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油气勘探中的三维可视化技术-赵华

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物探 地震资料解释 地震处理 反演
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1 三 维 可 视 化 解 释 的 基 本 思 路[ 1 ]三 维 地 震 的 应 用 是 石 油 勘 探 技 术 的 重 大 突 破之 一 , 它 极 大 地 改 善 了 地 下 成 像 精 度 和 钻 井 成 功率 。 但 现 今 的 三 维 地 震 解 释 技 术 仍 普 遍 采 用 2 0 世纪 8 0 年 代 发 展 起 来 的 交 互 解 释 技 术 , 即 通 过 对 一条 条 三 维 剖 面 ( 主 测 线 和 联 络 测 线 ) 的 解 释 来 完 成对 数 据 体 的 认 识 ( 图 1 ) 。 三 维 可 视 化 技 术 的 出 现 改变 了 这 种 三 维 资 料 二 维 解 释 的 状 况 , 其 对 于 查 明 复杂 断 块 、 岩 性 及 裂 缝 等 隐 蔽 油 气 藏 具 有 重 要 意 义 。三 维 可 视 化 中 , 地 震 样 点 被 转 化 为 三 维 体 元 。该 体 元 同 时 携 带 着 与 透 明 度 相 关 的 可 由 用 户 定 义的 变 量 , 即 透 明 参 数 。 通 过 调 整 地 震 数 据 体 的 透 明度 ( 对 于 同 一 地 质 体 其 地 震 属 性 应 相 同 或 大 致 相同 ) 可 直 接 评 价 三 维 空 间 中 地 下 界 面 的 地 震 反 射 。从 原 理 和 应 用 上 看 , 三 维 可 视 化 有 两 种 基 本 类型 : 一 种 是 基 于 图 形 的 层 面 可 视 化 , 另 一 种 是 基 于三 维 地 震 数 据 体 的 数 据 体 可 视 化 。 层 面 可 视 化 是 按传 统 的 解 释 绘 图 工 作 流 程 设 计 的 , 主 要 用 于 已 解 释的 层 面 、 断 层 的 联 合 显 示 和 沿 层 二 次 解 释 , 其 工 作流 程 定 位 于 层 面 绘 图 , 目 前 许 多 人 把 层 面 可 视 化 当成 了 三 维 可 视 化 的 全 部 , 这 是 一 个 误 区 ; 三 维 数 据体 可 视 化 才 真 正 代 表 了 三 维 地 震 资 料 解 释 的 一 个全 新 模 式 , 带 来 观 念 性 的 革 命 。作 为 一 门 新 兴 的 地 震 资 料 解 释 技 术 , 三 维 可 视化 技 术 不 论 在 工 作 思 路 还 是 在 工 作 方 式 上 都 与 传统 的 常 规 解 释 技 术 有 极 大 的 区 别 。 传 统 的 解 释 技 术把 三 维 地 震 资 料 当 作 加 密 的 二 维 地 震 资 料 进 行 解释 , 因 而 信 息 利 用 率 低 , 解 释 成 果 质 量 不 高 , 且 工 作效 率 低 ; 而 三 维 可 视 化 解 释 技 术 充 分 利 用 了 三 维 地震 资 料 分 辨 率 高 、 空 间 连 续 和 零 闭 合 差 等 特 性 , 通过 全 三 维 解 释 形 成 地 质 认 识 , 并 通 过 层 面 可 视 化 评油 气 地 球 物 理2 0 0 3 年 1 0 月 P E T R O L E U M G E O P H Y S I C S 第 1 卷 第 4 期油 气 勘 探 中 的 三 维 可 视 化 技 术赵 华 郑 建 军胜 利 油 田 有 限 公 司 物 探 研 究 院摘 要 : 三 维 可 视 化 技 术 的 出 现 改 变 了 以 往 三 维 资 料 二 维 解 释 的 状 况 , 将 解 释 技 术 带 入 一 种 全 新 的 环 境 中 。 