張繼標(biāo)，戴俊生，趙力彬，毛成棟，田騰飛，吉亞明，李石磊

(1.中國石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266555;2.中石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院，新疆庫爾勒 841000;3.中國國土資源經(jīng)濟(jì)研究院，北京 101149;4.中海石油深圳分公司研究院，廣東廣州 510240;5.中石化中原油田分公司，河南濮陽 457001;6.中石油吉林油田公司 勘探開發(fā)研究院，吉林 松原 138000)

基于螞蟻算法的斷裂自動(dòng)解釋技術(shù)在黃玨南地區(qū)的應(yīng)用

張繼標(biāo)1，戴俊生1，趙力彬2，毛成棟3，田騰飛4，吉亞明5，李石磊6

(1.中國石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266555;2.中石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院，新疆庫爾勒 841000;3.中國國土資源經(jīng)濟(jì)研究院，北京 101149;4.中海石油深圳分公司研究院，廣東廣州 510240;5.中石化中原油田分公司，河南濮陽 457001;6.中石油吉林油田公司 勘探開發(fā)研究院，吉林 松原 138000)

在對地震資料進(jìn)行預(yù)處理并綜合應(yīng)用相干體技術(shù)、方差體技術(shù)等多種地震屬性技術(shù)檢測地震反射不連續(xù)性的基礎(chǔ)上，應(yīng)用螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)對黃玨南地區(qū)三維地震資料進(jìn)行斷裂系統(tǒng)的自動(dòng)解釋，基于斷裂自動(dòng)解釋結(jié)果提取黃玨南地區(qū)的三維斷片系統(tǒng)，并將自動(dòng)解釋成果與人工解釋方案進(jìn)行對比。結(jié)果表明:在應(yīng)用方差體技術(shù)對地震反射不連續(xù)性進(jìn)行檢測的基礎(chǔ)上進(jìn)行螞蟻?zhàn)粉櫟玫降膶傩泽w斷裂痕跡顯示更加清晰直觀，可以有效地指導(dǎo)斷裂的平面及剖面解釋;黃玨南地區(qū)主要發(fā)育一組近東西走向的斷裂，呈階梯狀展布，斷面北傾，一般傾角較大;螞蟻?zhàn)粉櫧忉尩闹饕獢嗔寻l(fā)育特征基本符合構(gòu)造成因機(jī)制預(yù)測的斷裂發(fā)育規(guī)律，這進(jìn)一步驗(yàn)證了方法的實(shí)用性和有效性。

地震勘探;螞蟻算法;地震屬性;螞蟻屬性體;三維可視化;斷裂自動(dòng)解釋;黃玨南地區(qū)

三維地震資料在石油地質(zhì)勘探領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，其快速精細(xì)解釋一直是地質(zhì)學(xué)家們面臨的一個(gè)難題。目前的三維地震解釋主要是通過解釋一系列的二維剖面并結(jié)合水平切片來實(shí)現(xiàn)，是一種三維地震資料的二維解釋，解釋效率低，精度差，受人工干預(yù)影響較大［1-3］。隨著新技術(shù)、新方法的不斷發(fā)展，以地震相干技術(shù)及三維可視化技術(shù)等為代表的一系列三維地震解釋技術(shù)的出現(xiàn)提高了地震解釋的速度與精度，但在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受各種因素制約［4-5］。基于螞蟻算法的三維斷裂系統(tǒng)自動(dòng)解釋技術(shù)的出現(xiàn)則為這些難題的解決提供了一種有效途徑。黃玨南地區(qū)位于蘇北盆地高郵凹陷南部斷階帶的西部，由于受到多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，斷裂發(fā)育復(fù)雜，地震資料品質(zhì)較差，利用常規(guī)的地震資料解釋手段解釋困難較大，小斷層識別困難，構(gòu)造落實(shí)程度較低，且受人為因素影響比較大。因此，筆者應(yīng)用螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)對黃玨南地區(qū)進(jìn)行斷裂系統(tǒng)的精細(xì)自動(dòng)解釋，以提高斷裂解釋的準(zhǔn)確性及構(gòu)造落實(shí)程度。

