湯浩哲，許永忠，劉永福，范秋海，張 昆，孫 琦

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州221116；2.中國(guó)石油塔里木油田公司研究院，新疆 庫爾勒841000）

塔里木盆地的北部隆起位于庫車坳陷和北部坳陷之間，是一個(gè)富集海、陸相油氣區(qū)域。哈拉哈塘地區(qū)則位于塔里木盆地北部隆起的輪南低凸起上，該低凸起北鄰輪臺(tái)凸起，南鄰北部坳陷，西接英買力低凸起，地層發(fā)育全，分布特征與區(qū)域相似，中新生界表現(xiàn)為北傾單斜，古生界呈整體南傾特征，志留系～二疊系發(fā)育全并超覆在奧陶系之上。在地質(zhì)演化過程中，奧陶紀(jì)地層整體南傾并遭受過強(qiáng)烈削蝕，其上覆地層主要表現(xiàn)為相對(duì)穩(wěn)定的凹陷特征，但在一定的地史演化階段也有抬升并發(fā)育一些局部的相對(duì)隆起，形成了輪南低凸起向西傾沒的鼻狀構(gòu)造，整體上東高西低。該鼻狀構(gòu)造與輪南、塔河油田的石油地質(zhì)條件一致，是哈拉哈塘凹陷一個(gè)有利的勘探層系，可以作為哈拉哈塘凹陷油氣勘探的突破口，兼探石炭系和志留系［1］。

目前在哈拉哈塘地區(qū)已部署鉆井上百 余口，普遍在二疊系都鉆遇火成巖，厚度變化大，厚100～600m。受二疊系火成巖分布、及成藏規(guī)律復(fù)雜等因素的影響，圈閉構(gòu)造往往難以落實(shí)，嚴(yán)重影響了本區(qū)的油氣勘探進(jìn)程。因此，對(duì)本區(qū)二疊系火成巖的厚度、巖性及分布情況的研究具有著重要的意義。本文旨在研究工區(qū)范圍內(nèi)大的地質(zhì)構(gòu)造，如高臺(tái)、斷層等，以為后續(xù)火山巖的精細(xì)研究做好宏觀上的地質(zhì)準(zhǔn)備。

1 基于波阻抗反演的相干屬性分析

1.1 相干體技術(shù)與波阻抗反演技術(shù)

相干體技術(shù)，是一種對(duì)震源子波不敏感的屬性［2］，應(yīng)用該技術(shù)能清楚地識(shí)別斷層和地層特征。它通過比較局部地震波形的相似性，得到三維地震相關(guān)性的估計(jì)值，在出現(xiàn)斷層、地層巖性突變、特殊地質(zhì)體的小范圍內(nèi)，地震道之間的波形特征發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致局部的道與道之間相關(guān)性的突變，即相干值較低的點(diǎn)與地質(zhì)不連續(xù)性如斷層和地層、特殊巖性體邊界密切相關(guān)。

地震波阻抗反演技術(shù)則是儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的有效手段之一，得到的波阻抗體具有明確的地球物理意義。另一方面，與振幅等反映界面性質(zhì)的參數(shù)相比，波阻抗具有更低的多解性，在波阻抗反演時(shí)間剖面上，各地層單元之間和地層單元內(nèi)部巖層之間的接觸關(guān)系特征更加明顯，特別是地層的不整合接觸關(guān)系表現(xiàn)得尤為突出［3］。因此，反演出的波阻抗體具有多解性小，地質(zhì)意義明確的優(yōu)點(diǎn)，如與相干技術(shù)相結(jié)合，則既能有效壓制噪聲，又能突出層面中的有效構(gòu)造信息。實(shí)際資料應(yīng)用表明，該方法能夠有效檢測(cè)裂縫、劃定特殊地質(zhì)體邊界等［4］。

在這里我們用到的反演方法是約束稀疏脈沖反演，它的基本思想是：基于地震褶積模型理論，反射系數(shù)為隨機(jī)且無窮多的，然而這個(gè)假設(shè)與地震數(shù)據(jù)的實(shí)際情況是不符的，因?yàn)榈卣饠?shù)據(jù)是有限帶寬的數(shù)據(jù)，我們所能觀察到的僅是有限的波阻抗界面反射。約束稀疏脈沖反演的基本算法就是設(shè)法找到可觀察到的有限的稀疏脈沖。其前提假設(shè)是：地下的反射系數(shù)序列是由一系列大的或較大的反射系數(shù)疊加在高斯分布的小反射系數(shù)背景上。該算法的公式如下［5］：