其 利 用 各种 信 息 资 料 , 通 过 动 画 电 影 、 透 明 度 显 示 等 功 能 发 现 追 踪 异 常 体 , 在 寻 找 隐 蔽 性 油 气 藏 方 面 具 有 明 显 优 势 。关 键 词 : 资 料 解 释 ; 三 维 可 视 化 ; 异 常 地 质 体 ; 油 气 勘 探A B S T R A C TE m e r g e n c e o f t h e 3 D v i s u a l i z a t i o n t e c h n i q u e h a s c h a n g e d t h e s i t u a t i o n t h a t t h e 3 D d a t a w e r e i n t e r p r e t e d b y 2 D i n -t e r p r e t a t i o n , a n d t a k e n i n t e r p r e t a t i o n t e c h n i q u e i n t o a f u l l y n e w e n v i r o n m e n t . A b n o r m a l g e o l o g i c a l b o d i e s c a n b ef o u n d a n d t r a c k e d b y u s i n g i n t e g r a t e d i n f o r m a t i o n a n d t h e s h o w f u n c t i o n s , s u c h a s a n i m a t i o n , d i a p h a n e i t y e t c . I t h a so b v i o u s a d v a n t a g e s i n s e a r c h i n g s u b t l e r e s e r v o i r .K e y w o r d s : d a t a i n t e r p r e t a t i o n , 3 D v i s u a l i z a t i o n , a b n o r m a l g e o l o g i c a l b o d y , h y d r o c a r b o n e x p l o r a t i o 三 维 剖 面 二 维 解 释收 稿 日 期 : 2 0 0 3 - 0 8 - 0 8 ; 改 回 日 期 : 2 0 0 3 - 0 9 - 1 5作 者 简 介 : 赵 华 , 女 , 工 程 师 , 1 9 9 6 年 毕 业 于 西 北 大 学 物 理 系 油 田 物 理 专 业 , 现 从 事 地 震 综 合 解 释 与 人 机 联 作 工 作 。 联 系 电 话 : ( 0 5 4 6 ) 8 8 5 1 3 5 2 ,通 讯 地 址 : ( 2 5 7 1 0 0 ) 山 东 省 东 营 市 东 营 区 牛 庄 镇 物 探 研 究 院 计 算 室 。价 三 维 空 间 中 的 层 面 , 从 而 大 大 提 高 了 地 震 资 料 解释 工 作 的 效 率 和 成 果 的 精 度 。2 三 维 可 视 化 解 释 技 术 的 基 本 功 能2 . 1 地 震 电 影借 助 先 进 、 强 大 的 无 限 时 图 形 工 作 站 , 从 地 震数 据 体 中 沿 纵 横 剖 面 方 向 、 水 平 切 片 或 任 意 曲 面 产生 地 震 电 影 画 面[ 2 ], 根 据 速 度 控 制 播 放 , 地 震 体 中 地震 波 特 征 可 以 清 楚 地 被 观 察 到 , 从 而 较 容 易 在 时 空上 分 析 和 识 别 地 震 相 特 征 和 不 同 的 地 质 体 。 同 时 还可 以 改 变 地 震 信 息 显 示 和 颜 色 , 以 便 找 准 有 利 地 质目 标 和 发 现 隐 蔽 性 油 气 藏 。2 . 