1 螞蟻算法模型

螞蟻算法是由意大利學(xué)者 Colorini等［6］于20世紀(jì)90年代初期通過模擬自然界中螞蟻集體覓食的行為而提出的一種基于種群的啟發(fā)式仿生進(jìn)化算法。人工螞蟻算法跟真實(shí)螞蟻相比人工螞蟻具有一定的記憶功能和有意識地尋找最短路徑的優(yōu)點(diǎn)。Dorigo等［6-10］以經(jīng)典的求解 n個(gè)節(jié)點(diǎn)的旅行商(TSP)問題對螞蟻算法計(jì)算模型進(jìn)行了說明。

假設(shè)有 n 個(gè)節(jié)點(diǎn)，dij(i，j=1，…，n)表示任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)i與j之間的距離，m為蟻群中螞蟻的數(shù)目，τij(t)為t時(shí)刻在節(jié)點(diǎn)ij連線上殘留的信息量。初始時(shí)刻各條路徑上信息量相等。螞蟻k(k=1，…，m)在運(yùn)動(dòng)過程中根據(jù)各條路徑上的信息量決定轉(zhuǎn)移方向，Pij(t)表示在t時(shí)刻螞蟻k由位置i轉(zhuǎn)移到位置j的概率［8］，

隨著時(shí)間的推移，以前留下的信息逐漸揮發(fā)，經(jīng)過n個(gè)時(shí)刻螞蟻完成一次循環(huán)，各路徑上信息量要根據(jù)下式作調(diào)整:

式中，ηij為由節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)j的期望程度，可根據(jù)某種啟發(fā)式算子計(jì)算;ρ為信息素的殘留程度;1－ρ為信息素?fù)]發(fā)程度;Δ為第k只螞蟻在該次循環(huán)中留在路徑ij上的信息素;Δτij表示本次循環(huán)中留在路徑ij上的信息量。

螞蟻算法模型通常采用Ant-Cycle作為基本模型［8］，即

式中，Q是信息素強(qiáng)度，它影響算法的收斂速度;Lk表示第k只螞蟻在本次循環(huán)中所走路徑的長度。

2 螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)及其流程

基于螞蟻算法的螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)能自動(dòng)分析、識別斷裂系統(tǒng)，其原理是在地震數(shù)據(jù)體中散播大量電子螞蟻，并讓每個(gè)螞蟻沿著可能的斷裂痕跡向前移動(dòng)，同時(shí)發(fā)出信息素。若螞蟻遇到預(yù)期的斷裂將用信息素做出明顯的標(biāo)記，否則將不做標(biāo)記或只做不太明顯的標(biāo)記，以指導(dǎo)其他螞蟻的追蹤。利用螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)進(jìn)行斷裂系統(tǒng)的自動(dòng)解釋主要包括螞蟻屬性體的生成和斷裂系統(tǒng)的自動(dòng)提取兩個(gè)過程。

2.1 螞蟻屬性體的生成

利用常規(guī)三維地震數(shù)據(jù)體生成螞蟻屬性體主要包括以下三步:

第一步是地震資料預(yù)處理。在地震資料的預(yù)處理過程中，主要采用中值濾波、高斯濾波、帶通濾波及構(gòu)造平滑處理等技術(shù)方法以增強(qiáng)地震有效反射的連續(xù)性，降低噪音影響。

第二步是地震數(shù)據(jù)體“邊緣”探測?！斑吘墶奔床贿B續(xù)點(diǎn)，對地震數(shù)據(jù)“邊緣”的探測旨在尋找數(shù)據(jù)體中的不連續(xù)點(diǎn)，并借助于一些技術(shù)手段對這一不連續(xù)性進(jìn)行強(qiáng)化，主要根據(jù)傾角和方位角屬性、混沌屬性及方差屬性等。

