Question

三维地震资料解释

Answer 1

4.1.4.1 三维显示

三维地震的数据经过偏移后，已基本上与地质体近于等价了。可将三维数据体存储入计算机内建立数据库，这就有许多显示方案可供解释员选择，见图4-70。

显示可分为两大类：穿过数据体的二维切片显示和数据体本身的立体显示。

4.1.4.1.1 切片显示

三维数据体可被垂直地或水平地切割出各种二维剖面来。

图4-70 三维显示方案

图4-71 三维数据体的显示

4.1.4.1.1.1 任意方向的垂直剖面

这类剖面根据切割方向的不同又分为多种，当定义与x轴平行的垂直剖面为纵线剖面时，则与x方向正交的y方向垂直剖面为横线剖面。介于x和y方向之间的任意方位直线的垂直剖面也可以显示，此外，还有连接钻孔的折线形垂直剖面。形式上，这些剖面与二维常规多次叠加剖面相同，但它们是取自经过三维偏移的数据体，没有绕射波、侧面波等干扰，信噪比、可信度及分辨率都很高；又通过密集地提取一系列垂直剖面来准确地了解断层的空间分布。总之，由于三维数据体显示的灵活性使人们能够以最有利的角度去观察地下地质情况，有利于提高解释和成图的精度(图4-71)。

4.1.4.1.1.2 水平切片

目前，对三维数据体作水平切片显示的内容也有多种，包括等时切片、层位切片和瞬时相位切片等，其中以等时切片应用最广。

所谓等时切片就是以某个固定的时间值切割三维数据体所得到的平面图形。这种等时切片与等时线或等高线图存在着简单的对应关系，它们都是地层的平面图像，不同的是等时线图上绘的是同一地震界面不同时间的等值线，而等时切片是不同地震界面在同一时刻的横截面。图上每一个能量带就是同一时刻出现的各同相轴的水平范围。

等时切片给出某一时刻即某个深度处地下构造的俯视图。把等时切片与x、y两个方向的垂上剖面结合起来，使解释员能在3个正交面上分析任意一个深度处地下结构的特点。如果以一定时间间隔连续提取等时切片，就能连续追踪目的层，发现小断层或小构造。另外，还可以把一张张连续提取的等时切片制成电影或电视录像，把它们放映出来，在人们面前提供地下构造形态的动态显示，使解释员对构造建立起形象概念。根据显示出的一张张连续提取的等时切片，可以绘出某个同相轴的等t₀线图来，也就是同一个同相轴在各等时切片上的轮廓线；这种等t₀图的绘制非常快速，一般半小时至一小时即可绘出一张。

4.1.4.1.2 立体显示

在没有立体显示装置的条件下，用3套相互正交的垂向剖面和水平切片组合起来，可以实现立体显示。

直接进行三维显示的装置叫做地震模型显示箱，它是一个内壁有许多槽缝的金属箱，后侧装有一个可移动的光源。箱内一次可插入25～40张印在透明胶片上的垂直剖面。可以沿任意方向观察地质现象，例如沿着断层、顺着倾向、俯视地堑、环顾盐丘等进行观察，这样可辨别出单张剖面上难以发现的细微地层特征。在观察数据的同时就开展解释工作，挑选所需的层位，送入计算机绘等值线图，解释员根据显示的解释结果提出布置钻探的建议。

还有另外一种作静态三维显示的工具，就是光学全息显示，这种方法正在发展之中，目前很少实际应用。

4.1.4.2 直接划等值线

三维地震解释人员利用数据体进行工作。这通常是由研究通过数据体的3组正交切片进行的。

图4-72 说明地下岩体和地震数据体之间的概念关系。该图主要描述地下岩体，而且灰色面为层面。长方体的两个可见垂面，展现层面的两个倾角分量；水平面展现层面的走向。现在认为图4-72中的长方体是相应的地震数据体。如上所述，现在的灰面是个倾斜反射面，它与长方体的3个正交横断面表示倾角的两个分量和走向。

图4-72 在数据体内地震反射面的倾向与走向之间的关系

这些等值线是依照走向的，且以时间或深度表示一个特定层间。当解释人员选择水平切片上的一条反射时，它直接代表某层位上的一条时间(或深度)等值线，因为，此水平切片是通过数据体切割的。

