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《油氣地質與采收率雜志》2016年第二期

摘要：

濟陽坳陷車西地區北部陡坡帶沙三段砂礫巖體高效勘探開發的關鍵是預測裂縫發育區。由于單一的相干、曲率等地震屬性多解性強，不能準確、精細地反映裂縫發育情況，嘗試采用基于地震影像學的多屬性融合技術對研究區沙三段砂礫巖體進行裂縫精細預測。結果表明，相似性、最大正曲率和傾角曲率屬性對車西地區北部陡坡帶砂礫巖體的裂縫發育較為敏感。采用RGB-IHS變換的多屬性融合體在剖面和平面上能夠清晰地展示裂縫的發育位置和展布形態。預測結果顯示，在車71—車57井區受構造活動和異常高壓的影響發育構造縫和超壓縫交織的網狀縫，在車古25井區受異常高壓影響形成了沿多個方向展布的超壓縫。基于地震影像學的多屬性融合技術在砂礫巖體裂縫預測中的成功應用，進一步拓展了該技術的應用范圍，對其他類型油藏的裂縫預測具有借鑒和參考意義。

關鍵詞：

地震影像學；RGB-IHS變換；多屬性融合；裂縫；砂礫巖體；車西地區；濟陽坳陷

車西地區位于濟陽坳陷車鎮凹陷西部，勘探面積約為1100km2，構造上北斷南超，地層向南超覆在義和莊凸起，北部受埕南斷裂帶控制，具有典型的陸相斷陷盆地沉積特征。車西地區北部陡坡帶在古近紀沉積了大量的砂礫巖體，是該區重要的油氣儲集類型，已在車66、車古25等多口井見到工業油流。但砂礫巖體儲層非均質性強，受后期改造作用強烈，裂縫的發育程度往往造成油氣產能的巨大差異。因此，尋找有利的裂縫發育區是砂礫巖體油藏高效勘探開發的關鍵。目前，地震預測裂縫的常用方法主要有疊前縱波方位各向異性檢測和疊后地震屬性分析2類［1］。其中，疊前縱波方位各向異性檢測主要是通過研究裂縫引起的地震波動力學屬性（如頻率衰減、波阻抗等）隨方位角的不同而發生的變化，進行裂縫的定量預測［2-4］；疊后地震屬性分析主要研究地震反射波形的突變（不連續性），有相干分析［5-6］和曲率分析［7-8］等技術。車西地區由于地震資料品質差，采集的覆蓋次數和縱橫比都不能滿足疊前縱波方位各向異性檢測裂縫的要求。同時，單一的相干、曲率等地震幾何屬性僅能呈現較大的斷裂形態，多解性強，并不能準確、精細地反映裂縫發育情況。近年來，基于地震影像學的多屬性融合技術在尋找淺層河道砂巖［9-10］、精細劃分沉積相［11-12］等方面得到了較好的應用。為此，筆者嘗試采用基于地震影像學的多屬性融合技術對濟陽坳陷車西地區北部陡坡帶沙三段砂礫巖體進行裂縫精細預測，取得了較好的應用效果。

1地震影像學基本原理

1.1地震影像學概況地震影像學來源于近年來迅速發展的遙感影像技術，遙感衛星通過數字圖像處理技術對多個頻譜圖像合成可獲得高精度的地表影像。類似的，將這種技術應用于不同地震屬性的融合，可將傳統地震屬性的256色圖像提高到1600萬色，大大提高了對地層的成像精度，可有效應用于河道、灘壩等各類油藏的儲層預測與沉積相精細劃分等方面［13］。

1.2基于RGB-IHS變換的融合方法基于RGB-IHS變換的融合方法主要是將基于RGB的圖像融合方法與基于HIS的圖像融合方法進行相互映射，進而通過RGB-IHS的正反變換來實現的。基于RGB的圖像融合方法較為簡單，是目前最常用的一種色彩模式。其中，R代表紅色（Red），G代表綠色（Green），B代表藍色（Blue），將這3種顏色按一定比例混合，可以得到成千上萬種色彩，大自然中豐富多彩的顏色都可以看作是由這三原色疊加混合而成。具體表示時，將紅、綠、藍三原色分別定義至3個坐標軸上，取值為0~255，表示每種顏色的取值有256種亮度，由此組成了一個RGB顏色空間［10］。但由于RGB三原色相互耦合，任一分量的改變都會改變光譜信息，因此計算機很難用三原色進行定量的彩色計算和圖像處理［14］。基于IHS的圖像融合方法主要是利用顏色的3個基本特性，即明度（I）、色度（H）和飽和度（S）。其中，明度與顏色的明亮程度有關，色度與混合光譜中的波長有關，飽和度表征光譜的主波長在亮度中的比例［15］。IHS顏色空間是一個柱形坐標系統，用垂向來表示明度，軸向表示色度，徑向表示飽和度。由于在IHS顏色空間中，I，H和S三者互不相關，光譜信息主要體現在H和S上，因此基于IHS的圖像融合方法對圖像處理較為方便，得到了較為廣泛的應用。最后，通過RGB-IHS正變換和反變換，將RGB空間的彩色圖像以坐標旋轉的方式轉換至IHS空間顯示，建立2種圖像融合方法的空間映射關系［16］。

