0 引言

渤海湾盆地辽东湾坳陷整体为受郯庐走滑断裂带所控制的狭长坳陷构造格局(余一欣等，2014)，发育了多条大型北东向的右旋走滑断层及派生调节断层，勘探实践表明它们与油气的分布具有密切的关联(徐长贵，2016).但随着目前构造研究的逐渐深入，受特征较为明显的走滑断层即显性走滑断层所控制的构造圈闭逐一被发现和开采，而一些形态较为隐蔽的隐性走滑断层及其控制的隐蔽型构造圈闭开始越来越多的受到勘探人员的关注(张友等，2014；薛永安，2017).

“隐性走滑”的概念是在渤海海域近几年的勘探实践中所发现和提出，目前相关的文章描述较为缺乏，周维维等(2014)初步总结了隐性走滑的定义，认为其通常与显性走滑相伴生，具有走滑断层的特征，但是由于活动较弱，位移不明显，地震资料虽有异常，但通常不易识别.一般认为显性走滑断层多发育于凸起或邻近凸起的边界区域，当走滑作用很强时也可发育于凹陷中，其主干走滑断层直接切穿古近系通达新近系，断层发育位置易于识别.隐性走滑断层多发育于凹陷中，盖层厚度大，走滑作用减弱，其主干走滑断层仅切穿至古近系底部，对两侧伴生断层的影响范围较广.渤海海域近年来受控于隐性走滑断层形成了了一批有利的油气构造，同时总结出隐性走滑断层所具有的典型“四性”特征(周维维等，2016)：

(1) 地层产状突变性：一般在隐性走滑断层的两盘，地层产状往往发生突变，形成脊状或沟状构造样式.

(2) 反射特征变化性：地震反射特征通常发生变化，有可能由较为连续的强反射变为杂乱的弱反射.

(3) 断层掉向分带性：隐性走滑断层两侧的断层掉向分布呈规律性变化，两盘的断层掉向区分明显.

(4) 油气成藏差异性：在钻后我们发现隐性走滑的两侧成藏特征不尽相同，油水关系并不一致等，从而进一步说明了隐性走滑断层对构造的分割关系.

在断层识别方面的地球物理技术主要集中于地震属性刻画技术.以互相关或相似性、以及特征矩阵方法为主导的三代相干体属性目前是断裂识别的主流技术(Marfurt et al., 1998；Gersztenkorn and Marfurt, 1999)，并在实际生产中成熟应用，成为三维地震解释中的一个重要突破.后续第三代相干体技术逐渐被完善，发展了更多高精度相干体技术(曾凡盛等，2013；蔡涵鹏等，2014；刘畅等，2015).徐德奎等(2016)提出采用倾角导向的相干加强技术对复杂断裂的断层进行识别的方法，对复杂断裂带的断层识别具有一定改善.本文所研究的旅大27构造区从区块地质概况分析及三维地震资料对比，发现其可能发育隐性走滑断层，该类断层特征不同于常规断层，所处构造断裂破碎，且断层断距不明显，但存在一个明显的产状变化条带.传统的以识别不连续性为基础的方法并不适用.而该隐性走滑断层的落实对旅大构造区的勘探研究意义重大，下面针对旅大27构造区的地质条件及隐性走滑发育特征进行详细分析.

1 旅大27构造区隐性走滑断层分析

旅大27构造区位于辽东湾坳陷辽中南洼的南部，处于受多条走滑断层控制的洼陷中央反转构造带的南端，区域位置如图 1所示.

从三维地震资料主测线3220地震剖面(图 2a)可以看到，旅大27构造位于旅大A油田的西侧，在构造形态上与旅大A油田有着相似的特征.旅大A油田为早期发现的依附于中央走滑断层发育的大中型油气田，走滑断层的存在对其成藏起着至关重要的作用.从旅大27构造的主测线剖面上可以看出，该区深层存在较为明显的走滑断层痕迹，表现为地层呈现脊状对接的构造样式，但是在进入古近系地层之后断面并不清晰，但存在一个地层产状发生明显突变的条带，在剖面上突变条带的中心近乎直立，符合走滑断层的产状特征，命名为F1断层；在2400 ms方差属性时间切片(图 2b)上可以观察到，F1断层的发育位置方差属性隐约存在北东向延伸的异常，初步证实了该断裂在空间上呈现北东向分布，与辽中南洼整体的走滑发育格局相吻合.通过以上分析认为，该构造所发育的这类走滑断层属于隐性走滑断层的范畴，符合了前面提出的隐性走滑的定义，与显性走滑断层相伴生，且地震资料及常规地球物理方法不易识别的特点，因此我们将F1断层归为隐性走滑的类别.