(1)傾角和方位角屬性。在三維地震數(shù)據(jù)體中，將振幅當(dāng)成三維空間變量，通過求取反射層上任一點(diǎn)處的振幅梯度就可以確定該處層面的法線方位。對各點(diǎn)計(jì)算出的梯度向量計(jì)算協(xié)方差矩陣，然后求解該協(xié)方差矩陣的特征向量和特征值，最大特征值對應(yīng)的特征向量即為某一特定點(diǎn)的梯度主方向，該梯度方向即對應(yīng)振幅變化的最大方向，也就是反射層位的法線方向［11］。

(2)混沌屬性。根據(jù)梯度向量對應(yīng)協(xié)方差矩陣的3個(gè)特征值 λmax、λmid與 λmin之間的相互關(guān)系，可以判別振幅的規(guī)律性與混亂性。如果有效波很強(qiáng)，等振幅面的成層性會(huì)十分明顯，梯度向量對應(yīng)協(xié)方差矩陣的最大特征值λmax較其他兩個(gè)特征值λmid、λmin會(huì)大得多，λmax＞λmid≈λmin，一般對應(yīng)光滑、連續(xù)的反射層［12］(圖1(a));如果層面彎曲或者是被斷層切斷(圖1(b))，則梯度向量對應(yīng)協(xié)方差矩陣將會(huì)有兩個(gè)比較大的特征值，λmax≈λmid＞λmin;如果反射層被斷層切斷并且存在斷裂破碎帶(圖1(c))，則3個(gè)特征值應(yīng)該基本相等，即 λmax≈λmid≈λmin［8-9］。

圖1 不同層面混沌屬性特征(據(jù)Randen等)Fig.1 Characteristics of chaotic attribute in different layers(According to Randen，et al)

(3)方差體技術(shù)。方差體技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一項(xiàng)地震資料解釋新技術(shù)，它利用相鄰道地震信號(如振幅、相位等)之間的相似性來描述地層、巖性等的橫向非均勻性，通過計(jì)算樣點(diǎn)的方差值揭示數(shù)據(jù)體中的不連續(xù)信息，進(jìn)行斷層、巖性識別［13］。在三維地震數(shù)據(jù)體中取很薄的水平層，計(jì)算某一點(diǎn)附近振幅的方差可以反映出振幅的橫向變化。在規(guī)則層位面上沿層振幅變化不大，因此對應(yīng)的方差也小，而在斷層附近或巖性變化帶附近，振幅變化較大，振幅方差也大［7］。

第三步是利用螞蟻算法生成螞蟻屬性體。螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)創(chuàng)立了一種全新的斷裂系統(tǒng)屬性，在預(yù)先設(shè)定的地震體內(nèi)突出具有方位特征的斷裂，然后進(jìn)行運(yùn)算并產(chǎn)生螞蟻屬性體［7］。

2.2 三維斷裂系統(tǒng)自動(dòng)提取

在對常規(guī)三維地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行螞蟻?zhàn)粉櫟玫轿浵亴傩泽w之后，通過斷裂提取工具對獲得的螞蟻屬性體進(jìn)行自動(dòng)斷片提取，提取過程中可以人為設(shè)置種子點(diǎn)，并通過交互工具對提取的斷片進(jìn)行評估、編輯和篩選等工作。通過提取最終可以獲得一個(gè)直觀的三維斷裂模型。

3 螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)在黃玨南地區(qū)的應(yīng)用

黃玨南地區(qū)地震資料品質(zhì)較差，應(yīng)用過程中首先采用構(gòu)造平滑技術(shù)進(jìn)行地震資料預(yù)處理。通過計(jì)算傾角和方位角的優(yōu)勢方位確定局部構(gòu)造方位，然后在輸入信號引導(dǎo)下基于局部構(gòu)造進(jìn)行高斯平滑處理，以壓制地震數(shù)據(jù)體中的噪聲、增加地震反射的連續(xù)性。

在對地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行構(gòu)造平滑后，嘗試用多種方法強(qiáng)化地震數(shù)據(jù)的“不連續(xù)性”，圖2(a)、(b)分別為應(yīng)用地層傾角導(dǎo)數(shù)及方差體技術(shù)進(jìn)行的地震數(shù)據(jù)不連續(xù)性檢測，對比可以明顯看出應(yīng)用方差體技術(shù)進(jìn)行的不連續(xù)檢測效果好，斷裂痕跡相對較清晰，因此最終確定在黃玨南地區(qū)應(yīng)用方差體技術(shù)來強(qiáng)化地震數(shù)據(jù)不連續(xù)性。

