| 地震RGB分频属性融合技术在J工区河道砂体空间展布中的应用 |
2. 中国石化集团上海海洋石油局, 上海 200120
2. SINOPEC Shanghai Offshore Petroleum Bureau, Shanghai 200120, China
油气勘探工作已经从传统构造圈闭的研究,转向某些精细的岩性圈闭,例如河道、岩性尖灭、砂坝、礁体、超覆体等。众所周知,河道不仅作为由大陆架向深海搬运沉积物的主要通道[1],同时也是大陆边缘异常重要的油气储层[2],对于勘探目标评价具有非常重要的意义。本文以河道砂体为研究目标,应用一系列解释手段,使用色光三原色(RGB)属性融合技术识别地质异常,即在属性数据融合的基础上,利用颜色叠加的特性,突出河道的几何形态特征,较大程度的改善单一属性的识别效果。同时运用三维(3D)可视化技术成功地刻画其空间结构和边界分布,为后续工作提供了有力的数据支撑。
1 工作流程和方法原理首先,对3D地震数据进行预处理(图 1),通过过滤不同类型的噪音而获得连续性较高的同相轴,并保留足够的细节信息。本文运用的沿构造变化方向的有限脉冲响应中值混合滤波器(简称SOFMH),可消除由构造产生的噪音,同时将构造的边角和尖锐倾角等细节保留下来。沿构造变化方向与其他传统滤波器方向见图 2。
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| 图 1 河道地质异常体空间展布解释流程图 |
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| 图 2 三种滤波器方向示意图 |
其次,对预处理后的地震数据先提取单个属性,观察是否可以突出目标的某些特征,同时运用地震数据的频率分解和融合属性进一步探测异常体。频率分解后,得到一系列离散频率的振幅体和相位体,着重显示细微的地质信息。选取其中三个离散频率地震数据分别以红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色显示,调整三者的颜色比例并将其融合,得到独立的RGB分频融合属性数据体。
其中,RGB被称为色光三原色,是指不能再被分解的基本色,常用于电脑系统中显示彩色图像。这三种颜色互相叠加可混合出所有的颜色,同时相加即为白色(图 3)。此外,使用RGB混色方式可突出三种属性分量的共性,例如,当三个属性分量在某处都具有强烈的地震响应时,该处的RGB分频融合属性图像将显示为白色;反之,当三个属性分量都有较弱的地震响应时,图像将显示为黑色[3]。RGB分频融合属性正是利用这种颜色特性将多个分量的地质特征(如地层沉积厚度)通过各种颜色同时表现,与单一属性相比可以更清晰地指示目标。
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| 图 3 色光三原色(RGB)混合原理示意图 |
最终,应用3D可视化技术着重刻画地质异常体的空间展布,成功的关键仍在于属性的选择,主要的依据为目标特征的表现是否足够清晰、明确,是否可以将其与周边背景数据完整分离。
2 工区应用J工区位于大西洋几内亚湾内深水区,处于西非海岸盆地群中段的尼日尔三角洲盆地[4]。该区处于河流—海洋沉积环境,J工区主要以深海泥质沉积和浊积扇沉积为特征,自下而上发育Akata组,Agbada组和Benin组三套岩石地层单元。尼日尔三角洲的油气主要产自Agbada组的砂岩和未固结砂岩,储层特性受沉积环境和埋藏深度的控制[5]。
目前,J工区仅有B1井,依据B1井层位标定、测井伽马曲线、 3D地球物理解释成果,本区发育多套以砂岩为主的地层。其中,以位于Agbada组中段的8M层段为例,图 4a所示蓝色线为8M顶部层位,从测井伽马曲线上可以确定其下方强振幅特征为砂岩的地震响应。在剖面上,可见类似河道下切的强地震同相轴响应特征(图 4b);在平面上,沿8M层位向下平移约100 ms(即强振幅地震响应的中部),从地震数据上可大致识别出,目标具有典型的曲流河蜿蜒的几何形态特征。结合其在本区中扇亚相的沉积背景,推测8M层段的强振幅异常体可能为河道砂体。图 5~图 7分别为经过SOFMH去噪预处理后的地震数据,以及在此基础上提取的结构属性和方波化属性。可以看出,两个单一属性较好地突出了振幅强且变化稳定均匀的部位。
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| 图 4 地震数据剖面 |
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| 图 5 经SOFMH去噪后的地震数据体(沿层显示) |
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| 图 6 结构属性体(沿层显示) |
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| 图 7 方波化属性体(沿层显示) |
由于结构属性和方波化单一属性并没有清晰地描述8M河道地质异常体的几何形态特征,运用RGB分频融合属性对其展开进一步刻画。根据对地震数据的频谱分析(图 8),确定其主频主要分布在26 Hz左右。使用带宽等比例分解方式,通过试验,取最小频率为10 Hz,最大频率为40 Hz,地震数据被分解为9个离散频率的振幅体。其中,选取频率13.75 Hz、 17.5 Hz和21.25 Hz的单频振幅体,分别赋予红色、绿色和蓝色(图 9),并将其以一定的比例混合得到RGB分频融合属性体(图 10)。与图 6、图 7相比,异常体几何形态非常清晰,并且位置明确。
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| 图 8 地震数据主频分析及频率分解 |
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| 图 9 单频地震数据体分别赋予红、绿、蓝三种颜色(沿层位8M+100 ms显示) |
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| 图 10 RGB分频融合属性体(沿层位8M+100 ms显示) |
此外,根据图 10颜色分布范围可大致判断异常体的厚度情况,频率越高(蓝色)表示厚度越薄。在目标的中间位置显示为白色,表明异常体的地震反射能量在三个频率分量上都较强,推测为河道沉积中心所在。
在RGB分频融合属性的基础上,使用透明度曲线和体标记工具等3D可视化技术,获得8M顶底层段内的河道地质异常体较完整清晰的空间展布(图 11)。根据B1井实际钻井揭示8M层含气,进一步表明8M层段地质异常体为有利的河道砂岩含油气储层。同时可以计算储层厚度数据体及其顶底面的分布范围,为下一步地质建模和油藏分析等工作提供可靠依据。
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| 图 11 3D显示的8M层段河道砂体 |
3 结论
RGB分频属性融合及3D可视化技术在尼日尔三角洲J工区8M层段河道砂体的空间展布解释应用具有一定的实用性,其识别结果准确,显示效果好,可推广到其他地质异常的探测研究中,具有良好的应用前景。
在使用融合属性体识别3D地质异常体过程中,结合地质、井资料以及地震数据响应特征明确目标范围,建议首先使用较小的子数据体进行参数试验,再使用批处理流程应用到全区数据,可以显著提高工作效率。
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2016, Vol. 36













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