地震地层学方法

地震地层学方法目录摘要前言数据准备地震地层学解释基于层序地层的地震成图在石油勘探和开采中的应用关键问题及结论摘要地震地层学方法利用地震反射数据来对储层、源岩以及盖层进行解释和成图。自从20世纪70年代后期被提出以来，该方法就不断地演化发展。本篇文章试图提供一个更高级的基准用来描述”怎么做”的步骤。前言自从20年前开始讨论地震地层学的基本原理以来，它就呈现快速发展的趋势。在识别区域含油气区带，成熟的勘探目标到可钻的勘探目标以及开采油田油气资源方面，地震地层学都被证实是相当成功的(Greenlee,1992;Duvalet等,1992)。本文首先将介绍进行地震地层学研究的基本思路以及数据准备的方法，这将为以后的层序地层，地震属性分析(2Dor3D)，数据体解释(3D)，正演和地质建模奠定基础。然而，这些建议打算形成一个工作的步骤相对一系列的主观方向。方法论必须从已知区域找到合适的数据，而且阅读是为了提取信息中有用的东西。数据准备数据准备的步骤：1.以适当的比例尺和大小绘制显示炮点和井点的区域底图，以备以后使用。海洋测深学在海上数据集中是有用的。底图的作用包括：显示进行地震相注释的区域、目标区，需要进一步研究的异常现象以及检查测线闭合等。2.从底图中，选择关键的二维和三维地震测线，着重选择有重要连井线的区域或亚区域倾向测线。要尽量避免必须沿走向或下构造倾角以相当大的距离（大于1km)对井进行外插的区域，选择的测线要能够在递进增宽的网格中被标识，尽可能避免严重的构造变形带。识别可能的主测线，通常是倾向测线，它能连接关键井并清楚地显现地层趋势，是好的“显示测线”。有时，在初始解释阶段之后选择“主测线”为最佳。3.在纸上以缩小的比例绘制已选的区域地震测线。强烈建议在研究的第一阶段用波形道纸剖面，原因是这是查看复杂地层关系和长距离终止模式（表1）的最佳方法。由于被垂直放大，在地震工作站上观察到的这种地层通常是模糊的。长的区域测线通常需要在工作站上被放大或缩小，然而纸上的剖面则可以不间断地审视关键的终止模式。除此之外，允许标注隐蔽的地层终止模式的波形道剖面不会在工作站屏幕上显示井。绘制地震剖面所需参数图1和2说明在区域比例尺（1:50000）显示的波形轨迹和可变密度是在地震工作站上绘制的一部分结果。注意波形道（图1）显示的地震反射波的上超覆比变密度剖面（图2）显示的更清楚。这也适用于1:25000的前景和规模（图3和4）。可变密度剖面（在地震工作站上）的地震解释难于波形道（可变面积）剖面解释，原因是在这种显示下地层终止模式是“平滑的”。此外，在地层终止处，邻近反射波的微亮化被掩盖，部分原因是调谐效应。如果是波谷更加突出，可以将颜色变为对比明显的灰度。4.避免含有混合道的数据，因为它会模糊地层终止模式。勿用窄的自动增益控制时窗，因为它会减少地层单元间的相对振幅差异。可能的话用偏移后的剖面，但并不强制（因为有时候未偏移的数据能更好的进行地震地层解释）。5.为地震标定准备好井数据。建议地震地层研究初期在纸上画连井线。原因之一是将合成记录道与波形道剖面相标定是惯例。波形道剖面优于变速度剖面的原因已讨论过。确保将伽马射线和其他关键的测井包括在内。基于时间的测井应该用与地震剖面相同的比例尺（10或20厘米/秒）。基于时间的测井也可用于各种测井标定剖面中。10厘米/秒的地震显示通常明显优于5厘米/秒，而20厘米/秒适合于详细的勘探目标或油田比例的解释。应该将生物地层和岩性地层的顶输入到合成记录中，这样可以省时，以免以后手动输入。如有校验点测网或VSP（垂直地震剖面），在制作合成记录时要加以利用。若没有这些数据，还有其它选择：1）识别出一个高波阻抗的反射层（通常是石灰岩或泥岩接触层），在其上显示合成记录。2）在具备有限的或较老的速度数据的情况下，用其它校验点测网井构建一个区域时深曲线。这种实证研究法通常会产生一个多项方程式，再根据地震双程旅行时来预测深度。大多数校验点数据都符合一个二阶多项式(y=2x+b)，其中y是深度，x是双程旅行时。注意在某些区域超压会造成时深图的变化。切记仍需要做一些的大的时移来与地震相关联（一般小于100ms).6.