在对走滑断层的识别方法中，通常采用对断层发育较为敏感的相干属性，这种方法针对地震资料信噪比较高，断面发育明显，存在一定的破碎带的断层具有较好的识别效果.旅大27构造所发育的隐性走滑断层在部分测线具有明显的断面，可以通过相干属性时间切片进行识别，但仍有部分测线位置错断不明显，仅发生了韧性的扭曲，这就导致地震反射在该位置并不存在明显的薄弱地带，相干属性没有明显的异常.因此我们在相干属性切片上所看到的高值异常条带并不如中央走滑断层清晰.

从隐性走滑断层所具有的四性特征进行分析，我们发现F1隐性走滑断层的地层产状突变性尤为明显，如图 2a所示.断层西盘的地层产状为西倾，东盘的地层产状为东倾，且这种现象在平面上呈现出一定的延伸距离.为了更好的对这种断层进行识别从而有效的指导地震构造解释，我们创新采用了三维体曲率属性的方法对该隐性走滑断层进行识别.在以往研究中，对曲率属性的应用部分停留在以地震解释层位为主导的层面曲率属性提取，这种方法需要先对该区块进行构造解释，然后提取曲率属性，具有效率低下，同时受人为因素干扰较多的缺点；部分地区应用曲率属性进行裂缝的识别，利用了曲率属性所呈现出的微观构造特征以及曲率所表征的构造应力分布与构造裂缝的关系.本文在详细分析了隐性走滑断层的发育特点之后，通过波长过滤选择了高波数曲率属性对其进行有效识别，在计算过程中，为了突出产状突变的边界，采用离心窗扫描方法(印兴耀等，2014)所计算的倾角数据体作为输入，进一步计算高波数曲率属性的方法.

2 高波数曲率属性方法原理

曲率是一种表示曲线弯曲程度的物理量，三维情况下曲线的概念转变为曲面，曲率属性表征了曲面的弯曲状况.曲面的曲率在不同的方向存在不同的表示方式，选择相互垂直的沿着x方向和y方向的正交面进行切割，所得到的曲率可以表示为(Roberts，2001)：

(1)

其中C_x、C_y表示沿着x和y方向的平面切割曲面所得到的曲率，s表示曲面函数，p和q表示曲面s沿着x方向和y方向的一阶导数，从这个角度分析，我们可以发现，三维曲面的曲率可以通过曲面沿着不同方向的一阶导数和二阶导数的形式来表达.在三维地震数据体中，如果不依赖于解释层位，并不存在这样的一个曲面，因此越过曲面的约束，假定存在一个理想的曲面，即地震同相轴所表征的层面，我们可以将地震数据沿着不同方向的一阶导数和二阶导数表示为

(2)

其中，u(t, x, y)表示t时刻位置为x、y处所应得地震数据原始振幅，p、q、r分别表示沿着x、y和t方向的变化量，p、q即对应着x和y方向的视倾角分量，对时间域地震资料而言其单位为ms/m.

三维地震体曲率属性中二次拟合曲面方程a-e系数的计算公式为

(3)

为了更好的突出产状变化的边界，本文采用基于离心窗扫描方式的离散相似性倾角计算方法进行视倾角分量p和q的计算.进一步将倾角分量属性作为输入，通过差分或傅里叶变换的方法进行曲率属性的提取.在上文分析了所研究的隐性走滑断层的特征，差分的方法容易放大噪声的成分，不利于突出产状变化的条带.本文选取傅里叶变化的方式对视倾角分量进行再次的求导运算，从而求取曲面系数进一步计算得到曲率属性.根据付氏变换的微分性质，在时间域求导相当于在频率域乘因子运算，在空间域求导相当于在波数域乘因子运算，那么我们将视倾角分量p和q变换到波数域，在波数域对其乘以波数因子-ik_x、-ik_y的运算，并将其反变换到空间域，得到p和q的导数求取结果(Al-Dossary and Marfurt, 2006).公式为

(4)

(5)

此外，在波数域求导时，可以通过引入分数阶导数的方法对波数成分进行选择，分数阶导数表示为

(6)

(7)