图4-73展示了4ms间距的3个水平切片。根据诸深度平面上的半圆形的黑色同相轴(峰值)划出各条相应间距的等值线，便获得图4-73底部的构造等值线图。注意这些剖面同背斜构造图及断层以东的走向之间的形态方面的相似性。在中心板面中，1 352ms的峰值印为浅色，1 360ms的峰值为深色。它清楚地表明了同相轴随着深度而移动的范围。

图4-73 由地震水平切片解释的等值线图

图4-74和图4-75提供了一条垂直剖面和几个水平切片，由它们可鉴别这两种透视图之间的关系。测线P(图4-74)是通过右侧探区的中央和南部而贯穿南北的。2 632～2 656ms的时间区间，表示一些连续的反射面。从南到北(图4-74 为由右到左；图4-75为由底部到顶部)，构造首先为一个宽阔的闭合背斜，然后为肩部，再后为一个较小的背斜。

图4-75和图4-76 说明由一套水平切片直接划出等值线的简单练习。在图4-76内，由左到右逐渐地确定出在图14 75 中由左至右范围扩张的深色同相轴(波谷)界线。最后的图为该层位的原始等值图。显然，它需要根据解释人员的区域地质概念解释性地修均，但很快进行了这种初步的构造解释，而完全没有经过时间确定、标定与划等值线等传统的中间工作。

图4-74 秘鲁的南—北向垂直剖面通过获取图3～4切片的同一数据体

(据西方勘探与开发公司)

4.1.4.3 断层识别与作图

在以前曾由二维资料成图的探区范围内，当解释人员用三维资料作图时，图之间的多数走向的不同通常为三维图内增加的断层细节。图4-77和图4-78 提供了典型的比较。

我们期望由排列成行的同相轴终端发现断层。图4-79 属于提供图4-78 构造图的三维资料的一个垂直剖面。这些同相轴的终端清楚地显示了数条断层。图4-80的水平切片虽是来自同一数据体，但并未显示出明显的同相轴终端。图4-81展示了不同探区的4个水平切片，但其共同点是皆属相同的第三系碎屑岩沉积环境中。在这4个切片的第一个中，同相轴的终端都清楚地显示了3个主要断层的位置。

为什么在图4-81内的断层同相轴终端是明显的，而在图4-80内却不明显呢?其答案简单地归属于构造走向和断层走向之间的关系。水平切片上的线向表示其构造走向。如果构造走向与断层走向之间具有明显的角度时，同相轴将会终止。如果构造走向与断层走向平行或近于平行时，同相轴则不会终止，但将平行于断层。比较图4-80和图4-78正说明了这种现象。

因为在水平切片上同相轴终端的线向表示断层的走向，所以，对于一个水平切片上一条断层的采集可提供断层面的一条等值线。于是，根据一个适当间距的水平切片序列来采集一条断层，对断层面的成图则是一种简便的方法。图4-81 内明显的断层已按这种方法成图。

在(图4-81)右下角的水平切片内，两个断块显示出了相当不同宽度的同相轴。这正是由于倾角的影响。我们还于图4-80内见到了类似的倾角影响，这里的断层基本上可按照近乎南北走向的、窄而弯曲的同相轴追踪。

4.1.4.4 复合显示

三维资料解释人员不受单切片显示的限制。因为用数据体进行工作，复合显示会有助于三维评价和集中地注意精确的数据块，使人能深入了解目前的问题。

图4-82是将水平切片和垂直剖面沿着它们的相交线拼接在一起的复合显示。垂直剖面表明，此圆形构造是个向斜。水平切片可准确定出最低点的位置。

图4-75 水平切片图(4ms间距)

图4-76 由图4-75解释的等值线图

4.1.4.5 解释程序

图4-83说明了利用水平切片解释台进行三维构造解释的大概程序。在开始作图以前，看起来如同运动图片的水平切片(或水平剖面)影片与垂直剖面影片提供了概观构造的有效方法。观察者会立刻得到断层方向、构造顶点、大致的走向与倾向、资料质量变化等的总印象。这才是关于水平切片影片真正作为影片被利用的唯一时机。