建议构建一个连井模板用于证明地震上定义的面，基于时间的测井和生物地层标定以及全球年代地层之间的关系。一旦识别出层位且解释者对于连井达成一致，那么就可以准备该模板。由于它能够提供清楚的地层年代模型记录，所以对以后做项目汇报也是有用的。地震地层学解释当(地震)数据经过适当准备后，就可以进行地震地层的解释，一般使用不同的颜色来标注不同水平层位。无论是解释速度还是便利程度，工作站解释都远远比手工解释优越，这里经常有一个基本需要，即建立区域的“主测线”来说明核心地层关联。找到一条或一系列主测线是减少不同解释者之间解释差异的有效方法，这是因为（解释者）都把主测线作为开始一项新地震解释的起点。用笔解释图允许在标定中存在一些变化，特别是闭合测线（looping）穿过其它剖面时。然而，在某些情况下，解释负责人会注明关键层位被“锁定”（looped），只允许有限的重要改动在以后发生。解释步骤：1，在地震剖面上识别主要的构造变形和数据假象（包括侧向反射和绕射）区域。解释者应该对（该地区的）构造样式、是否存在滑脱构造、或者关键的变形现象有一个整体的把握。如果地震数据不是来自同一个区块，不能盲目的套用常规经验。2，在构造发育比较复杂的地区，以下方法或许会很有用：对一些反射界面做初始的对比，然后剪切、平滑，并将剖面叠加来查看它们之间关键的构造关系。对地震半比例显示图做一些等于或接近1:1的纵向放大也可能对解释构造不明确区域产生帮助。解释断层（使用普通颜色）在同相轴明显发生错断的地方。在识别断层时要确认解释的剖面有没有经过偏移处理。同样要注意由于偏移过量或者偏移不足在地震数据上产生的陷阱。在某些情况下，完全归位一系列的地震剖面需要对该区域的原始沉积类型和地层排列方式有一个充分的了解（例如，墨西哥海湾盐丘地区）。3，检查关键测线（尤其是倾斜测线）来识别主要的（二级）大陆架边缘，如果这个区域存在（大陆架边缘）。使用三角形或循环符号来对其进行注明。对地震层序（二级，三级等），以及前造山，同造山和后造山运动层序有一定程度的了解。用粗体的顶部截断箭头（红色）来识别主要的角度削截。4，开始识别主要的沉积尖灭，并用红笔标注。这项工作应在地震对比之前进行。图5根据重要性的不同罗列了几种地层接触关系：-角度削截（在较小倾角的反射层上呈现明显的剥蚀接触关系）-上超（地层在沿倾角较大的反射层逐渐终止）-下超（地层在沿倾角较小的反射层逐渐终止）-顶超（较新的反射层沿反射面相继的终止，（在某些地区）通过下倾变化到斜坡沉积）5，连接上超和角度削截的末端可以认为是可能的层序边界。下超连接起来可能是最大洪泛面，注意以上罗列的注意事项。顶超暂时保持不连接的状态。当在走向剖面或者在构造旋转和生长断层剖面中解释上超以及下超时要细心。注意铲形断层面或走滑面可能被错误地解释成上超。6，时刻记住最重要的地震地层面是层序边界，层序边界最容易根据地层上超来判别，特别是在层序的陆架部分。对它的解释将连续贯穿整个区域。顶超和下超面都可能会改变反射面的位置由于各种原因。例如，在低位域中顶超面可能落到层序边界以下，也有可能局部抬升，变成叠瓦状的低位楔。随着向盆的推进沉积作用出现在高位体系域或低位体系域中，下超面也可能上升。顶超和下超面也同样有可能提高地层剖面。7，在盆地位置中寻找双重下超来指示低水位体系域盆底丘状沉积或（斜坡）斜坡丘状沉积或河道。盆地阶地处的层序边界被定义为具有相关性的整合面，并且没有必要一定会呈现出与其关联的剥蚀。但是，在限定的深水河道体系中，该表面将与重要的剥蚀、倾塌或者破裂存在密切的关系。8，在大陆架的位置寻找低位沉积楔，它通常被识别为分离的，叠瓦状的顶超-下超组合。低位沉积楔的颜色应该与其他体系区分出来。低位沉积楔前积复合体经常在较小的斜坡沉积下超于层序边界处被识别。9，通过连接地层的终止标记来进行标定。为了增加标定的可信度，在逐渐增宽的一套闭合测线上循环标定层序边界和最大洪泛面。在更多的考虑标定而不是可能的层序边界或最大洪泛面之前，至少有5个或以上的接触面需要在多个循环中要被多次的闭合测线连接。