約束稀疏脈沖反演的最大優(yōu)點(diǎn)，即算法本身就加入了部分低頻信息。另一方面，由于在算法中加入了約束項(xiàng)使得反演的波阻抗范圍可以人為干預(yù)，進(jìn)一步減小了多解性，使反演結(jié)果與地質(zhì)的先驗(yàn)信息更加吻合。

1.2 應(yīng)用結(jié)果分析

在工區(qū)范圍內(nèi)，我們首先對(duì)地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行了反演，得到波阻抗數(shù)據(jù)體，然后分別對(duì)地震數(shù)據(jù)體和波阻抗數(shù)據(jù)體提取相干屬性。所選層位為哈拉哈塘二疊系的底，即火山巖的底。為壓制噪聲，所選時(shí)窗為80ms，提取結(jié)果。從圖中我們可以清楚的看到兩者的差異。我們從兩圖中都能清楚地分辨鼻狀隆起的高臺(tái)，但是與地震數(shù)據(jù)的相干屬性相比，波阻抗體的相干屬性圖中，表示斷層的線加深變粗，高臺(tái)西側(cè)的正斷層組清晰可見，構(gòu)造特征也更加明顯，有利于構(gòu)造的精細(xì)識(shí)別與解釋。

拉開波阻抗剖面，Map圖上的斷層，在波阻抗剖面上顯示的非常清楚；另一方面，從波阻抗剖面上，我們還可以看到鼻狀隆起的高臺(tái)上分布著巨厚的火山巖，通過對(duì)比巖性資料，火山巖的巖性主要為英安巖；而在哈4井處，火山巖最厚，且TT層附近巖性變化大，為安山巖夾玄武巖，其下部則為巨厚的英安巖和凝灰?guī)r，通過外部形態(tài)和具體巖性的分析，該處很可能為火山口，巖漿的噴發(fā)模式為裂隙式噴發(fā)，這為后續(xù)將要研究的火山巖的構(gòu)造地質(zhì)演化提供了一個(gè)突破口。

2 相關(guān)統(tǒng)計(jì)屬性

在Landmark的屬性提取中，相關(guān)統(tǒng)計(jì)（Correlation Statistics），PAL里共提供了6種相關(guān)統(tǒng)計(jì)屬性，用于定量描述道與道之間的相似性。這類屬性主要用于幫助識(shí)別斷層、尖滅、雜亂反射等。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，6種相關(guān)統(tǒng)計(jì)屬性中，到下一個(gè)CDP的相關(guān)時(shí)窗的滑動(dòng)時(shí)間屬性和相關(guān)長(zhǎng)度屬性對(duì)工區(qū)內(nèi)的斷層裂縫有較好的反應(yīng)。

2.1 道間相關(guān)時(shí)窗滑動(dòng)時(shí)間屬性

到下一個(gè)CDP的相關(guān)時(shí)窗的滑動(dòng)時(shí)間（Correlation Window Time Shift to Next CDP），可幫助識(shí)別傾角的突然變化，如斷層、不整合、尖滅等。

以二疊底為中心開80ms時(shí)窗，對(duì)地震數(shù)據(jù)體提取道間相關(guān)時(shí)窗滑動(dòng)時(shí)間屬性。

工區(qū)西北部的X形大斷裂得到了清晰地刻畫，并且整體上凹凸有致，體現(xiàn)出了傾角的細(xì)微變化，使構(gòu)造結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出更加立體的一面。

2.2 相關(guān)長(zhǎng)度屬性

相關(guān)長(zhǎng)度（Correlation Length），是相似度的測(cè)量，指示橫向連續(xù)性，計(jì)算的是與本道相關(guān)系數(shù)小于0.5的道到本道的距離，距離越大，說明相似性越好。

開同樣的時(shí)窗，對(duì)地震數(shù)據(jù)體提取相關(guān)長(zhǎng)度屬性。

清晰的線條和對(duì)比度將整個(gè)工區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)概況形象的呈現(xiàn)在我們眼前，這說明該屬性對(duì)本工區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造非常敏感。