圖2 黃玨南地區(qū)地震資料處理Fig.2 Processing of seismic data in south Huang-jue area

圖3 黃玨南地區(qū)螞蟻?zhàn)粉檶傩泽wFig.3 Ant tracking attribute volume of south Huang-jue area

在方差屬性體的基礎(chǔ)上，利用螞蟻算法生成螞蟻屬性體(圖3)，這是斷裂系統(tǒng)解釋的核心。具體應(yīng)用過程中要注意各項(xiàng)參數(shù)的選擇，其中初始螞蟻邊界、螞蟻?zhàn)粉櫰罴拔浵佀阉鞑介L這3項(xiàng)參數(shù)的選擇直接影響著斷裂解釋的效果。初始螞蟻邊界即指每只螞蟻的活動(dòng)范圍，初始螞蟻邊界越小追蹤的斷裂越精細(xì)，但所需的計(jì)算時(shí)間也就越長。對于追蹤規(guī)模較大的斷裂，該參數(shù)一般選擇5～7，對于較小斷裂，一般選擇3～4。螞蟻?zhàn)粉櫰羁刂屏宋浵伒墓諒澞芰Γ瑓?shù)越大對追蹤彎曲斷裂越有利，但也會(huì)影響較直斷裂的追蹤。螞蟻搜索步長控制了螞蟻在追蹤時(shí)每次移動(dòng)的單步長度，增加該值將使螞蟻搜索的更遠(yuǎn)，但會(huì)降低搜索的精度。黃玨南地區(qū)斷裂體系復(fù)雜，小規(guī)模斷裂較多，為了真實(shí)地反映各級斷裂的發(fā)育規(guī)律，提高斷裂解釋的精度，在實(shí)際追蹤過程中選擇較小的螞蟻初始邊界、螞蟻搜索步長及較大的螞蟻?zhàn)粉櫰睢?/p>

三維斷裂系統(tǒng)的自動(dòng)提取可以在常規(guī)三維地震數(shù)據(jù)體及螞蟻屬性體的基礎(chǔ)上進(jìn)行，但在螞蟻屬性體基礎(chǔ)上進(jìn)行斷裂系統(tǒng)的自動(dòng)提取效果更佳。經(jīng)過計(jì)算得到螞蟻?zhàn)粉檶傩泽w之后，再利用斷片系統(tǒng)自動(dòng)提取工具，經(jīng)過反復(fù)的參數(shù)調(diào)?？梢缘玫揭粋€(gè)直觀顯示的三維斷片系統(tǒng)。結(jié)合人工干預(yù)及對研究區(qū)地質(zhì)規(guī)律的認(rèn)識，對提取的三維斷片系統(tǒng)進(jìn)行分析處理，重新組合部分?jǐn)嗔?，并剔除一些斷裂假象，最終可以得到一個(gè)與人工解釋方案吻合良好的三維斷片系統(tǒng)(圖4)，并可實(shí)現(xiàn)對研究區(qū)斷裂系統(tǒng)的定量統(tǒng)計(jì)分析。

圖4 螞蟻?zhàn)粉欁詣?dòng)提取三維斷片系統(tǒng)Fig.4 Three-dimensional fault system extracted automatically by using ant tracking technology

4 螞蟻屬性體的解釋

利用螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)獲得的螞蟻?zhàn)粉檶傩泽w雖然還無法實(shí)現(xiàn)斷裂的自動(dòng)解釋，但其無論是在平面上還是剖面上都有清晰的斷裂痕跡顯示，可以有效地指導(dǎo)斷裂系統(tǒng)的人工解釋。

4.1 螞蟻?zhàn)粉檶傩泽w平面分析

黃玨南地區(qū)目的層位阜寧組地震反射旅行時(shí)主要在0.5～2.5 s，在此時(shí)間范圍內(nèi)提取螞蟻屬性體1.0 s及1.5 s等時(shí)切片(圖5)，圖中灰色線條代表斷裂痕跡，顏色越深斷裂可信度越高。