10，一个很好地练习在做地震层序对比时，是拖着铅笔在黑色波峰或波峰正上面的零交叉处画线。这样做的其中一个好处是当错误连接闭合测线时，可以很方便的擦掉铅笔画线。但是，如果砂岩或泥岩的波阻抗特征很明显，而且接触面类型和位置是已知的，在恰当的波峰或波谷处来标定接触面会更重要。知道地震数据是否是正交或零相位也很重要，因为它们将在某种程度上控制接触面位置。11，标定中一个基本的规则，不管用铅笔或是工作站鼠标，就是当标定盆地中的层序边界时，尽量越低越好并且尽量不要穿过反射面。相反地，当标定大陆架时，尽量高并且同样不要穿过发射面会有很好的效果。最大洪泛面可能出现在盆地中（由于下超之前的沉积）。正如之前提到的，低顶超是常见的并且可能会与层序边界混淆，但可能在低位沉积楔前积复合体中作为一个内部接触面。这就是为什么了解被标定的接触面类型和被解释的区域盆地位置会如此重要的原因。基于层序地层的地震成图

地震相成图地震相成图涉及到对地震特性从质变到量变的分析，从而推断岩性、古环境或两者（如外大陆架泥岩）的平面趋势。通常，对地震特性的分析立足于两点：外部形态（几何形状）和内部特性。表2.地震意义上可定义的砂体的地震反射特征外部形态和内部几何形状A-B-C成图地震相成图最终确定按照Ramsayer提出的方法进行，它以地震工作站出现之前解释的二维地震剖面为基础。这种方法被称为“A-B-C”成图法：上边界（A)，下边界（B)，内部反射特征（C）。例如，一个有斜坡沉积的前积地震组合，上接触面为顶超，基底为下超，那么它可以表示为Top-Dwn/Ob（图7）。图7.Ramsayer的A-B-C地震相技术拉姆赛尔的ABC三类地震代码每一个都包含5种类型，因此对于一个给定的地震间隔都会提供15种不同的变化（表3）。虽然这种技术很大程度上发展于2D地震数据，但是在传统的工作站它也可以以现代的2D或者3D部分展示出来。强调振幅特征的地震相地震相信息（振幅高或低，连续性，反射频率等）可以反映岩层的重要信息。如：振幅常能提供关键的岩性和沉积相信息（如河槽线与河道边缘），这在深水古环境中尤其重要。基于振幅相关和无关的特征的地震相类型。道分类地震相最近对能够辨别和分类地震子波形状的创新用于层序或体系域中来区分地震相。用户根据经验定义一套道形状或迭代检查数据。在有井控做标定的情况下，该技术成为一种强有力的工具用道分类方法所做的地震相图（墨西哥湾，SouthTimbalier-26油田）左图是未解释的，右图显示的是对三角洲环境的解释。插图为地震相成图中所用的道分类。将地震相图和其它图相结合地震相成图可信度的提高可以通过将地震相图与其它类型的图相结合，如等时图或等厚图来实现。1、等时图或等厚图：提供更多的是关于层序或体系域总厚度的量化信息。等时图（地震时间）或等厚图（深度转换的厚度）所采用的是传统方法。这些厚度变化能够表示调节的面积差异，尤其与差异沉陷有关。2、古地理图：基于层序地层对比的古地理图更能代表古地理，因为它们是以地震剖面中观察到的地层“时间轴”为基础的。这些图在两种情况下更有用：1）有大量的井控来支持古环境解释；2）与地震相成图相结合。在石油勘探和开采中的应用高位体系域在许多石油勘探区带中，许多最早期的发现都是在上倾的构造圈闭中，它倾向于被高位体系域或高位层序组所控制（图16）。在一些高容量盆地中，如西非或墨西哥湾，将比例放大到高位层序组水平（图14）。地层圈闭在高位体系域组中不太常见，原因是在无大障碍的情况下地层通常持续上倾，因此在局部是有渗漏的（图17）。构造闭合（背斜或断层类）有圈闭油气的潜力，尤其是被上覆的泥岩海侵体系域封闭时。图14.层序组图16.从层序地层观点所化的曲线（累计发现储量与时间）。显示了主要的危险因素。图17.高位与低位体系域前积复合体。注意高位体系域之间圈闭油气可能性的内在差异，这通常需要一个构造成分及低位体系域前积复合体，而后者是受倾角限制的。海侵体系域海侵体系域且在高容量的背景下，海侵层序组是最常被忽视的层序地层模型的含油气部分。当海侵体系域倾向于是泥岩时，且位于大陆架的高水位时，当它们由2级海侵泥岩构成时，通常能够为盆地中地位体系域储层提供