一种基于地质模式约束的断裂带地震解释方法与流程

本发明涉及地震资料解释技术领域，具体涉及一种基于地质模式约束的断裂带地震解释方法。

背景技术：

断层在油气成藏的过程中，既可以作为通道又可以阻碍油气的运移，因此断层不仅控制了油气的分布规律，也同时决定了圈闭的含油气性；同时断层与附近发育的斜交裂缝相互连通构成断裂-裂隙网络，在油田注水开发过程中也具有重要的影响。

然而传统地震解释是将断层当作一个面，而不是一个具有一定结构和属性的构造带，这与实际露头和岩心不符，即传统地震解释中并没有考虑到断层具有一定的体积，故通过这种方法获得的断层性质可靠性较差，对后期油气的开发造成严重的影响，故将断层破碎带的概念引入地震解释中是非常必要的。

前人通过研究提出断层包络体概念，阐述断层包络体具有断层核与破碎带的二分结构，围岩破碎带宽度随着断裂的断距和走滑位移的增大而增大。sibson等建立了地震相的概念；kim定义围岩破碎带是指分布在断层滑动面两侧的裂缝系统，随着距断层滑动面距离的增加裂缝密度逐渐减小，围岩破碎带宽度随着断裂的断距和走滑位移的增大而增大；金强等提出断层破碎带由断面充填物和派生裂缝组成，断面充填物和派生裂缝可以沿断面对称分布或不对称分布等特点，并通过测井曲线对断层破碎带不同分区进行区分；宋到福等总结了硅质碎屑岩中拉张性断层相模式。在常规断层解释方面，国内外已经进行了大量的研究，但对于断层破碎带解释方面，以地震新属性的方法对断层破碎带精细描述进行研究还较为少见。

基于上述原因，如何提供一种基于地质模式约束的地震解释方法对断裂带进行研究模拟的方法，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种基于断层破碎带地质模式及特点对断层破碎带进行地震解释的方法，其以地质模式和正演结果为指导，从地震解释的角度将断层破碎带划分为断层核部、诱导裂缝带密集区及诱导裂缝带稀疏区，并选取瞬时振幅属性和分频相干rgb融合技术对断层破碎带结构进行划分，提升地震解释精度，提升其参考价值。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于地质模式约束的断裂带地震解释方法，包括以下步骤：

s1：建立地震正演模型；

s2：断层破碎带地震正演：选取主频、地震子波并设定道间距，模拟水平边界波的垂直传播入射方法进行正演，得到断层破碎带正演波形数据及瞬时振幅数据；

s3：断层破碎带边界识别：根据断层破碎带的地质模式及正演波形数据瞬时振幅数据结果，基于断层所处工区的地震资料提取对断层破碎带识别的优势属性，通过优势属性叠加及融合识别断层破碎带中诱导裂缝带及断层核部边界，完成断层破碎带边界识别及刻画。

进一步的，所述s1中正演模型的建立是根据当地岩心及薄片得到断层破碎带的发育模式建立的正演模型。

进一步的，所述s3中的断层破碎带地质模式由工区岩心资料及薄片得到。

进一步的，所述s3中的优势属性包括：瞬时振幅属性、分频属性和相干属性。

上述进一步技术方案的有益效果是：断层核部由于绕射波的作用以及诱导裂缝带存在的波散射作用会导致该处的振幅发生突变，以此可对诱导裂缝带和断层核部进行区分；相干属性可进一步解释横向上的细微变化；分频技术可进一步精确识别地质异常；优势属性叠加可进一步提升解释的精确性。

进一步的，所述s3具体包括以下步骤：

s31：识别所述s2正演波形数据中的强突变振幅所处道线位置和瞬时振幅数据的振幅异常区，确定诱导裂缝带和断层核部可造成振幅异常；

s32：对断层所处工区的地震资料采用分频相干rgb融合技术进行处理，确定断层核部边界，完成断层破碎带边界识别及刻画。

进一步的，所述s32具体包括以下步骤：

s321：利用相干增强各向异性滤波技术对断层所处工区的地震资料数据进行处理，得滤波后的地震资料数据；

s322：将s321中滤波后的地震资料数据进行分频，得到若干个单频体，然后分别对单频体进行相干属性分析，得到各单频体的分频相干切片；

s323：选取单频体相干切片进行rgb融合，得到分频相干rgb融合结果；

s324：基于分频相干rgb融合结果对瞬时振幅属性图进行对比分析，确定断层核部边界，完成断层破碎带边界预测及刻画。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：建立了断层破碎带的地震解释模式，并以正演的方式阐述在断层破碎带相位震动及振幅较弱的区域，并不一定只发育了断层核部，密集诱导裂缝带也会有类似的响应；基于正演结论总结该地区断层破碎带模式的地震响应特点，之后依据当地地质模式特点，结合正演结果，利用断层破碎带白云岩化造成振幅差异的特点，对断层破碎带边界进行刻画，并使用分频相干rgb融合技术对平面断层轮廓进行刻画，再利用断层核部由于绕射波造成能量较弱的特点，对断层核部进行刻画，对该工区的断层破碎带结构进行了系统且精确地震解释，提升地震解释的参考价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

