖（地震時(shí)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(duì)比的古地理圖更能代表古地理，因?yàn)樗鼈兪且缘卣鹌拭嬷杏^察到的地層“時(shí)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(yīng)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(shí)。圖14.層序組圖16.從層序地層觀點(diǎn)所化的曲線（累計(jì)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量與時(shí)間）。顯示了主要的危險(xiǎn)因素。圖17.高位與低位體系域前積復(fù)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(gè)構(gòu)造成分及低位體系域前積復(fù)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(dāng)海侵體系域傾向于是泥巖時(shí)，且位于大陸架的高水位時(shí)，當(dāng)它們由2級(jí)海侵泥巖構(gòu)成時(shí)，通常能夠?yàn)榕璧刂械匚惑w系域儲(chǔ)層提供