圖5 螞蟻?zhàn)粉檶傩泽w等時(shí)切片F(xiàn)ig.5 Isochronal slices of ant tracking attribute volume

從螞蟻?zhàn)粉檶傩泽w1 s等時(shí)切片(圖5(a))可以看出，黃玨南地區(qū)主要發(fā)育北東東向及近東西向兩組斷裂。北東東向斷裂主要發(fā)育在研究區(qū)北部及東南部，近東西向斷裂在全區(qū)均有分布，研究區(qū)中部斷裂相對較少。隨著深度變大，到1.5 s等時(shí)切片(圖5(b))研究區(qū)斷裂發(fā)育明顯增多，特別是中部地區(qū)，開始有北西向斷裂發(fā)育，此深度斷裂走向主要以北西西向?yàn)橹?，在南部邊界見較多北東東向斷裂發(fā)育。通過對這一系列不同等時(shí)切片的對比分析可以了解到不同深度范圍內(nèi)斷裂發(fā)育規(guī)律的差異性。由于構(gòu)造形跡和斷裂展布特征反映了應(yīng)力場的方向，通過一系列等時(shí)切片上斷裂展布的變化還可以確定不同時(shí)期應(yīng)力場方向的變化，進(jìn)而指導(dǎo)斷裂成因機(jī)制的研究。

4.2 螞蟻屬性體剖面解釋

通過螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)得到的屬性體可以用于剖面上斷裂系統(tǒng)的解釋(圖6)。在螞蟻?zhàn)粉檶傩泽w剖面中可以清晰地反映斷裂的發(fā)育位置及傾向等要素，對于垂向延伸較深的大斷裂，需要結(jié)合人工干預(yù)進(jìn)行斷層組合。通過與原始地震剖面的對比分析可以看出，在原始地震剖面中具有較明顯顯示的大斷裂在螞蟻?zhàn)粉櫰拭嬷卸伎梢郧逦粉?，而對于在原始剖面中肉眼難以識別的一些小斷裂在螞蟻?zhàn)粉櫰拭嬷幸捕加蟹从?，其形態(tài)和展布也比較清晰直觀。地震剖面上深部反射凌亂的區(qū)域，在螞蟻?zhàn)粉檶傩泽w剖面中顯示也比較雜亂無規(guī)律，對這些區(qū)域的灰色線條就不能當(dāng)作斷裂來處理，因此在應(yīng)用螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)進(jìn)行斷裂解釋過程中要剔除這些假象。

圖6 常規(guī)地震剖面與螞蟻?zhàn)粉檶傩泽w剖面對比(360inline)Fig.6 Comparison between sections in conventional seismic data and ant tracking attribute volume(360inline)

5 三維斷片系統(tǒng)分析

5.1 三維斷片篩選及定量統(tǒng)計(jì)

通過剔除黃玨南地區(qū)三維斷片系統(tǒng)中由于噪聲影響產(chǎn)生的斷片假象及對部分?jǐn)嗥M(jìn)行重新組合，最終獲得一個(gè)與地震數(shù)據(jù)匹配良好的三維斷片系統(tǒng)。將三維斷片系統(tǒng)與地震剖面進(jìn)行疊合(圖7(a))可以直觀地展示斷裂的展布特征。從圖中可以清晰地看出研究區(qū)斷層的平面展布主要以近東西向?yàn)橹?，傾向主要為北傾，剖面上主要以階梯狀斷層組合樣式為主。通過與地震解釋層位的交會(huì)(圖7(b))還可以清晰地看出地層的連通情況。通過對提取的三維斷片系統(tǒng)進(jìn)行定向及定量統(tǒng)計(jì)也可以幫助了解研究區(qū)的斷裂發(fā)育規(guī)律。通過主要斷裂傾向分布直方圖可以看出黃玨南地區(qū)斷裂傾向以北傾為主，斷裂傾角一般大于45°，主要發(fā)育高角度斷裂。