2 三 维 立 体 构 造 解 释[ 3 ]相 对 常 规 地 震 解 释 , 三 维 可 视 化 解 释 技 术 实 现了 如 下 突 破 : ① 对 三 维 地 震 数 据 直 接 进 行 “ 体 解释 ” , 利 用 的 是 三 维 数 据 体 本 身 地 质 构 造 闭 合 的 有利 信 息 , 无 须 二 维 剖 面 解 释 之 后 的 断 层 闭 合 和 组 合等 工 序 , 提 高 了 解 释 精 度 ; ② 通 过 基 于 体 元 的 自 动追 踪 可 以 实 现 三 维 层 位 自 动 解 释 , 大 大 提 高 解 释 效率 ; ③ 通 过 透 明 体 显 示 和 薄 层 雕 刻 等 技 术 可 以 快 速直 观 地 发 现 地 层 及 岩 性 异 常 体 , 如 河 道 砂 体 等 ; ④通 过 对 属 性 体 进 行 子 体 追 踪 , 可 以 直 接 圈 定 异 常体 , 确 定 其 空 间 展 布 和 计 算 体 积 , 并 可 将 其 作 为 特殊 的 对 象 研 究 其 内 部 变 化 。2 . 3 三 维 立 体 透 视 储 层 描 述地 下 地 质 体 的 地 球 物 理 特 性 不 同 可 引 起 地 震反 射 特 征 特 别 是 振 幅 值 大 小 的 差 异 。 例 如 , 火 成 岩或 砂 体 顶 面 为 强 反 射 振 幅 , 而 围 岩 的 反 射 振 幅 相 对较 弱 , 这 样 就 可 以 设 置 一 个 振 幅 门 槛 值 , 对 三 维 数据 体 进 行 立 体 透 视 ( 就 像 医 学 上 做 C T 一 样 只 看 到骨 骼 而 看 不 见 肌 肤 ) , 从 而 对 岩 性 体 进 行 快 速 准 确地 识 别 , 了 解 其 空 间 的 分 布 规 律 。 同 时 , 还 可 以 对 岩性 体 顶 、 底 面 进 行 快 速 追 踪 解 释 。 该 项 技 术 对 岩 性油 气 藏 的 描 述 十 分 有 效 。2 . 4 立 体 综 合 显 示为 了 整 体 分 析 评 价 构 造 圈 闭 以 及 断 层 与 层 位相 互 关 系 是 否 符 合 地 质 规 律 , 将 断 面 、 层 面 、 多 套 油层 顶 面 等 进 行 空 间 组 合 显 示 ; 同 时 , 将 反 映 储 层 的地 震 信 息 以 不 同 颜 色 叠 合 到 层 面 上 来 , 综 合 分 析 其构 造 条 件 和 地 质 特 征 。 在 井 位 设 计 中 , 提 供 储 层 横向 空 间 展 布 , 预 测 钻 遇 层 位 。 在 三 维 储 层 属 性 模 型上 进 行 三 维 井 径 设 计 及 动 态 显 示 、 井 眼 轨 迹 数 值 化拾 取 、 预 测 钻 遇 目 的 层 的 弯 曲 半 径 、 确 定 钻 井 黄 金轨 迹 , 大 大 提 高 了 井 位 设 计 速 度 及 钻 井 命 中 率 。3 三 维 可 视 化 解 释 技 术 应 用 举 例3 . 1 自 动 追 踪 解 释在 三 维 可 视 化 中 , 对 于 连 续 性 较 好 的 同 相 轴 的解 释 可 以 利 用 种 子 点 自 动 追 踪 加 局 部 修 改 的 方 法 。通 过 定 义 一 系 列 的 种 子 点 , 并 修 改 种 子 点 的 振 幅 值来 实 现 标 志 层 的 体 解 释 ( 图 2 ) 。 解 释 过 程 中 可 以 选取 任 意 方 向 的 地 震 资 料 做 质 量 监 控 。 对 构 造 复 杂 区追 踪 产 生 的 异 常 , 可 以 对 其 局 部 删 除 , 并 用 手 工 的方 式 进 行 解 释 。 这 样 不 仅 会 大 大 提 高 解 释 的 速 度 ,而 且 解 释 的 结 果 因 有 空 间 的 监 控 而 更 加 精 细 。3 . 2 河 道 砂 体济 阳 坳 陷 上 第 三 系 馆 陶 组 、 明 化 镇 组 普 遍 发 育河 流 相 砂 体 , 馆 上 段 和 明 化 镇 组 以 曲 流 河 沉 积 为主 。 