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适用于陆相、海相层序 地层的OpendTect技术(上)

时间:2013-10-24 09:18 来源:

 

OpendTect是由荷兰dGB公司推出 的全三维层序地层研究与地质体 模式识别系统。该系统可以在断陷型、 坳陷型及复杂叠合型等各类盆地开展陆 相、海相层序地层解释、研究。近年 来,软件先后在中国很多地区如陆相碎 屑岩、火山岩、海相碳酸盐岩储层层序 地层及目标体识别研究中取得了良好的 效果。尤其在针对隐蔽(岩性)油气藏 勘探开发中的层序地层研究工业化应用 方面具有很强的适应性;同时对于薄互 层碎屑岩储层、裂缝型储层、盐丘、岩 体、气烟囱、河道、小型扇体等地质目 标体的检测、识别方面也具有较好的适 应性。

OpendTect系统在强化细微地震信 息的基础上,通过分析不同沉积体地震 信息三维空间分布特征,识别沉积韵 律,进行小层对比与自动追踪,并将沉 积旋回韵律体对比追踪时的深域结果 转换到Wheeler域,进一步开展层序界 面、体系域识别、划分以及盆地沉积充 填演化等层序地层学研究工作;同时该 系统可以在时深域或Wheeler域中沿任 一小层进行地震属性计算,实现了等时 面地震属性提取与综合分析,为在等时 地层格架内预测有利沉积相带或砂体的 空间展布提供了有效的技术手段。

此外,OpendTect提供了多种用于 识别特殊地质体(盐丘、岩体)、裂 缝、气烟囱等的属性集。这些属性集是 在大量实际工作中,通过长期经验积 累,把多种能够反映这些异常的地震信 息综合到一起,通过数学、逻辑运算对 多个属性体进行模式识别得到目标体最 佳三维可视图像,准确预测目标体空间 发育特征。

OpendTect为用户提供了基础模 块、倾斜/方位角控制处理模块、目标 识别/成像处理模块、层序地层解释系 统模块、地震数据拓频处理模块、地 震有色反演模块、数据桥技术模块、 多点随机反演模块以及水气油界面检 测模块。

基础模块

OpendTect基础模块为用户提供 了一个开放式的平台。用户可在平台 上进行二次开发,增加新的模块和应 用程序。基础模块中,OpendTect提 供了以下功能:数据的输入与输出, OpendTect可支持SEGY、LAS、ASCII 格式的地震、钻井、测井、层位等常用 数据的输入与输出;地震反射层位的 追踪与编辑,通过基础模块,可以在 OpendTect系统中开展2D、3D地震层位 的对比追踪。同时可以对其它解释软件 所解释的地震反射层位进行编辑;常规 地震属性计算,在基础模块中可以通过 等时、沿层等方式对“三瞬”、均方 根振幅、平均频率、平均能量等常规 地震属性进行计算、分析;特有地震属 性计算,OpendTect针对断层、小型褶 皱及烃类异常等开发了如相似性、中值 曲率、吸收系数等特有的地震属性。这 些特有的地震属性较常规属性不仅更具 针对性,应用效果也得到改善;频谱分 解,应用频谱分解针对不同频率段提取 地震属性已经被广泛应用。OpendTect 在基础模块中也提供了频谱分解技术。 可将时深域转换为频率域,开展不同 频段地震属性提取;三维可视化,在 OpendTect基础平台上,可对地震数据 体、层位、属性计算结果等进行立体、 透视、透明等三维可视化显示。

倾斜/方位角 控制处理模块

OpendTect提出的倾角/方位角控制 处理(Steering)概念,是该软件的核 心功能与特色之处。该技术是通过平滑 的3D傅立叶变换技术扫描并计算地震 所有采样点三维空间倾角、方位角,最 终获得每个样点处带有倾角、方位角信 息的数据体“倾角体”。在计算倾角体 中,OpendTect提供了多种空间傅立叶变换方式,既考虑到了运算速度,也考 虑到运算精度,用户可根据实际情况选 择使用。计算所获得的“倾角体”一方 面为开展后续工作(层序地层解释、目 标体模式识别等)提供必要的信息数 据支持;另一方面配合使用OpendTect 提供的特有的中值滤波(Me d i a n Filter)、相似性(Similarity)、空间 位置(Position)等叠后地震处理技 术,对地震资料进行中值滤波和断层加 强。这种叠后处理技术由于使用了带 有空间信息的Steering数据体,不存在 滤波尾巴,可以大幅度减少随机扰动, 改善同相轴的横向连续性,增强断面反 射,从而达到提高地震资料信噪比、整 体改善地震资料品质的目的。