圖7 三維斷片系統(tǒng)與地震剖面及地震解釋層位交會(huì)圖Fig.7 Three-dimensional fault system cross-plot with seismic section and seicmic interpretation horizons

5.2 斷裂自動(dòng)解釋方案與人工解釋方案的對比

通過螞蟻?zhàn)粉櫶崛〉娜S斷片系統(tǒng)還可以直接轉(zhuǎn)為斷裂解釋方案用于地震資料的解釋。以黃玨南Inline420線(圖8)為例，最底部斷層為真1斷層，上部發(fā)育的真2＇斷層與真2斷層構(gòu)成“Y”字形斷層組合樣式，真2＇斷層與真1斷層之間自剖面左端向右依次發(fā)育了9條北傾的階梯狀斷層，螞蟻?zhàn)粉櫧忉尩臄鄬訜o論是在形態(tài)還是規(guī)模上都與人工解釋方案基本一致，僅在局部地區(qū)有部分小斷裂的解釋不同，因此可以認(rèn)為利用螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)自動(dòng)提取斷層可以直接應(yīng)用于地震資料的解釋，從而減少人為因素對斷裂解釋的影響，縮短解釋時(shí)間，提高解釋精度。

圖8 螞蟻?zhàn)粉欁詣?dòng)解釋方案與人工解釋方案對比(Inline 420)Fig.8 Comparison between automatic interpretation program using ant tracking technology and manual interpretation program(Inline420)

6 螞蟻?zhàn)粉檾嗔严到y(tǒng)用于構(gòu)造成因機(jī)制研究

對于低級序斷裂構(gòu)造成因機(jī)制的研究首先要確定古應(yīng)力場的方向，而古應(yīng)力場方向主要根據(jù)構(gòu)造形跡及主要斷裂發(fā)育方向來確定［14-15］，因此常規(guī)構(gòu)造成因機(jī)制的研究必須要在研究區(qū)的精細(xì)地震資料解釋的基礎(chǔ)上進(jìn)行，具有明顯的滯后性。而通過螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)快速獲得研究區(qū)的斷裂展布特征之后就可以確定古應(yīng)力場的方向進(jìn)而進(jìn)行構(gòu)造成因機(jī)制的研究，并將研究結(jié)果應(yīng)用于地震資料的解釋過程中。

黃玨南地區(qū)主要目的層埋深在約1.5 s處，通過1.5 s等時(shí)切片可以看出該區(qū)主要發(fā)育北西西向及北東東向兩組斷裂，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況兩組共軛剪切斷裂的鈍角平分線的方向指示張應(yīng)力的作用方向，確定阜寧期最小主應(yīng)力方向?yàn)榻媳毕?，依此為基礎(chǔ)進(jìn)行應(yīng)力場數(shù)值模擬(圖9，正值代表左旋)，顯示黃玨南地區(qū)阜寧期存在兩個(gè)最小主應(yīng)力高值區(qū)及兩組共軛的最大剪應(yīng)力，根據(jù)最小主應(yīng)力的分布可以確定主要斷裂發(fā)育區(qū)，根據(jù)剪應(yīng)力的方向可以確定兩組斷裂的組合特征，研究區(qū)西部右旋剪應(yīng)力下易產(chǎn)生一組北東東向右行斷裂組合，而在東部左旋下易產(chǎn)生一組北西西向左行斷裂組合，這與螞蟻?zhàn)粉櫧忉尩膬山M主要斷裂的發(fā)育規(guī)律相吻合，因此認(rèn)為這兩組低級序斷裂是在張應(yīng)力和剪應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的，并可以將此結(jié)果應(yīng)用于斷裂的平面解釋。

圖9 阜寧期斷層發(fā)育與剪應(yīng)力關(guān)系Fig.9 Relation between fault grow and shear stress in Funing sedimentary period

7 結(jié)論

(1)應(yīng)用不同的地震屬性處理技術(shù)對地震反射不連續(xù)性進(jìn)行檢測得到相應(yīng)地震屬性體，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行螞蟻?zhàn)粉櫟玫降奈浵亴傩泽w差別較大，其中以在方差屬性體基礎(chǔ)上進(jìn)行螞蟻?zhàn)粉櫟玫降奈浵亴傩泽w效果最優(yōu)，斷裂顯示更清晰直觀。