附图1为本发明实施例中工区所在位置简图；

附图2为本发明实施例中工区断层破碎带发育模式图；

附图3为本发明实施例中工区地震正演模型图；

附图4为本发明实施例中工区地震正演结果图；

附图5为本发明实施例中工区地震正演结果瞬时振幅图；

附图6为本发明实施例中工区断层破碎带地震解释模式图；

附图7为本发明实施例中工区瞬时振幅剖面图；

附图8为本发明实施例中工区30hz原始相干切片图；

附图9为本发明实施例中工区30hz扩散滤波相干切片；

附图10为本发明实施例中工区不同频率分频相干沿层切片图；

附图11为本发明实施例中工区分频相干rgb融合结果图；

附图12为本发明实施例中工区瞬时振幅属性图；

附图13为本发明实施例中工区瞬时振幅平面图；

附图14为本发明实施例中工区瞬时振幅剖面图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例依托本发明的技术方案，以大芦湖油田樊162工区为研究对象进行研究，具体操作如下：

1、工区概况

工区位于大芦湖油田樊162地区，大芦湖油田位于博兴洼陷西北部的深洼区，西临青城凸起，西北以高青-平南断层破碎带与于家庄-平方王潜山带分隔，东邻纯化鼻状构造，南与金家鼻状构造相接。樊162地区位于大芦湖油田的东南部，金家-樊家鼻状构造带的北部，高青断层下降盘，构造总趋势是东南高、西北低，在控洼断层高青-平南断层、博兴断层的共同作用下，区域地质应力以近南北向伸展为主兼有右旋张扭应力，主要发育一系列北东东向及近东西向的盆倾正断层，落差10-400m，位置简图见附图1。

2、断层破碎带地质模式

根据本工区岩心资料对工区断层破碎带结构模式进行划分，如附图2所示，断层核部发育大量棱角状断层角砾岩，细粒碎屑岩，微裂缝广泛发育，裂缝规模大，充填类型为全充填，方解石充填，脉状，基本白云岩化，断裂白云岩，两侧有断层泥。诱导裂缝带内部发育大规模裂缝，充填类型为半充填，方解石充填，诱导裂缝带白云岩化，向两侧断裂作用、白云化作用逐步减弱。

3、断层破碎带地震正演及优势属性叠加识别

3.1断层破碎带地震正演

基于由岩心及薄片得到的附图2所示的断层核部发育模式，进而建立本工区的正演模型。在设计的正演模型中，不同区域之间速度的大小关系由断层破碎带的声波测井数据进行确定，由断层核部向原状地层带速度依次降低。设计断层核部为3米，两侧断层泥各为1米，两侧裂缝带范围为15至20米，故该裂缝带总体范围为40至45米，如附图3所示。

地震正演模拟采用模拟水平边界波的垂直传播入射方法的方法，选取30hz地震子波及设定道间距为15m，正演结果附图4和附图5所示；

由附图4和附图5的正演结论可得，图中蓝线所画区域为由断层核部及诱导裂缝带导致的相位振幅变化的区域，以道间距为15m进行计算，地震识别出来的区域为45m左右，与正演模型相符，即断层核部及诱导裂缝带都会使相位振幅发生变化，在实际工作中，断层核部由于绕射波的存在会导致振幅能量较弱，诱导裂缝带会由于裂隙对纵波的散射作用而使振幅能量变弱，但低频情况下并不明显，利用此特点对诱导裂缝带及断层核部进行区分；

在诱导裂缝带边界区域可能由于裂缝密度较低对相位产生影响较弱，产生的散射作用较低，如图4中间层位第20道及上部层位第22道所示，但因为工区诱导裂缝带区域出现白云岩化，会由于白云岩化的存在导致边界出现振幅突变(如附图5所示)，利用此特点可对断层破碎带边界进行刻画；

根据以上结论建立本地区断层破碎带地震解释模式，如附图6所示，定义图中蓝色区域为断层核部，振幅较弱；绿色区域为诱导裂缝带密集区，该区由于裂缝密集会造成波形变化；黄色区域为诱导裂缝带稀疏区，该区存在少量裂缝，导致无法影响波形变化；图中aa’与bb’为相对稳定同相轴区域即诱导裂缝带稀疏区的层位追踪结果，在a’与b’位置处，利用诱导裂缝带白云岩化与原状地层之间波阻抗差产生的振幅突变进行区分；ab为同相轴杂乱区域即诱导裂缝带密集区及断层核部插值得到的层位追踪结果，利用由于绕射波导致的核部振幅较弱进行区分。