目标识别/成像处理模块 目标体识别技术 dGB公司通过大 量的实际工作和长期经验积累,向用户 提供了多种用于识别特殊地质体(盐 丘、岩体)、裂缝、气烟囱等的属性 集。针对具体地质目标,这些属性集把 多种能够反映这些目标体异常的地震信 息综合到一起,通过数学、逻辑运算对 多个属性体进行模式识别,并通过神经 网络对目标样本和非目标样本反复学 习,去伪存真,强化有效信息,压制无 效和干扰信息,把握目标体与多元地震 属性之间规律,刻画目标体空间分布。 如OpendTect所提供的针对气烟囱识别 的属性集,通过目标样本的拾取与学 习,可以较准确识别出由于油气运移在 地震剖面上形成的“气烟囱”,并可将 结果输出为一个“气烟囱体”,通过与 断层、构造等的对比研究,进一步分析 圈闭油气逸散程度、断层遮挡条件及裂 缝发育情况。同时还可根据“气烟囱” 发育部位、产状预测天然气藏(见图 1)。

地震相划分技术 地震波形分类是 被广泛使用的技术,但其计算结果不具 备明确的地质意义,难以解释,因此极 大地限制了它的应用。dGB使用假井地 震特征分析技术进行地震波形分类,使 分类结果与地震相具有良好的一致性, 也使其地质意义更加明确。

层序地层解释系统模块 层序地层解释系统(Se q u e n c e Stratigraphic Interpretation System) 是OpendTect中最具特色的一个功能 模块,也是目前国内外商业软件中惟 一一套通过地震资料开展层序地层学 研究的地震解释系统。该系统通过对 沉积旋迴韵律体的全三维自动追踪、 Wheeler域自动转换及沿任一小层面提 取、分析地震属性三大技术实现了在 无井区或低勘探程度区层序地层学研 究的工业化应用。

沉积旋回韵律体层序自动对比技 术 普通标志层同相轴的地震层位追 踪,使用现有的构造解释软件都能够较 容易实现。但是在层序地层学研究中, 要了解剥蚀面、顶(底)超面、洪泛面 等层序界面的空间展布以及体系域发育 特征,就必须追踪沉积体内部结构的小 层。由于沉积体内部结构的地震反射通 常较弱,同相轴连续性差,而且形态上 与沉积相类型密切相关,应用常规的人 工地震解释难度非常大。为此,在SSIS 功能模块中,通过应用每个采样点都带 有倾角、方位角信息的Steering数据体 对地震数据加以控制,针对不同盆地沉 积类型采用模式驱动、数据驱动的方式 通过对各采样点的追踪实现沉积体内部 结构小层的自动追踪。

对于后期构造运动相对较弱,具 有典型剥蚀、顶(底)超特征的沉积 体地震反射资料,通过与实际地质模型 相对比选取SSIS中提供的相应层序地层 驱动模式,使用插值、自动追踪等方法 就可以较为容易地实现小层的追踪与对 比。但在实际工作中,我们经常遇到的 是后期经历了多期构造运动,层序界面 及体系域发育均不完整沉积盆地,不具 备典型的层序地层模式,这就要应用数 据驱动的方式进行小层的对比与追踪 (见图2)。

通常,在常规地震剖面上进行层 位自动追踪,主要是考虑了地震振幅 信息及同相轴的连续性,而SSIS在使用 数据驱动追踪小层时,由于应用了带有 倾角、倾向信息的Steering数据体加以 控制,除考虑地震振幅、同相轴连续性 外,根据顶、底层位控制部分的地震数 据样点,在小层数最多的剖面位置给出 起始点,然后根据局部地层倾角、方位 角信息进行搜寻反射能量最大值,寻找 到下一个控点,如此类推,追踪出沉 积体内部结构的控制小层。通过沉积 体内部结构的追踪,获得了内部的各 个小层,为建立沉积韵律体提供了数 据基础。地层内部结构追踪的小层准 确而细致,清晰刻画出了沉积结构特 征。同时,为使沉积旋回韵律体追踪 结果更加可靠,配合使用频谱蓝化、 中值倾角滤波、断层加强等叠后处理 技术,可以一定程度上提高地震分辨 率,改善地震品质,增强对层序体内 部结构的分辨能力,提高层序地层划 分的解释效果。【未完待续】

 

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