(2)利用螞蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)得到的螞蟻屬性體可以很好地應(yīng)用于斷裂的平面及剖面解釋，斷裂解釋結(jié)果與根據(jù)成因機(jī)制預(yù)測的斷裂發(fā)育規(guī)律基本一致，解釋結(jié)果可信，但應(yīng)用時(shí)要注意一些斷裂假象的剔除。

(3)通過提取的黃玨南地區(qū)三維斷片系統(tǒng)可以直觀形象地展示斷裂發(fā)育形態(tài)。黃玨南地區(qū)斷裂的平面展布主要為北西西及近東西走向;剖面上主要以階梯狀及“Y”字型斷層組合為主，傾向北傾，斷裂傾角較大，一般大于45°。

［1］張進(jìn)鐸.地震解釋技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2006，21(2):578-587.

ZHANG Jin-duo.Present status and future trend of seismic data interpretation techniques［J］.Progress in Geophysics，2006，21(2):578-587.

［2］趙慶國，趙華，湛林福，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在石油勘探中的應(yīng)用［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2005，29(1):30-33.

ZHAO Qing-guo，ZHAO Hua，ZHAN Lin-fu，et al.Application of virtual reality technology in petroleum exploration［J］.Journal of the University of Petroleum，China(E-dition of Natural Science)，2005，29(1):30-33.

［3］祝靚誼.油氣勘探綜合地球物理研究方法綜述［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2003，18(1):19-23.

ZHU Jing-yi.Overview of integrated geophysics of oil ＆gas exploration［J］.Progress In Geophysics，2003，18(1):19-23.

［4］王大偉，劉震，陳小宏，等.地震相干技術(shù)的進(jìn)展及其在油氣勘探中的應(yīng)用［J］.地質(zhì)科技情報(bào)，2005，24(2):71-76.

WANG Da-wei，LIU Zhen，CHEN Xiao-hong，et al.Progress of seismic coherence and its application to petroleum exploration［J］.Geological Science and Technology Information，2005，24(2):71-76.

［5］孫夕平，杜世通.相干體技術(shù)算法研究及其在地震資料解釋中的應(yīng)用［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2003，27(2):32-35.

SUN Xi-ping，DU Shi-tong.Development and application of algorithm of coherency cub technique to seismic interpretation［J］.Journal of the University of Petroleum，China(Edition of Natural Science)，2003，27(2):32-35.

［6］FRANCISCO J Varela，PAUL Bourgine.Toward a practice of autonomous systems:Proceeding of the First European Conference on Artificial Life［C］.Paris:Elsevier，1991.

［7］段海濱，王道波，朱家強(qiáng)，等.蟻群算法理論及應(yīng)用研究的進(jìn)展［J］.控制與決策，2004，19(12):1321-1325.

DUAN Hai-bin，WANG Dao-bo，ZHU Jia-qiang，et al.Development on ant colony algorithm theory and its application［J］.Control and Decision，2004，19(12):1321-1325.

［8］張紀(jì)會(huì)，徐心和.一種新的進(jìn)化算法——蟻群算法［J］.系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，1999，19(3):84-87.

ZHANG Ji-hui，XU Xin-he.A new evolutionary algorithm ant colony algorithm［J］.Systems Engineering Theory ＆Practice，1999，19(3):84-87.

［9］唐琪凌，蘇波，王迪，等.螞蟻算法在斷裂系統(tǒng)解釋中的應(yīng)用［J］.特種油氣藏，2009，16(6):30-33.

TANG Qi-ling，SU Bo，WANG Di，et al.Application of ant colony algorithm in fault system interpretation［J］.Special Oil＆ Gas Reservoirs，2009，16(6):30-33.

［10］DORIGO M，GAMBARDELLA L M.Ant colony system:acooperative learning approach to the traveling salesman problem ［J］.IEEE Trans on Evolutionary Computation，1997，1(1):53-66.