3 多屬性疊合顯示

通過上面的分析，我們發(fā)現(xiàn)了波阻抗體的相干屬性、地震數(shù)據(jù)體的道間相關(guān)時(shí)窗滑動(dòng)時(shí)間屬性和相關(guān)長(zhǎng)度屬性，對(duì)本工區(qū)內(nèi)的斷層及裂縫有較好的指示效果。為融合它們各自的優(yōu)勢(shì)，對(duì)屬性進(jìn)行疊合顯示。

3.1 波阻抗相干與道間相關(guān)時(shí)窗滑動(dòng)時(shí)間屬性的疊合

疊合圖確實(shí)融合了兩種屬性的優(yōu)勢(shì)，尤其是工區(qū)西北部的X形斷裂，這一X形斷裂在波阻抗相干屬性圖上顯示的非常模糊，而在疊合圖上則顯示的非常明顯；另一方面，通過疊合顯示，滑動(dòng)時(shí)窗屬性中凹凸不平的特質(zhì)使工區(qū)內(nèi)的地層得到了非常細(xì)致的刻畫，高臺(tái)西部的正斷層組也以更加形象立體的形式表現(xiàn)了出來。

3.2 波阻抗相干與相關(guān)長(zhǎng)度屬性的疊合

我們發(fā)現(xiàn)，信號(hào)中的噪聲進(jìn)一步得到了壓制，信噪比大大加強(qiáng)，工區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造，尤其是地質(zhì)體的邊緣，顯示的比以前更加清楚，高臺(tái)西南部的輪廓及斷層的一些小細(xì)節(jié)也都表現(xiàn)的很好，很清晰；而且工區(qū)東部的小裂縫也更加明顯，裂縫的大小、長(zhǎng)度等幾何特征得到了清晰的刻畫。

4 總結(jié)

本文運(yùn)用多屬性分析技術(shù)對(duì)哈拉哈塘地區(qū)的斷裂構(gòu)造進(jìn)行了研究，并取得了良好的效果。研究發(fā)現(xiàn)，基于波阻抗反演的相干屬性對(duì)于工區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造有著很好的指示作用，圖中的信噪比大大加強(qiáng)，表示斷層的線加深變粗，高臺(tái)的輪廓邊緣清晰可見；另一方面，相關(guān)統(tǒng)計(jì)屬性，這種用于定量描述道與道之間的相似性的屬性也在本文中得到了應(yīng)用，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，到下一個(gè)CDP的相關(guān)時(shí)窗的滑動(dòng)時(shí)間屬性（Correlation Window Time Shift to Next CDP）和相關(guān)長(zhǎng)度屬性（Correlation Length）對(duì)工區(qū)內(nèi)的斷層裂縫有較好的反應(yīng)。最后，本文對(duì)多種屬性進(jìn)行了疊合顯示，疊合圖融合了個(gè)屬性的優(yōu)勢(shì)，使工區(qū)范圍內(nèi)的斷層、裂縫等構(gòu)造體的幾何特征得到了清晰刻畫，標(biāo)定層位的構(gòu)造特征也更加容易識(shí)別。

總之，本文通過提取相干屬性及相關(guān)統(tǒng)計(jì)屬性，對(duì)哈拉哈塘地區(qū)二疊系底部的斷裂構(gòu)造進(jìn)行了研究，并且通過屬性疊合，使工區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造得到了更加清晰的顯示，這對(duì)后期的處理解釋工作，在宏觀上有著重要的指導(dǎo)意義。

［1］崔海峰，鄭多明，滕團(tuán)余.塔北隆起哈拉哈塘凹陷石油地質(zhì)特征與油氣勘探方向［J］.巖性油氣藏，2009，21（2）：54－55.

［2］苑書金.地震相干體技術(shù)的研究綜述［J］.勘探地球物理進(jìn)展，2007，30（1）：7－8.

［3］苗廣文，劉聰.波阻抗反演在吉林探區(qū)煤層特征分析及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2011，26（5）：1790－1791.

［4］羅俊松，盧涵宇.基于波阻抗反演地震數(shù)據(jù)體的相干屬性及應(yīng)用［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32（23）：121－122.

［5］唐湘蓉.地震測(cè)井聯(lián)合反演方法研究及應(yīng)用［D］.成都：成都理工大學(xué)，2005.