该 类 砂 体 在 地 震 剖 面 上 表 现 为 一 段 短 而 强 的 同相 轴 , 难 以 识 别 , 在 时 间 切 片 上 也 只 能 看 见 其 中 的一 部 分 。 要 落 实 曲 流 河 砂 体 的 整 体 形 态 , 必 须 连 续查 看 和 解 释 许 多 张 时 间 切 片 , 工 作 步 骤 繁 琐 而 且 费时 费 力 。 利 用 三 维 可 视 化 解 释 技 术 对 其 在 发 育 时 窗内 进 行 透 视 , 曲 流 河 砂 体 的 整 体 形 态 就 会 完 全 呈 现出 来 ( 图 3 ) 。 图 中 可 见 曲 流 河 道 形 态 自 然 、 真 实 ,与 现 代 沉 积 中 的 河 道 非 常 一 致 。3 . 3 砂 砾 岩 扇 体在 陆 相 断 陷 湖 盆 的 陡 坡 带 发 育 有 多 期 次 各 种类 型 的 砂 砾 岩 扇 体 。 扇 体 纵 向 厚 度 大 , 泥 岩 隔 层 小 ,上 下 交 互 叠 置 形 成 多 旋 回 复 合 体 。 不 同 旋 回 体 之 间图 2 种 子 点 追 踪 的 层 位 显 示· 4 4 · 油 气 地 球 物 理 2 0 0 3 年 1 0 月图 3 济 阳 坳 陷 陈 家 庄 地 区 馆 上 段 — 明 化 镇 组 河 道 砂 体 透 视 图连 通 性 差 , 油 水 关 系 复 杂 , 常 规 解 释 方 法 只 能 够 描述 其 包 络 面 , 难 以 划 分 扇 体 的 期 次 。 东 营 凹 陷 北 部陡 坡 带 ( 中 区 ) 的 三 维 透 视 图 中 可 清 晰 分 辨 砂 砾 岩扇 体 的 期 次 ( 图 4 ) 。 该 透 视 结 果 还 可 以 看 到 , 来 自凸 起 的 物 源 沿 几 个 规 模 相 对 较 大 的 古 冲 沟 由 北 向南 沉 积 , 主 要 形 成 了 4 个 规 模 不 等 、 纵 向 上 相 互 叠置 的 砂 砾 岩 扇 体 。 该 认 识 与 根 据 钻 井 结 果 所 得 到 的地 质 认 识 非 常 吻 合 。图 4 东 营 凹 陷 北 部 陡 坡 带 中 区 砂 砾 岩 扇 体 透 视 图4 未 来 发 展 方 向三 维 可 视 化 技 术 的 发 展 改 变 了 以 往 三 维 资 料二 维 解 释 的 状 况 , 并 将 地 震 资 料 解 释 带 到 了 一 种 全新 的 环 境 中 , 极 大 地 提 高 了 信 息 的 利 用 率 , 提 高 了解 释 的 精 度 和 效 率 。 但 目 前 的 三 维 可 视 化 技 术 由 于软 件 本 身 和 配 置 的 原 因 , 其 处 理 的 数 据 量 还 很 有限 , 大 数 据 体 的 可 视 化 运 行 速 度 问 题 亟 待 解 决 。正 在 发 展 的 虚 拟 现 实 技 术 是 三 维 可 视 化 技 术发 展 的 最 高 境 界 。参 考 文 献[ 1 ] G e o f f r e y A D o r n 等 著 . 傅 子 云 译 . 三 维 地 震 解 释 中 的 可 视化 . 国 外 油 气 勘 探 , 1 9 9 6 , 8 ( 3 )[ 2 ] S t e r e n C l a w s o n 等 著 . 杨 红 霞 译 . 用 层 位 可 视 化 和 反 演 动 画 进行 三 维 油 藏 特 征 描 述 . 石 油 物 探 译 丛 , 1 9 9 8 , ( 3 )[ 3 ] 赵 改 善 . 勘 探 开 发 中 虚 拟 现 实 技 术 的 应 用 与 展 望 . 勘 探 地 球物 理 进 展 , 2 0 0 2 , 2 5 ( 4 ) : 9 ~ 2 0编 辑 陈 先 红 付 瑾 平第 1 卷 第 4 期 赵 华 等 : 油 气 勘 探 中 的 三 维 可 视 化 技 术 · 4 5 ·
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