公式(6)、(7)中，α为分数阶导数的关键参数，α的数值越大其所选择的波数段数值越高，对应短波长倾角变化，反映了短波长即高波数的地质构造现象(Chopra and Marfurt, 2011, 2012，2013).α的数值越小其对应的波数值越小，对应长波长倾角变化，反映了长波长即低波数的地质构造现象.α参数的变化与波数段的对应关系可以从图 3中可以看出.随着α参数的增大，波数的选择逐渐趋近低频低波数段.高波数的地质构造代表地层大的弯曲、褶皱等；低波数的地质构造代表地层细微突变、断层等.本文所研究的隐性走滑断层在空间上呈现突变特征，对应为高波数的构造特征，若波数选取不当对其是一种较为明显的模糊作用.

3 应用分析

旅大27构造区三维地震解释采用辽东湾大连片地震资料，该资料整体信噪比较高，但在断裂破碎带发育位置噪声较多，对倾角分量的提取会带来一定干扰.为提高断裂破碎带信噪比，本文选取倾角控制中值滤波对原始地震资料进行预处理(Bednar, 1983；Höcker and Fehmers, 2002).然后将预处理的地震资料作为输入，通过离散相似性扫描方法提取inline及crossline方向的倾角分量属性(印兴耀等，2014)，最终在波数域进行波长成分选择，提取高波数曲率属性，详细计算流程见图 4.

首先通过预处理的地震资料计算得到了inline及crossline方向的倾角分量属性.从inline方向的倾角分量(图 5a)看，在构造中央具有较为明显的产状突变条带，所对应的地层inline方向视倾角由负转为正值，表示地层产状由北西倾向变为南东倾向，指示了F1隐性走滑断层的发育位置.该条带在inline方向倾角分量属性中分布较为明显，而在crossline方向倾角分量属性中并不突出，说明F1隐性走滑构造整体表现为与主测线方向相垂直的走向特征.为了更好地对F1隐性走滑的边界进行刻画，进一步在倾角分量的基础上提取了曲率属性.

在通过波数域求导进行曲率属性的计算过程中，采用公式(6)、公式(7)中提到的分数阶导数的方法进行波长成分的选择.在地震资料信噪比较高的情况下，低波数的信息对应着长波长的信息，相应的地质构造为较大的构造变化，如背斜、向斜等；而高波数的信息对应着短波长的信息，相应的地质构造为较小的构造变化，如断层、沟槽等.将波数成分因子α分别设置为0.1、0.5、1.0，得到了不同波数成分下对应的最大正曲率属性(图 6)，该计算结果建立在原始地震资料提取倾角分量的基础上.从三种不同结果的对比中我们进一步验证了上文的分析.图 6c为高波数最大正曲率属性，可以清晰的识别出F1隐性走滑断层的存在及其在空间的展布情况.

进一步我们计算了倾角控制中值滤波之后的资料所计算的最大正曲率属性，从图 7a可以看出属性切片的信噪比上有了较大的提高，在断裂破碎带的发育位置能够对断层的识别更加清晰.同时将高波数最大正曲率属性(图 7b)及常规的断层识别方法方差属性(图 7a)进行对比，可以看出，在针对隐性走滑断层的识别方面，高波数曲率属性呈现出较好的优越性.在高波数曲率属性的指导下，我们可以更好的对该区发育的断裂系统进行分析.F1隐性走滑断层呈现出北东向展布的特征，断层东盘发育较多的次级断层，西盘构造相对简单.通过F1主控断层与西盘次级断层的组合关系，可以在本区发现面积较大的圈闭目标，对该区带隐蔽油气藏的勘探研究具有重要意义.

4 结论

本文从区域地质背景及构造精细格局方面综合分析了旅大27构造区所发育的隐性走滑断层，总结其具有较为明显的地层产状突变性、次级断层发育分带性的特征，相应的采用了高波数曲率属性对其进行有效识别.实际应用效果表明该方法能够较好的刻画这类隐性走滑断层在空间的分布情况，相比常规使用的方差属性及相干类属性具有较为明显的优越性，能够更好的协助构造解释人员客观真实的实现对构造的精细解释，有助于隐蔽型油气藏的发现，对油田勘探研究具有非常实际的应用价值.此外，在该方法应用过程中，根据地震资料的实际情况选取合适的预处理方法有助于提高属性切片对断层的识别效果.

致谢 感谢审稿专家提出的宝贵意见及编辑部的大力支持！