［11］朱成宏，黃國騫，秦瞳.斷裂系統(tǒng)精細(xì)分析技術(shù)［J］.石油物探，2002，41(1):42-48.

ZHU Cheng-hong，HUANG Guo-qian，QIN Tong.Methods for detailed fracture system description［J］.Geophysical Prospecting for Petroleum，2002，41(1):42-48.

［12］RANDEN T，PEDERSEN S I，SONNELAND L.Automatic extraction of fault surfaces from three-dimensional seismic data［J］.Expanded Abstr，Int Mtg，Soc Exploration Geophys，2001，20(3):551-554.

［13］吳有信，方含珍.相干體與方差體技術(shù)在全三維地震資料解釋中的應(yīng)用［J］.安徽地質(zhì)，2006，16(1):47-51.

WU You-xin，F(xiàn)ANG Han-zhen.Application of the technology of relevance coherence cube and variance cube in interpretation of full 3D seismic data［J］.Geology of Anhui，2006，16(1):47-51.

［14］王軍，戴俊生，馮建偉.烏夏斷裂帶二疊系火山巖-碎屑巖混雜地層裂縫預(yù)測［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2010，34(4):19-24.

WANG Jun，DAI Jun-sheng，F(xiàn)ENG Jian-wei.Fracture prediction of Permian volcanic-clastic rock formation in Wuxia fault belt［J］.Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science)，2010，34(4):19-24.

［15］張仲培，王清晨.斷層滑動(dòng)分析與古應(yīng)力恢復(fù)研究綜述［J］.地球科學(xué)進(jìn)展，2004，19(4):605-611.

ZHANG Zhong-pei，WANG Qing-chen.The summary and comment on fault-slip analysis and palaeostress reconstruction［J］.Advance in Earth Sciences，2004，19(4):605-611.

Application of automatic fault interpretation technology based on ant colony algorithm in south Huang-jue area

ZHANG Ji-biao1，DAI Jun-sheng1，ZHAO Li-bin2，MAO Cheng-dong3，TIAN Teng-fei4，JI Ya-ming5，LI Shi-lei6

(1.School of Geosciences in China University of Petroleum，Qingdao 266555，China;2.Exploration and Development Institute，Tarim Oilfield Company，PetroChina，Korla 841000，China;3.Chinese Academy of Land ＆ Resource Economics，Beijing 101149，China;4.Shenzhen Research Institute of CNOOC，Guangzhou 510240，China;5.Zhongyuan Oilfield Branch Company，SINOPEC，Puyang 457001，China;6.Exploration and Development Institute，Jilin Oilfield Company，PetroChina，Songyuan 138000，China)

On the basis of the pre-processing of seismic data and the integrated application of multiple seismic attribute technology such as the coherence and variance technique to detect reflection discontinuities in the seismic data，the ant tracking technology was applied in the automatic fault interpretation of the seismic data in south Huang-jue area.Based on the results of automatic interpretation，the three-dimensional fault patches were extracted and the artificial job was also compared with the automatic results.The results show that the fault traces of the attribute volume obtained by the ant tracking technology based on the detection of variance technique over the reflection discontinuities are much more distinct and can be used to effectively guide the fault interpretation both in the plane and the section.It is also concluded that a group of graded faults are developed with nearly EW strikes，N tendency and generally large dip.The main fracture characteristics interpreted by the ant tracking technology agree well with the law of the fault development predicted by structural genesis mechanism，which also proves the technology is effective and practical.

seismic prospecting;ant colony algorithm;seismic attribution;ant tracking attribute volume;three-dimensionalvisualization;automatic fault interpretation;south Huang-jue area

TE 121.2;P 542

A >

10.3969/j.issn.1673-5005.2011.06.003

1673-5005(2011)06-0014-07

2011－04－22

國家科技重大專項(xiàng)課題(2011ZX05011－001)

張繼標(biāo)(1986－)，男(漢族)，山東安丘人，博士研究生，主要從事構(gòu)造地質(zhì)學(xué)方面的研究。

(編輯 徐會(huì)永)