图4-77 由泰国湾的二维资料所作的构造等值线图

(据Texaco太平洋石油有限公司)

图4-78 由泰国湾的三维资料所作的构造等值线图

(与图4-77作图的层位相同)

图4-79 泰国湾的三维资料测线55

(据Texaco太平洋石油股份有限公司)

下一个阶段，是先在依纵测线与横向测线方向选择的一套垂直剖面上(例如按照1 km的网格)，拾取断层并进行初步的解释。这将会提供第一个断块的近似范围，这时将开始作图。通常解释人员需由一口井来确定要追踪的层位。

利用选择的这套垂直剖面，在解释台屏幕的底图上标出近似的断层位置。然后，在一个水平切片上识别追踪的同相轴，并在第一个断块内上、下追踪，划出所要求间距的来自水平切片的等值线。同时，详细地标出环绕第一个断块的断层。在解释人员对于所划的等值线感到满意之前，在第一个断块内多次重复地对含有该层位构造起伏的这些切片进行解释是必要的。

图4-80 泰国湾内1388ms的水平切片剖面

(据Texaco太平洋石油股份有限公司)

返回到选择的这些垂直剖面再建立与下一个断块的关系，然后，在那个断层内重复该程序。解释人员一个断块、一个断块地如此进行下去，直到做完全探区；换句话说，这同一层位也许同时包含在两个或更多的断块内。

当解释人员在了解特殊部位的数据遇到问题时，可参考经由那个点的纵向测线、横向测线或其他方向测线的垂直剖面。为了该目的可由数据体专门地提取这些选择方位的测线。一旦问题解决，解释人员将可以返回到水平切片剖面，继续划等值线。

整个构造图解释期间，解释人员必须注视着可能具有地层意义的振幅异常和区域构造线。水平切片具有引起解释人员注意到细微特征(后来证实有意义)的独特性能。

图4-84是利用交互工作站作三维解释的大概程序。其交互性能需要遵循这个程序，包括：①在垂直与水平剖面上的这些层位的自动与人工追踪；②整个三维数据本的自动的立体层位追踪与编排；③垂直剖面与井数据的对比；④地震振幅的储存与变换；⑤几种图的变换；⑥颜色的灵活应用。

这种方法综合了前面程序的许多概念，且应用了其极广泛的性能。图4-84的程序还编排了地层与储层解释的几个区。

图4-81 特立尼达近海的水平切片剖面，同相轴终端指明断层

(据Texaco特立尼达有限公司)

图4-82 欧洲陆上的水平切片剖面与垂直剖面的复合显示

(据Hunt石油公司)

垂直剖面部分位于水平切片剖面之下

图4-83 使用水平切片解释台所作的大致三维解释程序

图4-84 使用交互工作站的大致三维解释程序

4.1.4.6 隐蔽构造特征

图4-85和图4-86是来自数据体的水平切片，在这里，隐蔽、小落差断层成为目的层解释的重要方面。在两个图内可以看到这种隐蔽断层，即在测线720与760同横向测线40与55之间的一个波峰(浅色)和一个波谷(深色)的局部不连续性，横向测线45(图4-87)出现的这个断层(在剖面中部2.3～2.4-s之间)具有真实的隐蔽特征。

研究该资料的解释人员，首先注意到了在水平切片上的这种不连续性，并且认为它属于一个真正的地质特征，因为该特征存在于邻近的许多切片上。因此，这个近于南北向的断层解释被包括在成果构造图内，正如图4-88内所示。

图4-85 美国南路易斯安那沼泽地带2332ms的水平切片剖面

图4-86 2340ms的水平切片剖面

图4-87 横向测线45，显示在图4-86和图4-86的水平切片剖面上确定的隐蔽断层

(据Texaco有限公司)

图4-88 构造等值线图，显示在图4-85和图4-86的水平切片剖面上确定的隐蔽断层

(据Texace有限公司)

在一个缓倾斜的地区内，例如该区的水平切片同相轴是宽阔的，它的不连续性会比垂直剖面同相轴的不连续性更容易发现。这说明，水平切片在识别隐蔽(微小)断层方面能起到的重要作用。