在进行沿层平面解释时，如附图6所示沿层切片即为平面图所示范围。

3.2诱导裂缝带边界识别

根据正演结论对破碎带边界进行刻画，如附图7所示，根据该瞬时振幅剖面，可以发现相比于同一层位的振幅值，在邻近断层附近会出现振幅异常区，以点状分布在断层周围，如图7红圆圈处所示，该结论与正演模拟得到的结论一致，由于诱导裂缝带白云岩化，在诱导裂缝带边界处会出现振幅异常。

如图7所示，图中黑色实线为断层破碎带延伸距离，红色虚线为通过振幅异常得到的断层破碎带边界，红色圆圈选取工区内主要的大断层破碎带进行断层破碎带边界的刻画，围绕断层出现的强振幅即为诱导裂缝带边界白云岩化造成的振幅异常区域，发现工区主要断层破碎带都为核部两侧均发育裂缝带的形式，由该工区实际地震资料道间距为25米进行计算，工区内主要断层破碎带横向展布范围约为75米。

3.3断层核部边界识别

由正演可得，断层核部具有能量较弱，波形变化较大的特点，首先使用分频相干rgb融合技术对平面断层轮廓进行刻画，该轮廓为图3中ab段的距离，再利用断层核部由于绕射波造成能量较弱的特点，对ab段内部的断层核部进行刻画。

具体操作如下，制作30hz原始相干切片，如附图8所示；再利用相干增强各向异性滤波技术对地震资料进行处理，压制噪声，提高横向连续性，增强地震数据对层序体内部结构的成像能力，之后制作滤波后的相干切片，如附图9所示；由附图8和附图9可得，通过扩散滤波，一些由地形起伏及噪音造成的相干异常被平滑掉，而同时，断层附近的相干低值区被保存下来。

在进行过扩散滤波后，基于振幅的计算制作常规相干切片；然后对地震资料进行分频，以10hz为间隔，分别制作10hz至50hz的分频相干属性，如附图10所示；由附图10可知，相干可展示断层核部延伸趋势及大概范围，通过对比发现，不同频带的相干体沿层切片和常规相干所表现的断层平面展布总体特征比较相似，但各自有不同的细节特征。

选取展示效果较好的10hz、30hz、50hz相干沿层切片进行rgb融合，得到分频相干rgb融合结果，如附图11所示；

10hz相干属性展现的主要是一些较大的、延伸长度较长的断层；30hz相干属性由于和原始地震数据主频接近，二者较为相似，主要反映中等尺度的断裂；50hz相干属性反映更丰富的断裂发育特征，对较小尺度断层的细节刻画更清楚，利用断层核部由于绕射波导致振幅较弱的特性制作瞬时振幅沿层切片，如附图12所示，将附图11和附图12进行对比：

如图11所示，红色代表10hz低频切片，绿色代表30hz中频信息，蓝色代表50hz高频信息，根据颜色合成原理：红色+绿色＝黄色，绿色+蓝色＝青色，红色+蓝色＝品红，红色+绿色+蓝色＝白色，图中黄色是低、中频融合的结果，反映是较为大尺度的信息；品红色是低、高频融合的结果，反映的即有断距较大的早期断层，又有后期次生的断距较小的断层或裂缝；图中青色是中、高频融合的结果，反映的是断距较小的、较晚期次的断裂或者裂缝。基于分频相干rgb技术对工区主要断层进行刻画，如图12所示，断层区域内具有明显的振幅值变化，瞬时振幅值在6000以下的所示范围及延伸距离与分频相干红色断层核部延伸距离相似，进而可以在附图12的瞬时振幅属性图中划定断层核部范围。该断层核部范围在一个道间距的范围内，则该断层核部宽度为25m及以下。

根据以上结论，利用瞬时振幅属性对该层位断层核部及诱导裂缝带进行综合解释。

如图13及图14所示，图14所示剖面即为图13中黑线所在剖面，按照图3-5所示的断层破碎带地震解释模式，对该断层破碎带进行解释。根据断层核部振幅值较弱的特点，划分红线虚线区域为断层核部范围，尺度较小，尺度在一个道间距以内，由裂缝带会造成波的散射使振幅值较弱及边界白云岩化造成的振幅异常的特点，划分黄色虚线包围的绿色蓝色区域为诱导裂缝带识别的范围，整体为围绕断层核部分布，大概范围为两个道间距的距离；通过利用瞬时振幅属性及分频相干rgb融合属性，对工区主要断层破碎带的不同部分进行了区分。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。