1.3多屬性融合技術處理流程基于地震影像學的多屬性融合技術主要處理流程（圖1）包括：①多種地震屬性的提取，通過與實際鉆探效果對比分析，從中優選出3種敏感屬性；②對每種敏感屬性進行降噪、去野值等優化處理，并將其歸化至0~255；③將歸化后的敏感屬性映射至RGB顏色空間中，映射的模式有RGB，RBG，GRB，GBR，BRG和BGR等6種，需要視融合效果而定；④通過RGB-IHS正變換，將歸化敏感屬性再映射至IHS顏色空間，之后通過RGB-IHS反變換輸出最終的融合圖像；⑤通過與原始的敏感屬性和實際的鉆探情況進行對比分析，若融合的效果不好，則返回③，改變RGB映射模式，重新融合；若融合的效果較好，則可以將多屬性融合圖像進行應用。

2砂礫巖體的裂縫預測

2.1多種屬性優選車西地區沙三段在縱向上可分為4個期次，其中期次Ⅰ為沙三段下亞段底部砂礫巖體最為發育的時期，該區的控制、預測儲量全部集中于此，具有較大的勘探潛力。共提取了車西地區沙三段期次Ⅰ的7種反映地震波形和層位的幾何形態地震屬性，主要包括相干、相似性、方差、最大曲率、最大正曲率、傾角曲率和走向曲率。通過與實際鉆探情況對比，并不斷優選，最終選取了相似性、最大正曲率和傾角曲率3種反映裂縫較好的地震屬性。相似性屬性是檢測相鄰地震道之間傾角的相似性，可用于指示沉積環境側向上的相似性，反映構造的不連續性，因此該屬性對裂縫相對發育區較為敏感。從提取的車西地區沙三段期次Ⅰ的相似性屬性（圖2a）可以看出，該屬性在反映大尺度斷裂方面效果較好，能清晰地呈現車西地區中部斷階帶的展布形態和位置。但對于裂縫表現模糊，尤其在北部陡坡帶砂礫巖體發育區更是無法識別。最大正曲率屬性是刻畫斷裂的最常用曲率屬性之一。該屬性是不同方向曲率計算中出現的正值之最大的曲率分量，用于描述凸起與凹陷部位發生彎曲的強度和寬窄［17］。利用最大正曲率屬性（Kpos）可進行地質上的構造形態分類：Kpos<0時為碗狀構造；Kpos=0時為谷狀構造或平面構造；Kpos>0時為鞍狀構造、脊狀構造或穹窿構造。根據提取的車西地區沙三段期次Ⅰ的最大正曲率屬性（圖2b）發現，該屬性能夠較為精細地展現北部陡坡帶砂礫巖體裂縫的發育位置，但對裂縫的方位、斷裂的相對斷距等信息無法展現。傾角曲率屬性是在最大傾角方向上提取的曲率，該曲率是最大傾角方向上傾角變化率的度量。它能清楚地呈現斷層的相對斷距及方向，而且通過放大層面的局部地貌保存斷層的規模和方位。因此，傾角屬性既有斷層位置信息，又包含了斷層方位信息［18］。提取的車西地區沙三段期次Ⅰ的傾角曲率屬性（圖2c）表明，該屬性對于斷裂的邊界形態刻畫得較為清晰，對于北部陡坡帶砂礫巖體裂縫的位置和方位也有一定的反映，但在斷裂呈現的直觀性上略有欠缺。

2.2屬性融合及效果分析相似性、最大正曲率和傾角曲率屬性在表現裂縫方面各有優勢，但均無法全面反映裂縫的多種信息，有必要采用基于地震影像學的多屬性融合技術進行裂縫的精細預測。在對這3種屬性進行降噪、去野值、歸化等處理后，對其進行RGB-IHS變換融合。主要是通過對6種RGB映射方式進行對比分析，優選GRB的映射方式，即相似性屬性對應于G，最大正曲率屬性對應于R，傾角曲率屬性對應于B。最終，適當調節HIS顏色空間中的明度、色度和飽和度，從而生成多屬性裂縫融合體。利用生成的融合體可得到沿井切線剖面和沿層平面的精細裂縫預測結果。通過與實際井的鉆探情況對比發現，該融合體提高了裂縫的成像精度，準確性有了較大提高。以過大斜722井的南北向裂縫預測剖面（圖3）為例，在古潛山和近岸扇體的扇根部位，由于地震反射雜亂，造成裂縫預測剖面上呈連片的紅色異常；大斜722井沙三段期次Ⅱ的出油層段對應的裂縫預測剖面為不規則的網狀紅色異常，表明該井段裂縫發育。由車西地區沙三段期次Ⅰ的多屬性融合裂縫預測結果（圖4）可以看出，北部近岸扇體的扇根相帶呈連片紅色異常，斷層和裂縫處均以斷續紅色顯示。該期次中已有車71、車57、車古25和車15-2等井見到工業油流，表明這些井均位于裂縫發育區，并較好地展現了裂縫的展布形態。在車71—車57井區，受構造活動和異常高壓的影響，形成了構造縫和超壓縫交織的網狀縫；在車古25井區，受深洼區異常高壓影響，形成了沿多個方向展布的超壓縫。

3結束語

在濟陽坳陷車西地區北部陡坡帶沙三段砂礫巖體裂縫預測中，優選了相似性、最大正曲率和傾角曲率等3種敏感屬性。采用基于地震影像學的多屬性融合技術得到的裂縫融合體在剖面和平面上能夠清晰地展示裂縫的發育位置和展布形態。預測結果顯示，在車71—車57井區發育構造縫和超壓縫交織的網狀縫；在車古25井區，受異常高壓影響，形成了沿多個方向展布的超壓縫。值得注意的是，基于地震影像學的多屬性融合技術，只能是3種屬性的融合，2種屬性或大于3種屬性都不適用，具有一定的局限性。

作者：束寧凱 汪新文 宋亮 蘇朝光 單位：中國地質大學（北京）地球科學與資源學院 中國石化勝利油田分公司 物探研究院